[发明专利]高速VCSEL装置

说明书

一种垂直腔面发射激光器(VCSEL)包括所述VCSEL的反射表面。增益区域定位在所述分布式布拉格反射器上，所述增益区域产生光学增益。所述增益区域包含第一多量子阱堆叠和第二多量子阱堆叠、定位在所述第一多量子阱堆叠与所述第二多量子阱堆叠之间的隧道结，以及定位在所述第一多量子阱堆叠和所述第二多量子阱堆叠中的一个上的电流孔。所述电流孔将电流流动限制在所述增益区域中。部分地反射的表面和所述反射表面形成VCSEL谐振腔，其中输出光束从所述部分地反射的表面传播。

本文所用的章节标题仅用于组织的目的，而不应被理解为以任何方式限制本申请中所述的主题。

相关申请的交叉引用

本申请是2016年3月4日提交的标题为“High Speed VCSEL Device”的美国临时专利申请序列号62/303,632的非临时申请。美国临时专利申请序列号62/303,632的全部内容以引用方式并入本文。

引言

已经存在对经由具有25Gb/s和以上的数据速率的光纤链路的较高速数字通信的日益增加的需求。多年以来，已经在传统的长距离通信系统中部署高速数字通信。近年以来，高速数字通信越来越多地被用在短距离链路中。这些包括用于计算机的短距离高速数据链路、高速以太网，和高速因特网，包括对家庭的高带宽本地服务。还存在对用于云计算的短链路数据传输应用的这些高速装置的强烈兴趣。这些应用包括计算机之间和用于大服务器安装的数据链路。

较高功率的较高速VCSEL的开发将拓宽高速数据链路的应用，从而实现许多应用，诸如分布式计算和通信的大园区配置。

附图说明

在结合附图进行的以下详细描述中更具体地描述了根据优选和示例性实施方式的本教导以及本教导的另外优点。本领域的技术人员应理解，以下所述的附图仅用于说明的目的。附图不一定按比例绘制，而一般是将重点放在说明本教导的原理上。这些附图并非意图以任何方式来限制申请人的教导的范围。

图1示出具有包括多个量子阱的单个增益区域的现有技术顶部发射VCSEL的示意图。

图2示出本教导的顶部发射高速VCSEL装置的实施方式的示意图，所述顶部发射高速VCSEL装置利用经由隧道结彼此连接的多个多量子阱级段。

图3示出本教导的底部发射高速VCSEL装置的实施方式的示意图，所述底部发射高速VCSEL装置利用经由隧道结彼此连接的多个量子阱级段。

图4示出本教导的另一顶部发射高速VCSEL装置的实施方式的示意图，所述另一顶部发射高速VCSEL装置利用经由隧道结彼此连接的多个多量子阱级段。

图5示出本教导的另一底部发射高速VCSEL装置的实施方式的示意图，所述另一底部发射高速VCSEL装置利用经由隧道结彼此连接的多个多量子阱级段。

图6示出本教导的另一顶部发射高速VCSEL装置的实施方式的示意图，所述另一顶部发射高速VCSEL装置利用经由隧道结彼此连接的多个多量子阱级段。

图7示出根据本教导的亚波长光栅反射器的实施方式的示意图。

图8A呈现示出根据本教导的亚波长光栅反射器的实施方式的区域段的侧视图的扫描电子显微镜(SEM)图片。

图8B呈现图8A的亚波长光栅反射器实施方式的一个条带的SEM图片特写横截面。

图9A和图9B呈现本教导的具有亚波长光栅的高速VCSEL装置的实施方式的俯视图的具有不同放大倍数的SEM图片。

图10示出根据本教导的高速VCSEL装置的实施方式的激光结构的示意图。

图11示出根据本教导的高速VCSEL装置的另一实施方式的激光结构的示意图。