[发明专利]一种基于蓝光InGaN量子阱的绿光发射激光器

说明书

一种基于蓝光InGaN量子阱的绿光发射激光器，涉及绿光发射激光器。从下至上包括铜衬底、下分布布拉格反射镜、p型Cr/Au电极、ITO透明导电层、SiO₂电流限制层、GaN基外延层、n型Cr/Au电极和上分布布拉格反射镜；所述GaN基外延层包括P型GaN、N型GaN和蓝光InGaN/GaN量子阱；所述上分布布拉格反射镜和下分布布拉格反射镜高反带需覆盖整个增益谱范围，反射率达到99％及以上，材料组合采用TiO₂/SiO₂、Ta₂O₅/SiO₂或Ti₃O₅/SiO₂。所述蓝光InGaN/GaN量子阱中，势阱In_XGa_1‑XN层InN含量x在0.16～0.22之间，势垒为GaN层。

技术领域

本发明涉及绿光发射激光器，尤其是涉及一种基于蓝光InGaN量子阱的绿光发射激光器。

背景技术

二维的InGaN量子阱材料被广泛的运用于半导体激光器，通过调整InGaN量子阱中的In组份，发光范围可以覆盖从紫光到近红外波段。基于这种优势，一系列不同发光波长的半导体激光器被成功研发并实现了商业化。

为了获得绿光或者更长波长的激光器，就需要量子阱有更高的In组分，然而获得高质量的高In组分InGaN量子阱相比低In组份困难很多。高In组份InGaN量子阱常常伴随着较高的缺陷密度和较大的极化电场([1]H.Ohta,S.P.Denbaars,and S.Nakamura,Futureof group-III nitride semiconductor green laser diodes,J.Opt.Soc.Am.B,27(11):B45-B49(2010))。这些问题会导致材料内量子效率的降低和器件较大的阈值电流。目前为了克服这些困难，在材料生长时常采用非极性或半极性的GaN衬底([2]H.Ohta andK.Okamoto,Nonpolar/semipolar GaN technology for violet,blue,and green laserdiodes,MRS Bull.34:324–327(2009))，但是由于GaN衬底材料价格昂贵，难以得到实际应用。绿色激光作为激光光源的三基色之一在全色投影及激光打印等方面扮演者举足轻重的角色，因此获得高性能的绿光激光器是半导体激光器的重要方向。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提供一种基于蓝光InGaN量子阱的绿光发射激光器。

本发明从下至上包括铜衬底、下分布布拉格反射镜、p型Cr/Au电极、ITO透明导电层、SiO₂电流限制层、GaN基外延层、n型Cr/Au电极和上分布布拉格反射镜；所述GaN基外延层包括P型GaN、N型GaN和蓝光InGaN/GaN量子阱；所述上分布布拉格反射镜和下分布布拉格反射镜高反带需覆盖整个增益谱范围，反射率达到99％及以上，材料组合采用TiO₂/SiO₂、Ta₂O₅/SiO₂或Ti₃O₅/SiO₂。

所述蓝光InGaN/GaN量子阱中，势阱In_XGa_1-XN层InN含量x在0.16～0.22之间，势垒为GaN层；

所述P型GaN的厚度需满足绿光波长处的强耦合条件，P型GaN厚度需满足：

其中，k＝1，3，5，7……λ为绿光波长。