[实用新型]垂直面腔表面发射激光器

说明书

本公开涉及一种垂直面腔表面发射激光器。所述垂直面腔表面发射激光器包括：按顺序层叠设置的第一反射镜层、有源层和第二反射镜层，所述第二反射镜层位于出光侧，所述第一反射镜层位于非出光侧，其特征在于：所述第一反射镜层包括位于非出光侧的金属反射镜层和介于金属反射镜层与有源区之间的第一布拉格反射镜层；以及所述第二反射镜层包括第二布拉格反射镜层。本公开的垂直面腔表面发射激光器可以提高垂直面腔表面发射激光器的性能。

技术领域

本实用新型的实施例涉及半导体激光器，尤其涉及一种垂直面腔表面发射激光器(VCSEL)及其制备方法。

背景技术

垂直面腔表面发射激光器(VCSEL)作为一种新型的半导体激光器，与普通的边缘发射激光器相比，具有阈值电流低、效率高、功耗小、光发散角小、易与光纤耦合、易集成等优点，在光信息处理、光互联、光计算、照明、显示等方面都有广阔的应用前景。

半导体激光器结构可以简化成由具有增益特性的材料层以及两端的反射镜。垂直面腔表面发射激光器(VSCEL)的特别之处在于：它采用高低折射率材料层周期性排布的分布式布拉格反射镜(DBR)，并且增益材料层位于上下反射镜中间且与反射镜平行。在一种典型的VCSEL结构中，P面电极下方是由多对高低折射率不同的半导体材料交替生长而成的P型分布式布拉格反射镜(DBR)，P型DBR下方是有源区，例如是几个纳米的量子阱结构，以获得高增益。在有源区下面是N型DBR，最下面是衬底。

在当前的VCSEL器件制备中，为获得高的增益，通常需要生长多对布拉格反射镜(DBR)，一般在30对以上，这种DBR工艺存在外延生长困难，串联电阻增加，热损耗加重和光损耗增加等一系列不足。

实用新型内容

本实用新型的实施例旨在提供一种垂直面腔表面发射激光器(VCSEL)，其至少能够克服现有技术中的至少一个问题，提高垂直面腔表面发射激光器的性能。

根据本实用新型一方面的实施例，提供一种垂直面腔表面发射激光器，包括：

按顺序层叠设置的第一反射镜层、有源层和第二反射镜层，所述第二反射镜层位于出光侧，所述第一反射镜层位于非出光侧，其特征在于：

所述第一反射镜层包括位于非出光侧的金属反射镜层和介于金属反射镜层与有源层之间第一布拉格反射镜层；以及

所述第二反射镜层包括第二布拉格反射镜层。

根据本实用新型的一个示例实施例，所述第一布拉格反射镜层包括1-15个周期的交替排列的高折射率材料层和低折射率材料层，优选包括1-10个周期的交替排列的高折射率材料层和低折射率材料层，更优选包括1-5个周期的交替排列的高折射率材料层和低折射率材料层。

根据本实用新型的一个示例实施例，第二布拉格反射镜层包括5-30个周期的交替排列的高折射率材料层和低折射率材料层。

根据本实用新型的一个示例实施例，所述的垂直面腔表面发射激光器，还包括设置在金属反射镜层的非出光侧的第一电极层和设置在第二布拉格反射镜层的出光侧的第二电极层。

根据本实用新型的一个示例实施例，所述的垂直面腔表面发射激光器，还包括设置在有源层和第二布拉格反射镜层之间的氧化隔离层。

根据本实用新型的一个示例实施例，所述金属反射镜层包括Cu反射镜层、Ag反射镜层或Au反射镜层。

根据本实用新型各个实施例的垂直面腔表面发射激光器(VCSEL)及其制备方法，通过在下层DBR的背面侧设置金属反射镜层，以代替部分DBR，可以减少下层DBR反射镜的周期数，增加反射效率，提高增益，同时可以获得更好的热稳定性，并且降低阈值电流密度。

为了使本实用新型的目的、特征及优点能更加明显易懂，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明