[发明专利]中红外垂直腔激光器

权利要求书

1.一种光泵浦垂直腔激光器(VCL)，所述光泵浦垂直腔激光器在泵浦波长处用泵浦源进行光泵浦，并在发射波长处提供VCL发射，所述VCL包括：

第一反射镜(240)；

第二反射镜(250)；以及

周期性增益有源区；

其中，所述周期性增益有源区包括至少两个I型量子阱(210)，所述I型量子阱包括铟、砷和锑，所述有源区还包括与所述I型量子阱相邻的势垒区(220)以及与所述势垒区相邻的用于阻挡空穴的覆层区(230)，所述势垒区在所述泵浦波长处进行吸收，所述覆层区在所述泵浦波长处是透明的；

其中，所述发射波长在3-5μ m 的范围内；

所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者是在晶片键合界面处接合至所述周期性增益有源区的晶片键合反射镜，包括Al(x)Ga(1-x)As，其中，0≤x≤1，且Al(x)Ga(1-x)As在GaAs基板上生长。

2.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，所述I型量子阱还包括镓。

3.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，每个所述量子阱以1-2％范围内的应变被压缩应变。

4.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，所述势垒区包括五元AlInGaAsSb。

5.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，所述用于阻挡空穴的覆层区包括AlAsSb。

6.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，所述泵浦波长落入1.45-1.65μ m 、1.7-2.1μ m 以及0.95-1.15μ m 的范围的列表中的一者。

7.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，所述第一反射镜和所述第二反射镜两者都是在晶片键合界面处接合至所述周期性增益有源区的晶片键合反射镜，且都包括Al(x)Ga(1-x)As，其中，0≤x≤1。

8.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，所述晶片键合界面包括处于所述第一反射镜和所述第二反射镜中的至少一者与所述有源区之间的等离子体活化键合。

9.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，还包括在所述晶片键合界面处的至少一个界面氧化物层，所述界面氧化物层来自包括以下的组：Al₂O₃、SiO₂、镓氧化物、砷氧化物、铟氧化物和锑氧化物。

10.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，包括至少六个I型量子阱。

11.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，包括多对量子阱，其中，所述多对量子阱中的每对量子阱被布置在唯一的驻波峰上。

12.根据权利要求11所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，确切地包括十个量子阱。

13.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，还包括用于调谐所述发射波长以在波长调谐范围上产生可调谐发射的调谐机构(360、370、380、390)。

14.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的一者被从所述有源区分离。

15.根据权利要求1所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的一者与光纤集成一体。

16.根据权利要求13所述的光泵浦垂直腔激光器(VCL)，其中，所述调谐机构包括热调谐。