[发明专利]用于面发射激光器的光栅结构

权利要求书

1.一种垂直腔面发射激光器(即，VCSEL)，包括：

形成具有选定的周期、深度和占空因数的光栅结构的至少一个层，

其中，所述光栅结构的周期、深度和占空因数配置为实现：大于VCSEL的阈值效率水平，小于由与光栅结构相关的高阶衍射所带来的功率损失引起的阈值电流增加，以及大于VCSEL的发射波长处的阈值偏振选择。

2.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述阈值偏振选择大于或等于10分贝(dB)偏振选择。

3.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述阈值电流增加小于10％电流增加。

4.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述阈值效率水平大于32％转换效率。

5.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述阈值偏振选择大于或等于10分贝(dB)偏振选择，电流增加小于10％电流增加，且阈值效率水平大于32％转换效率。

6.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述发射波为850nm至1550nm。

7.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述光栅结构的指数对比度小于阈值指数对比度。

8.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述光栅结构的周期、深度和占空因数基于所述至少一个层的折射率而配置。

9.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述至少一个层包括形成所述光栅结构的三个层。

10.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述光栅结构形成槽型表面或平面型表面。

11.如权利要求1所述的VCSEL，其中，所述发射波长为940纳米(nm)，所述周期为600nm，所述深度为480nm，所述占空因数为50％。

12.一种垂直腔面发射激光器(VCSEL)的高效混合光栅，其包括：

多个光栅层，

其中，所述光栅层的至少一个层形成具有特定周期、深度和占空因数的光栅结构，

其中，所述多个光栅层是连续的，不具有将所述多个光栅层的部分分开的空气间隙，且

其中，所述光栅结构的周期、深度和占空因数配置为实现高的效率、减少的高阶衍射、和VCSEL的发射波长处的高的偏振选择。

13.如权利要求12所述的高效混合光栅，其中所述多个光栅层包括：

半导体层，

设置在所述半导体层上的半导体和介电光栅，和

设置在所述半导体和介电光栅上的金属层。

14.如权利要求12所述的高效混合光栅，其中，所述多个光栅层形成纯介电光栅。

15.如权利要求12所述的高效混合光栅，其中，所述多个光栅层包括：

半导体层，

设置在所述半导体层上的金属和介电光栅，和

设置在所述金属和介电光栅上的介电层。

16.如权利要求12所述的高效混合光栅，其中，所述多个光栅层包括：

半导体层，

设置在所述半导体层上的金属和半导体光栅，和

设置在所述金属和半导体光栅上的金属层。

17.如权利要求12所述的高效混合光栅，其中，所述多个光栅层包括：

半导体和介电光栅，

设置在所述半导体和介电光栅上的间隔层。

设置在所述间隔层上的金属层。