[发明专利]一种发光光斑均匀的VCSEL激光器

说明书

本发明公开了一种发光光斑均匀的VCSEL激光器，包括由下而上依次层叠的N型金属电极层、基底、N型布拉格反射镜、有源层、过渡层、氧化层、P型布拉格反射镜和环状金属电极层；在所述的环状金属电极层远离P型布拉格反射镜的一面设有透明导电膜；所述的透明导电膜覆盖环状金属电极层及位于环状金属电极层中部露出的P型布拉格反射镜；所述的透明导电膜与环状金属电极层电性连接。其优点在于：本发明所述的VCSEL激光器的出射光斑均匀，有利于拓展VCSEL激光器在多个方面的应用。

技术领域

本发明涉及VCSEL激光器，具体涉及一种发光光斑均匀的VCSEL激光器。

背景技术

自1977年提出VCSEL的概念至今，VCSEL在各个方面的研究均获得了长足的进展。VCSEL的光学谐振腔与半导体芯片的衬底垂直，能够实现芯片表面的激光发射，具有阈值电流低、稳定单波长工作、易高频调制、易二维集成、无腔面阈值损伤、动态单模工作、圆形对称光斑和光纤耦合效率高等优点。典型的VCSEL为顶发射结构。结构示意图如图1所示。

其结构包括有源层、P型和N型布拉格反射镜和位于两者之间的谐振腔。P型和N型布拉格反射镜都由多层外延片组成，以达到99％的反射率。为了达到低的阈值电流，通常含有一层过渡层105，将过渡层105采用蚀刻技术制作出氧化窗口以暴露出待氧化部分。通过氧化窗口将过渡层的待氧化部分氧化形成氧化铝绝缘层，即图1中的氧化层106，作为高阻值限制区，用于进行电流限制和光学限制，这样可以减小阈值电流和提高电光转换效率。氧化物限制技术的引进进一步降低了器件的阈值电流,并提高电光转换效率，是当前VCSEL器件制作中实现光电限制所采用的主要技术手段。

氧化物限制技术通常采用湿法氧化法，即对有源层和P型布拉格反射镜之间的高铝组分的过渡层，如AlGaAs层进行氧化，利用水蒸汽从侧向氧化生成氧化铝，形成高阻值限制区。因此，VCSEL普遍采用台面结构，从而使过渡层的侧面暴露在水蒸汽中进行氧化。

通常的VCSEL激光器，由于用的是环状电极结构，环状电极的电场在激光器台面结构内分布不均匀，环状电极周围电场强度比较强，而远离电极的中心区域电场强度比较弱，这样导致台面结构内载流子分布不均匀，在环状电极附近载流子浓度比较大，中心区域载流子浓度比较小，相应的激光发光光斑也不均匀，在环状电极区域附近光强比较强，在中心区域光强比较弱，形成了环状的不均匀光斑，限制了后续VCSEL在很多方面的应用。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种发光光斑均匀的VCSEL激光器。本发明所述的VCSEL激光器的出射光斑均匀，有利于拓展VCSEL激光器在多个方面的应用。

本发明所述的一种发光光斑均匀的VCSEL激光器，包括由下而上依次层叠的N型金属电极层、基底、N型布拉格反射镜、有源层、过渡层、氧化层、P型布拉格反射镜和环状金属电极层；在所述的环状金属电极层远离P型布拉格反射镜的一面设有透明导电膜；所述的透明导电膜覆盖环状金属电极层及位于环状金属电极层中部露出的P型布拉格反射镜；所述的透明导电膜与环状金属电极层电性连接。

优选地，所述的P型布拉格反射镜在环状金属电极层中部露出的部分与透明导电膜欧姆接触。

优选地，所述的透明导电膜的厚度为

优选地，所述的透明导电膜为ITO透明导电膜或AZO透明导电膜或金属膜。