[发明专利]氧化物间隔HCG VCSEL及其制造方法

权利要求书

1.一种高对比度光栅(HCG)反射器装置，包括：

(a)由间隔层形成的低折射率氧化物；和

(b)由高对比度光栅(HCG)层形成的高折射率半导体的光栅，其设置在所述低折射率氧化物上，组合形成高对比度光栅(HCG)反射器装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光栅包括棒或柱的布置。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述反射器的反射率大于99％。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述低折射率氧化物被配置为利用选择性湿式氧化来制造。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述反射器装置的外延包括：

(a)间隔层，所述间隔层被配置为被氧化以形成所述低折射率氧化物；和

(b)高对比度光栅(HCG)层，所述高对比度光栅层被配置为通过氧化工艺来保持高折射率并且形成所述光栅。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述间隔层包括Al_xGa_1-xAs(x＞0.9)，并且所述HCG层为Al_yGa_1-yAs(y＜0.4)。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光栅被配置为利用光刻来制造并且蚀穿所述高对比度光栅(HCG)层以在创建所述低折射率氧化物时暴露出下面的间隔层。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述高对比度光栅(HCG)反射器装置被配置用于氧化物间隔高对比度光栅(HCG)垂直腔面发射激光器(VCSEL)中，作为所获得的氧化物间隔HCG VCSEL的上反射器、下反射器或同时作为上反射器和下反射器。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述高对比度光栅(HCG)层的原子结构的取向确定了所述氧化物间隔HCG VCSEL的偏振。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，在VCSEL的阵列内检测到来自两个或更多个VCSEL的信号时，所述偏振提高信噪比。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，VCSEL的密集阵列能够被配置为在所述阵列的不同区域中的不同偏振，以提供由偏振确定的结构化照明。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光栅包括形成二维高对比度光栅(HCG)反射器装置或高对比度介结构的二维(2D)柱。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述二维(2D)柱具有均匀的尺寸和形状，或者具有变化的尺寸和形状，以在激光发射平面中提供反射或透射相位分布，从而使输出光束聚焦、散焦、偏转或分裂，和/或以产生特定的光学角动量。

14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述高对比度光栅(HCG)反射器装置被配置为用于氧化物间隔高对比度光栅(HCG)垂直腔面发射激光器(VCSEL)中，以在反射以法线角分裂成多个光束时提供对所述HCG VCSEL的附加光耦合，以及在所述反射以非法线角度分裂时提供耦合到相邻VCSEL的耦合。

15.一种垂直腔面发射激光器(VCSEL)装置，包括：

(a)下反射器和上反射器；和

(b)增益区，所述增益区设置在所述下反射器与所述上反射器之间；

(c)其中，所述上反射器和/或所述下反射器包括具有由间隔层形成的低折射率氧化物的氧化物间隔高对比度光栅(HCG)反射器，和由高对比度光栅(HCG)层形成的高折射率半导体的光栅，所述高折射率半导体的光栅设置在所述低折射率氧化物上。