[实用新型]一种垂直腔面发射激光器

说明书

本申请公开了一种垂直腔面发射激光器，包括由下至上依次层叠的第一电极、衬底、第一反射镜层、量子点层、第一限制层、过渡层、掺杂层、第二限制层、第二反射镜层、浮雕层、第二电极，所述过渡层和所述掺杂层中分布有质子植入区，所述浮雕层包括刻蚀区和未刻蚀区，且垂直腔面发射激光器的中心线与所述浮雕层的交点位于所述刻蚀区内或所述未刻蚀区内。通过引入非共轴的浮雕层的偏移量来实现VCSEL阵列单元不同模式激射，实现长波长VCSEL的波长可调，制作工艺简单，同时解决了目前的表面浮雕技术在设计和制备过程中都需要表面浮雕中心和VCSEL台面中心严格对准的问题。

技术领域

本申请涉及半导体激光技术领域，特别是涉及一种垂直腔面发射激光器。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，简称VCSEL)具有阈值低、耦合效率高、调制速率高、稳定性好等优点，1550nm的长波长VCSEL在远距离高速率的光互连系统、光并行处理、高速数据通讯等方面广泛应用。随着人们对信息量需求和信息传输速度的增长，以及在气体检测方面的需求，要求VCSEL具备波长可调功能。

目前为了实现长波长VCSEL的波长可调功能，采用的方法有外腔调谐、电热调谐、静电力调谐等，其主要的原理都是改变构成长波长激光器谐振空气隙腔的厚度来实现激射波长的可调谐，构成空气隙谐振腔需要制备悬空的可动高反镜MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)结构，这个结构大大增加了可调谐长波长垂直腔面发射激光器制备难度。由于长波长VCSEL由于材料系形成的折射率差小、热导率小、不能形成氧化限制层对光场和电流进行有效的限制，也有研究人员提出基于量子阱结构的晶圆键合长波长VCSEL方案和和掩埋隧道结长波长VCSEL方案。晶圆键合技术是把VCSEL的上/下布拉格反射器、量子阱有源区等激光器结构单元通过键合的方式组成一个完整的VCSEL激光器。该技术难度大，对设备要求较高，操作难度高；通过掩埋隧道结实现光场和电流限制需要难度系数极大的二次外延技术。

因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种垂直腔面发射激光器，使垂直腔面发射激光器具有波长调谐功能，同时降低制作难度。

为解决上述技术问题，本申请提供一种垂直腔面发射激光器，包括由下至上依次层叠的第一电极、衬底、第一反射镜层、量子点层、第一限制层、过渡层、掺杂层、第二限制层、第二反射镜层、浮雕层、第二电极，所述过渡层和所述掺杂层中分布有质子植入区，所述浮雕层包括刻蚀区和未刻蚀区，且垂直腔面发射激光器的中心线与所述浮雕层的交点位于所述刻蚀区内或所述未刻蚀区内。

可选的，所述浮雕层为接触层。

可选的，所述浮雕层包括由下至上层叠的接触层和光学介质层，且所述光学介质层包括所述刻蚀区和所述未刻蚀区。

可选的，所述光学介质层为二氧化硅层、二氧化钛层、氮化硅层、氧化铝层中的任一种。

可选的，所述刻蚀区深度为所述未刻蚀区深度的四分之一的奇数倍。

可选的，所述掺杂层包括由下至上层叠的重型p掺杂层和重型n掺杂层。

本申请所提供的一种垂直腔面发射激光器，包括由下至上依次层叠的第一电极、衬底、第一反射镜层、量子点层、第一限制层、过渡层、掺杂层、第二限制层、第二反射镜层、浮雕层、第二电极，所述过渡层和所述掺杂层中分布有质子植入区，所述浮雕层包括刻蚀区和未刻蚀区，且垂直腔面发射激光器的中心线与所述浮雕层的交点位于所述刻蚀区内或所述未刻蚀区内。