[发明专利]一种异带泵浦1550nm的光子级联VCSEL激光器及制备方法

权利要求书

1.一种异带泵浦1550nm的光子级联VCSEL激光器，包括衬底和制备在所述衬底上的VCSEL芯片外延结构，其特征在于，所述VCSEL芯片外延结构自衬底侧向上依次包括：N型DBR层、N型全反射DBR层、稀土元素掺杂层、N型波导层、半导体量子阱层、P型波导层、氧化层、P型全反射DBR层和P型DBR层；

所述N型全反射DBR层、N型波导层、半导体量子阱层、P型波导层和P型全反射DBR层构成第一激光谐振腔，所述N型DBR层、稀土元素掺杂层、氧化层和P型DBR层构成第二激光谐振腔，所述第一激光谐振腔和第二激光谐振腔形成光子级联复合腔。

2.如权利要求1所述的异带泵浦1550nm的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述第一激光谐振腔内激光产生机制为半导体材料电致发光，在注入电流的激励下，电子和空穴重新复合辐射大量光子，形成能带间的第一波长激光；所述第二激光谐振腔内激光产生机制为光致发光，所述第一波长激光作为第二激光谐振腔中的泵浦光，通过所述稀土元素掺杂层时，激发稀土元素掺杂层中的镧系金属离子的粒子能级跃迁产生第二波长激光；所述第二波长激光束通过所述第二激光谐振腔中的半反射的N型DBR层或P型DBR层输出，输出波长为1550nm。

3.如权利要求1所述的异带泵浦1550nm的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述N型DBR层为半反半透层、所述P型DBR层为全反射层；或者，所述P型DBR层为半反半透层、所述N型DBR层为全反射层；半反半透层对第二波长激光的反射率为50％-99.5％。

4.如权利要求1所述的异带泵浦1550nm的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述半导体量子阱层作为高增益有源区，所述半导体量子阱层为多量子阱结构，该包括多对半导体量子阱。

5.如权利要求1所述的异带泵浦1550nm的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述稀土元素掺杂层是在GaAs层中掺杂镧系元素。

6.如权利要求5所述的异带泵浦1550nm的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述镧系元素的掺杂方式为：镧系元素掺杂的方式或GaAs层与镧系砷化物交替生长的方式。

7.如权利要求5所述的异带泵浦1550nm的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述VCSEL芯片外延结构上制备有导热层。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的异带泵浦1550nm的光子级联VCSEL激光器的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底上生长VCSEL芯片外延结构；

在N型全反射DBR层上注入稀土离子或外延生长稀土离子掺杂层；

制作台面；

制作氧化孔；

经光刻后制作金属P电极；

剥离非P电极金属；

经光刻后制作金属N电极；

剥离非N电极金属；

解理封装。