[发明专利]VCSEL、其制造方法、模块、光发送装置、光空间传输装置、光发送系统以及光空间传输系统

权利要求书

1.一种垂直腔表面发射激光二极管，该垂直腔表面发射激光二极管包括：

基板；

第一导电类型的第一半导体多层；

有源层；

第二导电类型的第二半导体多层，所述第二半导体多层与所述有源层和所述第一半导体多层一起构成了谐振器；

接触层；

这些层中的每一层都堆叠在所述基板上，该垂直腔表面发射激光二极管还包括

形成在所述接触层上的金属层，所述金属层包括开口部分，该开口部分限定了发射激光的区域；

并且当激光的振荡波长为λ时，所述接触层和与所述接触层接触的所述第二半导体多层的顶层的光学厚度T小于λ/4。

2.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光二极管，其中所述第二半导体多层包括多个层，这多个层是多对具有第一折射率的第一半导体层和具有第二折射率的第二半导体层，并且光学厚度T小于λ/4，该光学厚度T是作为所述第二半导体多层的顶层的第一半导体层的厚度与所述接触层的厚度之和。

3.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光二极管，其中，包括在所述第二半导体多层中的多个第一半导体层中的作为顶层的第一半导体层的带隙能与所述有源层的带隙能之间的差大于等于0.1电子伏，且小于等于0.3电子伏。

4.根据权利要求2所述的垂直腔表面发射激光二极管，其中所述第一半导体层和第二半导体层由具有不同Al含量的AlGaAs制成，所述接触层由GaAs制成。

5.根据权利要求2所述的垂直腔表面发射激光二极管，其中所述第一半导体层的Al含量比所述第二半导体层的Al含量少。

6.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光二极管，其中所述光学厚度T在大约0.193λ到大约0.197λ的范围内。

7.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光二极管，其中所述光学厚度T不在大约0.153λ到大约0.157λ的范围内。

8.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光二极管，其中所述金属层由金制成，或者由钛和金的堆叠层制成。

9.根据权利要求1所述的垂直腔表面发射激光二极管，该垂直腔表面发射激光二极管还包括所述接触层和所述基板之间的电流限制层，所述电流限制层包括高电阻区域和被所述高电阻区域包围的导电区域，并且所述金属层的所述开口部分比所述导电区域的直径小大约0到3μm。

10.根据权利要求9所述的垂直腔表面发射激光二极管，该垂直腔表面发射激光二极管还包括所述基板上的柱，所述柱至少包括金属层、接触层、第二半导体多层和电流限制层，并且所述电流限制层的高电阻区域是从所述柱的侧面被氧化的氧化区域。

11.一种模块，该模块包括：

垂直腔表面发射激光二极管；以及

要配备的光学组件，

所述垂直腔表面发射激光二极管包括：基板；第一导电类型的第一半导体多层；有源层；第二导电类型的第二半导体多层，所述第二半导体多层与所述有源层和所述第一半导体多层一起构成了谐振器；接触层；这些层中的每一层都堆叠在所述基板上，所述垂直腔表面发射激光二极管还包括形成在所述接触层上的金属层，所述金属层包括开口部分，该开口部分限定了发射激光的区域；并且当激光的振荡波长为λ时，所述接触层和与所述接触层接触的所述第二半导体多层的顶层的光学厚度T小于λ/4。

12.一种光发送装置，该光发送装置包括：

模块；以及

发送部，该发送部通过光学介质来发送从所述模块发射的激光，

所述模块包括垂直腔表面发射激光二极管和要配备的光学组件，

所述垂直腔表面发射激光二极管包括：基板；第一导电类型的第一半导体多层；有源层；第二导电类型的第二半导体多层，所述第二半导体多层与所述有源层和所述第一半导体多层一起构成了谐振器；接触层；这些层中的每一层都堆叠在所述基板上，所述垂直腔表面发射激光二极管还包括形成在所述接触层上的金属层，所述金属层包括开口部分，该开口部分限定了发射激光的区域；并且当激光的振荡波长为λ时，所述接触层和与所述接触层接触的所述第二半导体多层的顶层的光学厚度T小于λ/4。