[发明专利]延长腔面光源VCSEL及其应用

说明书

本发明提供一种延长腔面光源VCSEL及其应用，其中，延长腔面光源VCSEL包括：‑N面电极、衬底层、外延层、P面电极；P面电极、外延层、衬底层、‑N面电极自上而下依次层叠设置，P面电极包括：上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构，上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构自上而下依次层叠设置，上DBR结构与下DBR结构之间形成延长腔面光源VCSEL的谐振腔，上DBR结构的端面还设置有第一介质薄膜，下DBR结构与外延片之间还设置有第二介质薄膜。本发明通过介质薄膜增加半导体激光器谐振腔腔长，进而改变激光器的模式，将高阶模光束转化为低阶模光束，进而降低光束发散角，减小带宽。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种延长腔面光源VCSEL及其应用。

背景技术

目前，广泛使用的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的横模普遍为高阶模，其存在如下问题：光斑不均匀，光强分布分散，光束发散角大，带宽宽等，从而给应用过程造成诸多不便。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种延长腔面光源VCSEL及其应用，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种延长腔面光源VCSEL，其包括：-N面电极、衬底层、外延层、P面电极；

所述P面电极、外延层、衬底层、-N面电极自上而下依次层叠设置，所述P面电极包括：上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构，所述上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构自上而下依次层叠设置，所述上DBR结构与下DBR结构之间形成所述延长腔面光源VCSEL的谐振腔，所述上DBR结构的端面还设置有第一介质薄膜，所述下DBR结构与所述外延片之间还设置有第二介质薄膜。

作为本发明的延长腔面光源VCSEL的改进，所述衬底层为半绝缘的半导体衬底层。

作为本发明的延长腔面光源VCSEL的改进，所述外延层为高掺杂的半导体外延层。

作为本发明的延长腔面光源VCSEL的改进，所述P面电极为至少一个，所述P面电极为多个时，多个P面电极以阵列形式排布于所述外延层上。

作为本发明的延长腔面光源VCSEL的改进，所述P面电极为多个时，多个P面电极通过金属电极相连接。

作为本发明的外腔面光源VCSEL的改进，所述多个发光芯片以非均匀或均匀阵列方式排布于所述半导体外延层上。适用于单一电极驱动或多电极分块驱动的列阵结构。

作为本发明的外腔面光源VCSEL的改进，适用于任何波长段，任何半导体材料体系的面发射激光器(VCSEL)。

作为本发明的外腔面光源VCSEL的改进，外腔结构适用于随机偏振结构，或偏振控制的结构。

作为本发明的延长腔面光源VCSEL的改进，所述第一、第二介质薄膜通过蒸镀或外延生长的方式形成于所在的DBR结构上。

作为本发明的延长腔面光源VCSEL的改进，所述第一、第二介质薄膜为氧化硅薄膜、氧化钛薄膜或者氮化硅薄膜中的一种。

作为本发明的延长腔面光源VCSEL的改进，所述第一、第二介质薄膜为一层或者多层。

作为本发明的延长腔面光源VCSEL的改进，所述第一、第二介质薄膜的厚度d为λ/4n，其中，λ为激光器中心波长，n为薄膜折射率。

作为本发明的延长腔面光源VCSEL的改进，所述光纤通信系统包括如上所述的延长腔面光源VCSEL。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的延长腔面光源VCSEL通过介质薄膜增加半导体激光器谐振腔腔长，进而改变激光器的模式，将高阶模光束转化为低阶模光束，进而降低光束发散角，减小带宽。