[发明专利]稀土掺杂的光子级联VCSEL激光器

权利要求书

1.一种稀土掺杂的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，该激光器为半导体衬底上制备的具有稀土掺杂半导体层的VCSEL芯片外延结构，所述外延结构包括激光谐振腔和稀土掺杂高增益有源区；

所述激光谐振腔和所述稀土掺杂高增益有源区形成光子级联复合腔，所述激光谐振腔内的激光产生机制形成电致发光，在注入电流的激励下，电子和空穴重新复核辐射大量光子，形成能带间的第一波长激光；

当所述第一波长激光得到预设强度时，激发所述稀土掺杂高增益有源区中掺杂的金属离子的粒子能级从而跃迁产生第二波长激光，形成光致发光，使得所述第一波长激光被完全吸收，所述激光器只发出第二波长激光。

2.根据权利要求1所述的稀土掺杂的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述金属离子属于四能级系统或三能级系统。

3.根据权利要求1所述的稀土掺杂的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述VCSEL芯片为单管型VCSEL芯片或阵列型VCSEL芯片，所述VCSEL芯片的结构为顶发射结构或底发射结构。

4.根据权利要求3所述的稀土掺杂的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述激光谐振腔包括N型全反射DBR层、N型波导层、所述稀土掺杂高增益有源区、P型波导层和P型全反射DBR层；

所述N型全反射DBR层和所述P型全反射DBR层对所述第一波长激光全反射；

所述N型全反射DBR层对所述第二波长激光全反射，所述P型全反射DBR层对所述第二波长激光半反射半透射，反射率为3％～99.5％。

5.根据权利要求4所述的稀土掺杂的光子级联VCSEL激光器，其特征在于，所述稀土掺杂高增益有源区中掺杂金属离子的粒子的方式为金属砷化物或磷化物在有源区外延生长。