[实用新型]谐振腔、激光单元、激光器和激光雷达

说明书

一种谐振腔、激光单元、激光器和激光雷达，所述谐振腔包括：第一n型反射镜和第二n型反射镜，所述第一n型反射镜和所述第二n型反射镜相对间隔设置；至少一个有源层，所述至少一个有源层位于所述第一n型反射镜和所述第二n型反射镜之间；至少一个隧穿结构，所述隧穿结构至少位于所述第二n型反射镜和所述至少一个有源层之间，所述隧穿结构适宜于将n型载流子所形成的电流转换为p型载流子所形成的电流。位于所述第二n型反射镜和所述至少一个有源层之间的隧穿结构是使所述谐振腔由两个n型掺杂的反射镜构成，避免p型掺杂的反射镜的使用，能够有效解决p型掺杂反射镜使用所引起的载流子迁移率过低、电阻过高、电流分布不均匀等问题。

技术领域

本实用新型涉及激光器领域，特别涉及一种谐振腔、激光单元、激光器和激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。近年来，自动驾驶技术发展迅速，激光雷达作为其距离感知的核心传感器，已不可或缺。激光器，作为激光雷达核心部件之一，其性能的好坏对激光雷达的性能有着的很大的影响。

传统的垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，简称VCSEL)通常包括N型掺杂衬底上依次外延生长的下层布拉格反射镜(Distributed BraggReflector，简称DBR)、有源层、电流限制层以及上层DBR。其中，电流经电极注入有源层；有源层的材料受激发光，在上层DBR和下层DBR所构成的谐振腔中谐振，形成传播方向一致、频率和相位相同的强光束。

一种垂直腔面发射激光器的结构示意图如图1所示，在n型掺杂的衬底11上依次外延生长n型布拉格反射镜12(Distributed Bragg Reflector，简称DBR)、发光层13以及p型布拉格反射镜14，其中发光层13一般为多量子阱结构(Multi Quantum Wells，MQWs)；之后，在衬底11背向n型布拉格反射镜12的表面制作n型电极15(N-contact)，在p型布拉格反射镜14背向发光层13的表面制作p型电极16(P-contact)，n型电极15和p型电极16分别用于连接到电源，以提供驱动垂直腔面发射激光器的正向偏压。

由于空穴的迁移率低于电子，导致现有的垂直腔面发射激光器往往存在电流在p型一侧(即图1中发光层13朝向p型电极16的一侧)的分布比较不均匀，使得元件电阻升高，光电特性降低。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是垂直腔面发射激光器中，如何提高p型一侧电流分布的均匀性。

为解决上述问题，本实用新型提供一种谐振腔，包括：

第一n型反射镜和第二n型反射镜，所述第一n型反射镜和所述第二n型反射镜相对间隔设置；至少一个有源层，所述至少一个有源层位于所述第一n型反射镜和所述第二n型反射镜之间；至少一个隧穿结构，所述隧穿结构至少位于所述第二n型反射镜和所述至少一个有源层之间，所述隧穿结构适宜于将n型载流子所形成的电流转换为p型载流子所形成的电流。

可选的，电流方向与所述第二n型反射镜指向所述第一n型反射镜的方向一致；所述隧穿结构适于接收所述第二n型反射镜中n型载流子形成的电流，并转换为p型载流子形成的电流以输出。

可选的，所述有源层的数量为多个；所述隧穿结构的数量也为多个，所述隧穿结构还位于相邻所述有源层之间。

可选的，还包括：包层，所述包层填充于所述第一n型反射镜和所述第二n型反射镜之间以调节所述有源层和所述隧穿结构中至少一个的位置。

可选的，所述有源层位于波腹位置，所述隧穿结构位于波节位置。

可选的，所述隧穿结构包括：p型重掺杂层和n型重掺杂层，沿所述第一n型反射镜指向所述第二n型反射镜的方向，所述p型重掺杂层和所述n型重掺杂层依次堆叠。