[发明专利]具有自发发射阻塞的增强半导体激光器

权利要求书

1.一种激光器系统，所述激光器系统包括：

至少一个半导体激光器；以及

作为可逆开关操作的至少一个双稳态电阻系统，与所述至少一个半导体激光器串联电连接，其中所述至少一个双稳态电阻系统在以下两种状态下操作：

高阻态，其中至少一个半导体激光器低于激光阈值并且以自发发射机制发射，以及

低阻态，其中至少一个半导体激光器高于或等于激光阈值并且以受激发射机制发射。

2.根据权利要求1所述的激光器系统，其中，作为可逆开关操作的所述至少一个双稳态电阻系统跨两个独立芯片串联电连接。

3.根据权利要求1所述的激光器系统，其中，作为可逆开关操作的所述至少一个双稳态电阻系统在单个晶片上串联电连接。

4.根据权利要求1所述的激光器系统，其中，所述至少一个双稳态电阻系统是使用绝缘体-金属转变(IMT)材料形成的。

5.根据权利要求1所述的激光器系统，其中，所述至少一个双稳态电阻系统是使用阈值开关选择器形成的。

6.一种垂直波导激光器半导体器件，所述垂直波导激光器半导体器件包括：

半导体衬底以及在所述半导体衬底上形成的层结构，其中有源介质层的量化轴平行于光腔的垂直轴，所述层结构包括

设置在半导体衬底上方的具有第一掺杂类型的第一波导层，

设置在所述第一波导层上方的有源介质层，以及

具有第二掺杂类型的第二波导层；

具有顶表面和侧壁的台面型结构，由所述第一波导层、所述有源介质层以及所述第二波导层形成；以及

双稳态电阻系统(BRS)，i)在所述台面型结构周围或邻近所述台面型结构的第一波导层中形成，或者ii)在所述台面型结构的顶表面上形成。

7.根据权利要求6所述的垂直波导激光器半导体器件，其中，所述层结构是垂直腔表面发射激光器(VSCEL)。

8.根据权利要求6所述的垂直波导激光器半导体器件，其中，所述双稳态电阻系统是使用绝缘体-金属转变(IMT)材料形成的。

9.根据权利要求6所述的垂直波导激光器半导体器件，其中，所述双稳态电阻系统是使用阈值开关选择器形成的。

10.根据权利要求6所述的垂直波导激光器半导体器件，还包括：

在所述双稳态电阻系统上方形成的第一接触层；

在所述第二波导层中形成的孔；以及

第二接触层，在所述第二波导层上方形成并且具有在所述孔上方的开口，所述第二接触层与所述第一接触层电隔离。

11.一种垂直波导激光器半导体器件，所述垂直波导激光器半导体器件包括：

半导体衬底以及在所述半导体衬底上形成的层结构，其中有源介质层的量化轴平行于光腔的垂直轴，所述层结构包括

设置在半导体衬底上方的具有第一掺杂类型的第一波导层，

设置在所述第一波导层上方的有源介质层，以及

具有第二掺杂类型的第二波导层；以及

具有顶表面和侧壁的台面型结构，由所述第一波导层、所述有源介质层以及所述第二波导层形成；

在所述半导体衬底的底侧上形成的双稳态电阻系统(BRS)；

在所述双稳态电阻系统上方形成的第一接触层；以及

在所述第二波导层上方形成的第二接触层，所述第二接触层与所述第一接触层电隔离。

12.根据权利要求11所述的垂直波导激光器半导体器件，其中，所述至少一个双稳态电阻系统是使用绝缘体-金属转变(IMT)材料形成的。

13.根据权利要求11所述的垂直波导激光器半导体器件，其中，所述至少一个双稳态电阻系统是使用阈值开关选择器形成的。