本申請實施例涉及半導(dǎo)體激光器,特別是涉及一種表面發(fā)射激光器。
背景技術(shù):
1、表面發(fā)射激光器,例如垂直腔面發(fā)射激光器(vcsel)輸出激光的偏振方向通常是隨機的,而在許多應(yīng)用領(lǐng)域,具有穩(wěn)定的偏振方向的激光輸出對于整個系統(tǒng)來說是非常重要的,為此通常在vcsel出光側(cè)額外制作一層高對比度光柵來進行偏振控制。
2、目前的光柵通常采用沉積+刻蝕工藝制作,這種方式會形成非平面表面。而在常規(guī)情況下,需要額外在光柵的表面再制作一層材料使其理想地平面化。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此,有必要針對上述技術(shù)問題,提供一種表面發(fā)射激光器。
2、第一方面,本申請?zhí)峁┮环N表面發(fā)射激光器,包括:
3、襯底;
4、設(shè)于所述襯底上的底部反射鏡結(jié)構(gòu)、活性層和頂部反射鏡結(jié)構(gòu);
5、光柵結(jié)構(gòu),設(shè)于所述頂部反射鏡結(jié)構(gòu)上;所述光柵結(jié)構(gòu)包括基層和對所述基層的部分區(qū)域進行離子注入得到的注入層,所述注入層的折射率不同于所述基層的折射率,所述光柵結(jié)構(gòu)被配置為控制所述表面發(fā)射激光器的輸出光偏振模式。
6、在其中一個實施例中,所述基層包括砷化鎵、磷化銦、二氧化硅中的任一種。
7、在其中一個實施例中,所述注入層包括多個條狀圖案或多個點狀圖案;和/或
8、所述條狀圖案或點狀圖案在所述基層中均勻分布。
9、在其中一個實施例中,至少部分條狀圖案的尺寸與其余條狀圖案的尺寸不同;或
10、至少部分點狀圖案的尺寸與其余點狀圖案的尺寸不同。
11、在其中一個實施例中,各所述條狀圖案的尺寸相同;或各所述點狀圖案的尺寸相同。
12、在其中一個實施例中,同一所述條狀圖案的深度小于該條狀圖案的寬度;或,同一所述點狀圖案的深度小于該點狀圖案的寬度。
13、在其中一個實施例中,所述條狀圖案或所述點狀圖案的深度不大于所述表面發(fā)射激光器的波長;和/或
14、所述光柵結(jié)構(gòu)的光柵周期不大于所述表面發(fā)射激光器的波長。
15、在其中一個實施例中,所述注入層的深度介于0.11λ-0.26λ之間,其中λ為所述表面發(fā)射激光器的波長。
16、在其中一個實施例中,所述注入層的寬度在從約0.09λ-0.23λ之間,其中λ為所述表面發(fā)射激光器的波長。
17、在其中一個實施例中,還包括形成在所述光柵結(jié)構(gòu)上的電介質(zhì)層;和/或
18、在所述光柵結(jié)構(gòu)之上或之下或形成在所述光柵結(jié)構(gòu)的開口中的歐姆接觸金屬。
19、在其中一個實施例中,所述光柵結(jié)構(gòu)背離所述外延結(jié)構(gòu)的一面為平面。
20、在其中一個實施例中,所述基層的折射率大于或等于所述注入層的折射率的兩倍。
21、在其中一個實施例中,所述離子注入的材料包括以下至少一種物質(zhì):
22、h+、o+、n+、ar+。
23、上述表面發(fā)射激光器,通過引入離子注入方式制作平面化的光柵,可避免現(xiàn)有主流通過沉積+刻蝕工藝制作光柵帶來的表面不平整所引入的空隙、凸起和表面平面化困難等問題。
24、第二方面,本申請?zhí)峁┝艘环Nvcsel芯片,包括至少一個激光器陣列;所述激光器陣列包括多個如上述的表面發(fā)射激光器;所述激光器陣列為規(guī)則排布陣列,或者為隨機排布陣列,或者是具有可尋址的多個子陣列的陣列。
25、第三方面,本申請?zhí)峁┝艘环N用于激光雷達系統(tǒng)的光源,包括至少一個如上述的垂直腔面發(fā)射激光器或者至少一個如上述的vcsel芯片。
26、第四方面,本申請?zhí)峁┝艘环N激光雷達系統(tǒng),包括發(fā)射組件和接收組件,所述發(fā)射組件采用上述的用于激光雷達系統(tǒng)的光源。
1.一種表面發(fā)射激光器,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,所述基層包括砷化鎵、磷化銦、二氧化硅中的任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,所述注入層包括多個條狀圖案或多個點狀圖案;或
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,至少部分條狀圖案的尺寸與其余條狀圖案的尺寸不同;或
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,各所述條狀圖案的尺寸相同;或各所述點狀圖案的尺寸相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,同一所述條狀圖案的深度小于該條狀圖案的寬度;或,同一所述點狀圖案的深度小于該點狀圖案的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,所述條狀圖案或所述點狀圖案的深度不大于所述表面發(fā)射激光器的波長;或
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,所述注入層的深度介于0.11λ-0.26λ之間,其中λ為所述表面發(fā)射激光器的波長。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,所述注入層的寬度在從約0.09λ-0.23λ之間,其中λ為所述表面發(fā)射激光器的波長。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,所述光柵結(jié)構(gòu)背離所述外延結(jié)構(gòu)的一面為平面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,所述基層的折射率大于或等于所述注入層的折射率的兩倍。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,還包括形成在所述光柵結(jié)構(gòu)上的電介質(zhì)層;或
13.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項所述的表面發(fā)射激光器,其特征在于,所述離子注入的材料包括以下至少一種物質(zhì):