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表面發射激光器的制作方法

文檔序號:42300773發布日期:2025-06-27 18:43閱讀:24來源:國知局

本申請實施例涉及半導體激光器,特別是涉及一種表面發射激光器。


背景技術:

1、表面發射激光器,例如垂直腔面發射激光器(vcsel)輸出激光的偏振方向通常是隨機的,而在許多應用領域,具有穩定的偏振方向的激光輸出對于整個系統來說是非常重要的,為此通常在vcsel出光側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。


技術實現思路

1、基于此,有必要針對上述技術問題,提供一種表面發射激光器。

2、第一方面,本申請提供一種表面發射激光器,包括:

3、襯底;

4、設于所述襯底上的底部反射鏡結構、活性層和頂部反射鏡結構;

5、光柵結構,設于所述頂部反射鏡結構上;所述光柵結構包括基層和對所述基層的部分區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,所述光柵結構被配置為控制所述表面發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射激光器的波長;和/或

14、所述光柵結構的光柵周期不大于所述表面發射激光器的波長。

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構上的電介質層;和/或

18、在所述光柵結構之上或之下或形成在所述光柵結構的開口中的歐姆接觸金屬。

19、在其中一個實施例中,所述光柵結構背離所述外延結構的一面為平面。

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:

22、h+、o+、n+、ar+。

23、上述表面發射激光器,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,本申請提供了一種vcsel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射激光器;所述激光器陣列為規則排布陣列,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,本申請提供了一種用于激光雷達系統的光源,包括至少一個如上述的垂直腔面發射激光器或者至少一個如上述的vcsel芯片。

26、第四方面,本申請提供了一種激光雷達系統,包括發射組件和接收組件,所述發射組件采用上述的用于激光雷達系統的光源。



技術特征:

1.一種表面發射激光器,其特征在于,包括:

2.根據權利要求1所述的表面發射激光器,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.根據權利要求1所述的表面發射激光器,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.根據權利要求3所述的表面發射激光器,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.根據權利要求3所述的表面發射激光器,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.根據權利要求3所述的表面發射激光器,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.根據權利要求3所述的表面發射激光器,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射激光器的波長;或

8.根據權利要求1所述的表面發射激光器,其特征在于,所述注入層的深度介于0.11λ-0.26λ之間,其中λ為所述表面發射激光器的波長。

9.根據權利要求1所述的表面發射激光器,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為所述表面發射激光器的波長。

10.根據權利要求1所述的表面發射激光器,其特征在于,所述光柵結構背離所述外延結構的一面為平面。

11.根據權利要求1-10任一項所述的表面發射激光器,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.根據權利要求1-10任一項所述的表面發射激光器,其特征在于,還包括形成在所述光柵結構上的電介質層;或

13.根據權利要求1-10任一項所述的表面發射激光器,其特征在于,所述離子注入的材料包括以下至少一種物質:


技術總結
本申請實施例涉及一種表面發射激光器,包括:襯底;設于所述襯底上的底部反射鏡結構、活性層和頂部反射鏡結構;光柵結構,設于所述頂部反射鏡結構上;所述光柵結構包括基層和對所述基層的部分區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,所述光柵結構被配置為控制所述表面發射激光器的輸出光偏振模式。應用本申請的方案可提高光柵的表面平整性,制得近乎平面化的光柵結構。

技術研發人員:莫慶偉,張楊
受保護的技術使用者:杭州開幕光子技術有限公司
技術研發日:
技術公布日:2025/6/26
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