本申請實(shí)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(jī)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(gè)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(jìn)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(shí)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(jìn)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)施例中，所述注入層包括多個(gè)條狀圖案或多個(gè)點(diǎn)狀圖案；和/或

8、所述條狀圖案或點(diǎn)狀圖案在所述基層中均勻分布。

9、在其中一個(gè)實(shí)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(diǎn)狀圖案的尺寸與其余點(diǎn)狀圖案的尺寸不同。

11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，各所述條狀圖案的尺寸相同；或各所述點(diǎn)狀圖案的尺寸相同。

12、在其中一個(gè)實(shí)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(diǎn)狀圖案的深度小于該點(diǎn)狀圖案的寬度。

13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述條狀圖案或所述點(diǎn)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(gè)實(shí)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(gè)激光器陣列；所述激光器陣列包括多個(gè)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(jī)排布陣列，或者是具有可尋址的多個(gè)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(dá)系統(tǒng)的光源，包括至少一個(gè)如上述的垂直腔面發(fā)射激光器或者至少一個(gè)如上述的vcsel芯片。

26、第四方面，本申請?zhí)峁┝艘环N激光雷達(dá)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(dá)系統(tǒng)的光源。

技術(shù)特征：

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(gè)條狀圖案或多個(gè)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)狀圖案的深度小于該點(diǎn)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(diǎn)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(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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)：

技術(shù)總結(jié)
本申請實(shí)施例涉及一種表面發(fā)射激光器，包括：襯底；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)；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(jìn)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。應(yīng)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(jié)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：莫慶偉,張楊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州開幕光子技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/26