用横向带隙构造模式控制的垂直空腔表面发射激光器及其制造方法

摘要

本发明涉及一种垂直空腔表面发射激光器(VCSEL)，所述垂直空腔表面发射激光器具有光子带隙(PBG)区域，光子带隙区域形成于第一和/或第二反射镜中或邻近于第一和/或第二反射镜，或形成于布置于增益区域和至少一个反射镜之间的分隔层中。PBG区域具有预定周期性，所述周期性主要阻止所产生的光在所述区域中传播，PBG区域还限定了不具有预定周期性的光孔，以便于允许所产生的光通过所述光孔传播。PBG区域不穿过增益区域，可使用全增益区域。通过抑制或阻止没有损失的某些模式中的激光作用而控制激光作用的效率，更好的是，使得模式被禁止。来自于被禁止模式的能量最终反馈耦合到允许的模式。在没有引入能量损失下提供增益区域限制和模式控制分离。

主权项

1.一种垂直空腔表面发射激光器，所述垂直空腔表面发射激光器包括：半导体材料层，所述半导体材料层具有适合于产生光并发射所产生光的增益区域；形成了激光谐振腔的至少基本平行的第一和第二反射镜，所述激光谐振腔包括增益区域和被布置于增益区域与第一和/或第二反射镜之间的至少一个分隔层，至少所述第一反射镜对于所产生的光是部分透明的，以允许增益区域中所产生的光可通过至少所述第一反射镜被发射，所述激光谐振腔和增益区域支持用于所产生的光的至少一个横向电磁模式；以及一个具有散射中心的二维周期点阵的点阵区域，所述点阵区域形成于第一和/或第二反射镜中或邻近于第一和/或第二反射镜，或形成于一个所述至少一个分隔层中，所述周期点阵被布置得平行于第一和第二反射镜，并具有周期性，所述周期性阻止所产生的光在所述点阵区域中传播，所述点阵区域限定了不具有所述周期性的光孔，所述点阵区域的散射中心的周期性和尺寸以及光孔的尺寸和形状适合于至少部分地控制在每个横向电磁模式中激光作用的效率，所述点阵区域在垂直于第一和第二反射镜的方向上的尺寸明显小于在所述方向上的垂直空腔表面发射激光器的总尺寸。