【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本公開一般涉及光電器件，具體涉及一種高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、垂直腔面發(fā)射激光器(vertical?cavity?surface?emitting?laser，vcsel)因具有體積小、功耗低、可實(shí)現(xiàn)單縱模輸出、出射圓形光斑、易與光纖耦合、封裝簡便且可形成二維陣列等諸多優(yōu)勢，而廣泛應(yīng)用于光通信、3d傳感和激光雷達(dá)等領(lǐng)域。
2、在高速垂直腔面發(fā)射激光器中，模式對高速性能影響很大。作為評價(jià)多模vcsel光譜寬度指標(biāo)的均方根譜寬(root?mean?square，rms)，其大小與模式數(shù)量和模式間隔有關(guān)。而rms的大小又與傳輸過程中的色散效應(yīng)正相關(guān)，這會(huì)影響傳輸距離；模式與模式之間的競爭則會(huì)引起模式分配噪聲(mode?partition?noise，mpn)，降低通信系統(tǒng)的信噪比，并影響vcsel的傳輸性能；以及，當(dāng)存在光反饋的情況下，反射回激光腔的光與激光模式發(fā)生耦合，使得激光模式的相位發(fā)生變化，由此產(chǎn)生周期性調(diào)制的噪聲譜，導(dǎo)致誤碼率(bit?errorratio，ber)升高，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于相關(guān)技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備，能夠優(yōu)化輸出模式，減小均方根譜寬，降低噪聲，并增加輸出功率和抗反射能力，從而提升高速垂直腔面發(fā)射激光器的傳輸性能。
2、第一方面，本公開提供一種高速垂直腔面發(fā)射激光器，所述高速垂直腔面發(fā)射激光器包括襯底層、第一電極層、第一反射鏡層、發(fā)
3、所述第二反射鏡層與所述鈍化層相接觸的最外層反射鏡上刻蝕有第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的光學(xué)厚度不等于激光出射半波長的整數(shù)倍，另一個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的光學(xué)厚度等于所述激光出射半波長的整數(shù)倍。
4、可選地，在本公開一些實(shí)施例中，所述第一電極層位于所述襯底層的下方，所述第一反射鏡層、所述發(fā)光層、所述第二反射鏡層、所述第二電極層和所述鈍化層依次堆疊在所述襯底層的上方。
5、可選地，在本公開一些實(shí)施例中，所述第一區(qū)域的形狀包括圓形、橢圓形和多邊形中的任意一種。
6、可選地，在本公開一些實(shí)施例中，所述發(fā)光層包括堆疊設(shè)置的有源層和氧化限制層，所述氧化限制層的中間位置設(shè)有氧化孔徑。
7、可選地，在本公開一些實(shí)施例中，所述第一區(qū)域的中心線與所述氧化孔徑的中心線重合，所述第一區(qū)域的范圍包括以所述氧化孔徑中心為圓心，直徑為預(yù)設(shè)長度所形成的圓。
8、可選地，在本公開一些實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)長度為1μm～4μm。
9、可選地，在本公開一些實(shí)施例中，所述第一區(qū)域的最高線位于所述第二區(qū)域最高線的下方；或者，所述第一區(qū)域的最高線位于所述第二區(qū)域最高線的上方。
10、可選地，在本公開一些實(shí)施例中，所述第一區(qū)域的中心線與所述氧化孔徑的中心線之間偏差預(yù)設(shè)距離。
11、可選地，在本公開一些實(shí)施例中，所述第一電極層和所述第二電極層包括n型金屬電極層和p型金屬電極層中的任意一種。
12、第二方面，本公開提供一種光電設(shè)備，所述光電設(shè)備包括第一方面中任意一項(xiàng)所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器。
13、從以上技術(shù)方案可以看出，本公開實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：
14、本公開實(shí)施例提供了一種高速垂直腔面發(fā)射激光器及具有其的光電設(shè)備，通過在第二反射鏡層與鈍化層相接觸的最外層反射鏡上刻蝕得到第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的光學(xué)厚度不等于激光出射半波長的整數(shù)倍，而另一個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的光學(xué)厚度等于激光出射半波長的整數(shù)倍，由此可以改變激光器相應(yīng)模式的光程差，從而優(yōu)化vcsel輸出模式，實(shí)現(xiàn)減小均方根譜寬、降低噪聲、增加輸出功率以及增加抗反射能力的功能。例如，對于本公開實(shí)施例之一，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域?qū)?yīng)的光學(xué)厚度不等于激光出射半波長的整數(shù)倍，而第二區(qū)域?qū)?yīng)的光學(xué)厚度等于激光出射半波長的整數(shù)倍的時(shí)候，激光器基模的光程差就會(huì)發(fā)生改變，使得基模的反射率下降，基模被抑制，激光器的激射模式以高階橫模為主，模式簡并程度降低，從而減小了rms和噪聲，同時(shí)鏡面損耗的增加還會(huì)提高光功率。另外，光鏈路系統(tǒng)的反射光一般從氧化孔徑中心入射至激光器，對基模影響較大，而由于基模被抑制，使得反射光對激光器的模式和噪聲的影響減小，光鏈路抗反射能力增加。再例如，對于本公開實(shí)施例之一，當(dāng)?shù)谝粎^(qū)域?qū)?yīng)的光學(xué)厚度等于激光出射半波長的整數(shù)倍，而第二區(qū)域?qū)?yīng)的光學(xué)厚度不等于激光出射半波長的整數(shù)倍的時(shí)候，激光器高階模式的光程差被改變，高階模式的反射率下降，高階模式被抑制。總之，本公開實(shí)施例的高速垂直腔面發(fā)射激光器通過對反射鏡層進(jìn)行部分刻蝕，能夠優(yōu)化輸出模式，大幅提升了激光器的傳輸性能。
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1.一種高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述高速垂直腔面發(fā)射激光器包括襯底層、第一電極層、第一反射鏡層、發(fā)光層、第二反射鏡層、第二電極層和鈍化層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一電極層位于所述襯底層的下方，所述第一反射鏡層、所述發(fā)光層、所述第二反射鏡層、所述第二電極層和所述鈍化層依次堆疊在所述襯底層的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一區(qū)域的形狀包括圓形、橢圓形和多邊形中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述發(fā)光層包括堆疊設(shè)置的有源層和氧化限制層，所述氧化限制層的中間位置設(shè)有氧化孔徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一區(qū)域的中心線與所述氧化孔徑的中心線重合，所述第一區(qū)域的范圍包括以所述氧化孔徑中心為圓心，直徑為預(yù)設(shè)長度所形成的圓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述預(yù)設(shè)長度為1μm～4μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一區(qū)域的中心線與所述氧化孔徑的中心線之間偏差預(yù)設(shè)距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一電極層和所述第二電極層包括N型金屬電極層和P型金屬電極層中的任意一種。
10.一種光電設(shè)備，其特征在于，所述光電設(shè)備包括權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述高速垂直腔面發(fā)射激光器包括襯底層、第一電極層、第一反射鏡層、發(fā)光層、第二反射鏡層、第二電極層和鈍化層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一電極層位于所述襯底層的下方，所述第一反射鏡層、所述發(fā)光層、所述第二反射鏡層、所述第二電極層和所述鈍化層依次堆疊在所述襯底層的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一區(qū)域的形狀包括圓形、橢圓形和多邊形中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述發(fā)光層包括堆疊設(shè)置的有源層和氧化限制層，所述氧化限制層的中間位置設(shè)有氧化孔徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于，所述第一區(qū)域的中心線與所述氧化孔徑的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：常瑞華，王嘉星，胡華文，楊卓凱，
申請(專利權(quán))人：深圳博升光電科技有限公司，
類型：新型
國別省市：
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