衬底掺杂反馈垂直腔面发射混沌激光芯片制造技术

一种衬底掺杂反馈垂直腔面发射混沌激光芯片，包括垂直腔面发射激光器结构和衬底掺杂杂质元素结构；所述垂直腔面发射激光器结构是由从上到下依次紧密排列的P面电极、P型分布布拉格反射镜、有源区、N型分布布拉格反射镜及N面电极构成；所述衬底掺杂杂质元素结构是由衬底和大颗粒杂质元素构成；本发明专利技术利用随机光反馈产生混沌激光，彻底消除了光反馈半导体激光器的时延特征，并基于垂直腔面发射混沌激光器，阈值电流低，功耗小，输出光沿着垂直于衬底片的方向，易于大规模二维阵列集成，工艺简单，成本低，可广泛应用于保密通信、激光雷达、物理随机数产生等领域。

Substrate Doped Feedback Vertical Cavity Surface Emission Chaotic Laser Chip

A substrate doped feedback vertical cavity surface emitting chaotic laser chip includes a vertical cavity surface emitting laser structure and a substrate doped impurity element structure; the vertical cavity surface emitting laser structure is composed of closely arranged P-plane electrodes, P-type distributed Bragg mirrors, active regions, N-type distributed Bragg mirrors and N-plane electrodes from top to bottom. The prime structure is composed of substrate and large particle impurity elements; the chaotic laser is generated by random optical feedback, which completely eliminates the time delay characteristics of the optical feedback semiconductor laser, and the chaotic laser is emitted based on the vertical cavity surface, with low threshold current, low power consumption, output light perpendicular to the direction of the substrate, easy to large-scale two-dimensional array integration, simple process and low cost. It can be widely used in secure communication, lidar, physical random number generation and other fields.

【技术实现步骤摘要】
衬底掺杂反馈垂直腔面发射混沌激光芯片
本专利技术涉及一种混沌激光器领域，特别是一种用于衬底掺杂反馈垂直腔面的发射混沌激光芯片。
技术介绍
混沌激光由于高带宽、类噪声等特性，被广泛应用于随机数发生器、保密通信、雷达等领域。利用光反馈扰动半导体激光器可方便地获得混沌激光，然而，常规光反馈方式产生的混沌光信号会携带与反馈腔长有关的时延特征，在时域上呈弱周期性，在自相关曲线上出现旁瓣（JournalofQuantumElectronics，Vol.45，p.879-891，2009）。时延特征的存在严重影响混沌激光应用性能，例如它会降低混沌物理随机数发生器的随机性，破坏混沌光通信系统的安全性，增加混沌雷达和光时域反射仪误判等。为了减弱或消除时延特征问题，相关学者提出了众多方法来优化光反馈半导体激光器，典型地，法国学者D.Rontani证明当外腔反馈强度极弱时，光反馈半导体激光器的时延特性可得到抑制（OpticsLetters，Vol.32，p.2960-2962，2007）；吴加贵等人发现采用双重反馈外腔，在适当条件下，光反馈半导体激光器的时延特性可以被很好的隐藏（OpticsExpress本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种衬底掺杂反馈垂直腔面发射混沌激光芯片，包括垂直腔面发射激光器结构和衬底掺杂杂质元素结构；其特征在于：所述垂直腔面发射激光器结构是由从上到下依次紧密排列的P面电极、P型分布布拉格反射镜、有源区、N型分布布拉格反射镜、N面电极构成，其中，P型分布布拉格反射镜、N型分布布拉格反射镜以及夹在它们之间的有源区构成有源谐振腔，提供激光激射所需增益物质，实现粒子数反转，出射激光；所述衬底掺杂杂质元素结构是由衬底和大颗粒杂质元素构成，这一结构对出射光实现随机的后向散射过程，造成随机扰动，最终产生没有时延特征的混沌激光。

【技术特征摘要】
1.一种衬底掺杂反馈垂直腔面发射混沌激光芯片，包括垂直腔面发射激光器结构和衬底掺杂杂质元素结构；其特征在于：所述垂直腔面发射激光器结构是由从上到下依次紧密排列的P面电极、P型分布布拉格反射镜、有源区、N型分布布拉格反射镜、N面电极构成，其中，P型分布布拉格反射镜、N型分布布拉格反射镜以及夹在它们之间的有源区构成有源谐振腔，提供激光激射所需增益物质，实现粒子数反转，出射激光；所述衬底掺杂杂质元素结构是由衬底和大颗粒杂质元素构成，这一结构对出射光实现随机的后向散射过程，造成随机扰动，最终产生没有时延特征的混沌激光。2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璞，赵嘉敏，贾志伟，王云才，张星，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14