等离激元回音壁光泵激光器及其制备方法技术

一种等离激元回音壁光泵激光器及其制备方法，所述等离激元回音壁光泵激光器包括：衬底；缓冲层，位于所述衬底上；回音壁谐振腔，位于所述缓冲层上；由下至上依次包括：底部多孔DBR层、n型掺杂GaN层、有源层、电子阻挡层、p型掺杂GaN层；金属颗粒层，形成于所述回音壁谐振腔的侧壁上，用于产生等离激元。本发明专利技术采用底部多孔DBR层反射镜对回音壁谐振腔的光场有很好的垂直方向的限制作用，因而该发明专利技术制备的回音壁光泵激光器阈值功率密度较低；此外，包裹在回音壁谐振腔侧壁的金属颗粒会产生等离激元将回音壁模式的光场更好的限制在谐振腔中，进一步降低了阈值功率密度，本发明专利技术有助于实现小尺寸低阈值激光器。

【技术实现步骤摘要】
等离激元回音壁光泵激光器及其制备方法
本专利技术涉及激光光源领域，尤其涉及一种等离激元回音壁光泵激光器及其制备方法。
技术介绍
由于高速、大容量信息传递处理的特点，集成光电子吸引了产业界和学界广泛的关注。对于光电子集成技术而言，片上集成的激光器可以为光系统提供高效光源以保证信号的正常传输，为了满足光电集成高集成度、低功耗的要求，需要一种小尺寸、低功耗的片上光源。回音壁激光器以其小体积、低阈值、高品质因子、低功耗、制备简单的优势成为一种理想的光源。目前，GaN基回音壁激光器距离成为片上集成光源还有很多问题需要解决，如何降低激射阈值是其中最为重要的课题之一。由于激射阈值与激光器本身器件结构对有源区光场的限制能力直接相关，因而优化设计低折射率的包层提高其光场限制作用有助于低阈值光泵甚至电泵GaN基回音壁激光器的实现。目前，GaN基回音壁激光器的下包层主要采用AlGaN或空气隙，然而，对于前一种方案而言，由于GaN与AlN存在2.4％的晶格失配，外延难度比较大，且在高Al组分下，该问题更为严重。对于采用空气隙的回音壁激光器，需要先在有源区下方额本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离激元回音壁光泵激光器，其特征在于，包括：/n衬底；/n缓冲层，位于所述衬底上；/n回音壁谐振腔，位于所述缓冲层上；由下至上依次包括：/n底部多孔DBR层，位于所述缓冲层上；/nn型掺杂GaN层，位于所述底部多孔DBR层上；/n有源层，位于所述n型掺杂GaN层上；/n电子阻挡层，位于所述有源层上；/np型掺杂GaN层，位于所述电子阻挡层上；/n金属颗粒层，形成于所述回音壁谐振腔的侧壁上，用于产生等离激元。/n

【技术特征摘要】
1.一种等离激元回音壁光泵激光器，其特征在于，包括：
衬底；
缓冲层，位于所述衬底上；
回音壁谐振腔，位于所述缓冲层上；由下至上依次包括：
底部多孔DBR层，位于所述缓冲层上；
n型掺杂GaN层，位于所述底部多孔DBR层上；
有源层，位于所述n型掺杂GaN层上；
电子阻挡层，位于所述有源层上；
p型掺杂GaN层，位于所述电子阻挡层上；
金属颗粒层，形成于所述回音壁谐振腔的侧壁上，用于产生等离激元。


2.如权利要求1所述的等离激元回音壁光泵激光器，其特征在于，所述激光器还包括电流扩展层，所述电流扩展层位于所述缓冲层与所述底部多孔DBR层之间；
所述电流扩展层的材质为n型GaN。


3.如权利要求1所述的等离激元回音壁光泵激光器，其特征在于，
所述底部多孔DBR层包括交替堆叠生长的多孔层和非多孔层；其中，
所述底部多孔DBR层的交替堆叠生长周期为5～20；
所述多孔层的材质为重型掺杂的氮化物材料；
所述非多孔层的材质为轻型掺杂的氮化物材料。


4.如权利要求3所述的等离激元回音壁光泵激光器，其特征在于，所述氮化物材料包括GaN、A1GaN或者其组合。


5.如权利要求1所述的等离激元回音壁光泵激光器，其特征在于，
所述衬底的材料包括蓝宝石、硅、氮化镓或碳化硅；
所述金属颗粒层的材料包括Ag、Al或Au。

【专利技术属性】
技术研发人员：赵丽霞，林杉，胡天贵，李晓东，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11