【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电器件，更具体地说，涉及一种多结垂直腔面发射激光器。
技术介绍
1、垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser，简称vcsel)是一种半导体微腔激光器，相较于传统的边发射激光器，垂直腔面发射激光器由于具有低阈值电流、体积小、圆对称光斑易于光纤耦合、高光束质量、单纵模、面发射易于集成等优势，使其在近年来得到了迅猛的发展，广泛应用于人脸识别等三维传感、光通信、激光雷达、无人驾驶等领域中。
2、目前主流采用的vcsel芯片主要采用单结vcsel，单孔出光功率一般是5mw-10mw；对于大型三维传感应用场景，例如基于激光雷达的无人驾驶领域，单结结构vcsel已无法满足需求，需要大功率和高效率的激光器；为了达到更大出光功率，通常考虑增大芯片发光面积，这种做法增加了发光面尺寸、物料成本，对光学设计的难度增加，而且也让终端产品尺寸难以小型化。
3、利用隧穿结技术在材料外延过程中直接将多个半导体激光器外延层串联，可以在更小的空间内集成多个激光器，有效增加光功率密度；同样，垂直腔面发射激光器(vcsel)也可以通过隧穿结将谐振腔内的多个量子阱连接，提高光功率。
4、因此，作为垂直腔面发射激光器(vcsel)的新一轮发展，多结vcsel技术成为了研究热点；多结vcsel包含多个级联有源区，可以提高器件的内量子效率，同时降低载流子密度，从而获得更高增益，多结vcsel还具有许多明显优势，例如，更高的效率可以降低整体热负荷，更高的功率密度使芯片和封
5、但是，垂直腔面发射激光器(vcsel)工作时，有源区温度会升高几十甚至上百度，由于腔模随温度漂移速度与增益峰值波长漂移速度不同，导致两者失配，会降低器件的输出功率。
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种多结垂直腔面发射激光器，技术方案如下：
2、一种多结垂直腔面发射激光器，所述多结垂直腔面发射激光器包括：
3、衬底；
4、位于所述衬底一侧且在第一方向上依次堆叠设置的n型dbr反射层、谐振腔层以及p型dbr反射层；
5、所述谐振腔层包括在所述第一方向上依次堆叠设置的m组多量子阱层，其中，m≥3；所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述p型dbr反射层；
6、在所述第一方向上，第一组所述多量子阱层至第m组所述多量子阱层的增益峰值波长逐渐增加或逐渐减小。
7、可选的，在上述多结垂直腔面发射激光器中，在所述第一方向上，第一组所述多量子阱层至第m组所述多量子阱层的增益峰值波长等差递增。
8、可选的，在上述多结垂直腔面发射激光器中，当所述增益峰值波长等差递增时，所述增益峰值波长的公差为x，且1≤x≤6。
9、可选的，在上述多结垂直腔面发射激光器中，在所述第一方向上，第一组所述多量子阱层至第m组所述多量子阱层的增益峰值波长等差递减。
10、可选的，在上述多结垂直腔面发射激光器中，当所述增益峰值波长等差递减时，所述增益峰波长的公差为x，且1≤x≤6。
11、可选的，在上述多结垂直腔面发射激光器中，所述谐振腔层还包括：
12、位于相邻两组所述多量子阱层之间的隧穿结；
13、所述隧穿结包括在所述第一方向上堆叠设置的隧穿结n型层与隧穿结p型层。
14、可选的，在上述多结垂直腔面发射激光器中，所述谐振腔层还包括：
15、位于每一组所述多量子阱层背离所述衬底一侧的氧化层；
16、位于每一组所述多量子阱层面向所述n型dbr反射层一侧的限制层。
17、可选的，在上述多结垂直腔面发射激光器中，所述多结垂直腔面发射激光器还包括：
18、位于所述p型dbr反射层背离所述衬底一侧的欧姆接触层；
19、位于所述n型dbr反射层与所述衬底之间的缓冲层。
20、可选的，在上述多结垂直腔面发射激光器中，所述多量子阱层位于所述谐振腔层中周期性谐振波的波腹位置。
21、可选的，在上述多结垂直腔面发射激光器中，所述隧穿结位于所述谐振腔层中周期性谐振波的波节位置。
22、相较于现有技术，本专利技术实现的有益效果为：
23、本专利技术提供了一种多结垂直腔面发射激光器，该多结垂直腔面发射激光器中，在第一方向上，第一组所述多量子阱层至第m组所述多量子阱层的增益峰值波长逐渐增加或逐渐减小，设置不同组多量子阱层的增益峰值波长不同，可以保证在不同的温度下，至少有一组多量子阱层在合适的增益峰值波长内，至少两组多量子阱层的增益峰值波长范围不交叠，如此即可使得谐振腔的工作波长范围拓宽，从而适应较大的工作温度变化，以使多结垂直腔面发射激光器在较大的工作温度范围内，能够保持较高的发光效率，维持稳定的工作能力，解决了高低温变化时导致的增益峰值波长漂移，进而出现的光电效率不一致的问题，也就是说，在不同温度下多结垂直腔面发射激光器的电光效率可以保持一致和稳定，增加了多结垂直腔面发射激光器的输出功率。
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1.一种多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述多结垂直腔面发射激光器包括：
2.根据权利要求1所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，在所述第一方向上，第一组所述多量子阱层至第M组所述多量子阱层的增益峰值波长等差递增。
3.根据权利要求2所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，当所述增益峰值波长等差递增时，所述增益峰值波长的公差为x，且1≤x≤6。
4.根据权利要求1所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，在所述第一方向上，第一组所述多量子阱层至第M组所述多量子阱层的增益峰值波长等差递减。
5.根据权利要求4所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，当所述增益峰值波长等差递减时，所述增益峰波长的公差为x，且1≤x≤6。
6.根据权利要求1所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述谐振腔层还包括：
7.根据权利要求1所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述谐振腔层还包括：
8.根据权利要求1所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述多结垂直腔面发射激光器还包括：
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10.根据权利要求6所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述隧穿结位于所述谐振腔层中周期性谐振波的波节位置。
...【技术特征摘要】
1.一种多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述多结垂直腔面发射激光器包括：
2.根据权利要求1所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，在所述第一方向上，第一组所述多量子阱层至第m组所述多量子阱层的增益峰值波长等差递增。
3.根据权利要求2所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，当所述增益峰值波长等差递增时，所述增益峰值波长的公差为x，且1≤x≤6。
4.根据权利要求1所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，在所述第一方向上，第一组所述多量子阱层至第m组所述多量子阱层的增益峰值波长等差递减。
5.根据权利要求4所述的多结垂直腔面发射激光器，其特征在于，当所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴真龙，
申请(专利权)人：扬州乾照光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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