一种增强型偏振可调的VCSEL激光阵列芯片结构与制备方法技术

本发明专利技术公开了一种增强型偏振可调的VCSEL激光阵列芯片结构与制备方法，包括：半导体衬底和形成于半导体衬底上表面的半导体外延层；半导体外延层包括自下而上依次设置的N型反射镜、发光有源区、氧化限制区、P型反射镜和盖层，半导体外延层的全部或上部分呈双椭圆正交MESA结构，半导体外延层的盖层刻蚀形成亚波长表面光栅；半导体外延层上表面设置交叉环形椭圆P型金属电极，利用金属光子引线技术完成交叉环形椭圆P型金属电极的分别连通，半导体衬底下表面设置N型金属电极。本发明专利技术可同时实现VCSEL芯片稳定的偏振模式输出以及偏振模式的调控，进一步扩大VCSEL芯片在光通信网络的应用范围，提高通信数据吞吐量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体光电子器件，具体涉及一种增强型偏振可调的vcsel激光阵列芯片结构与制备方法。

技术介绍

1、垂直腔面发射激光器激光光源具有阈值电流低、易于集成、体积小、重量轻等优点，目前已在光量子计算、3d传感、光互联、激光雷达等领域广泛应用。但是由于vcsel的圆对称谐振腔、各向同性增益材料以及无明显偏振选择的上下反射镜，导致其输出两种正交偏振态。

2、这两种偏振态在电流切换或者温度变化时随机切换，导致传统的vcsel偏振不稳定；因此常规vcsel并不适用于要求偏振稳定的场景中，比如原子钟、量子光源、原子传感等领域。为此，如何实现稳定的偏振态输出对进一步扩大vcsel激光器的应用范围具有重要价值。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种增强型偏振可调的vcsel激光阵列芯片结构与制备方法，其以简单有效的技术手段使垂直腔面发射激光器在工作过程中始终具有稳定偏振态输出，并且该激光阵列结构可以实现偏振可调。

2、本专利技术公开了一种增强型偏振可调的vcse本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种增强型偏振可调的VCSEL激光阵列芯片结构，其特征在于，包括：半导体衬底和形成于半导体衬底上表面的半导体外延层；

2.如权利要求1所述的增强型偏振可调的VCSEL激光阵列芯片结构，其特征在于，所述双椭圆正交MESA结构的长轴方向分别沿[0-11]和[0-1-1]的正交晶向方向。

3.如权利要求1所述的增强型偏振可调的VCSEL激光阵列芯片结构，其特征在于，所述交叉环形椭圆P型金属电极之间为电学隔离，利用金属光子引线技术实现所述交叉环形椭圆P型金属电极的分别导通，通过控制电流实现交叉环形椭圆电极的通断，从而实现不同偏振模式的激光输出。p>

4.如权利...

【技术特征摘要】

1.一种增强型偏振可调的vcsel激光阵列芯片结构，其特征在于，包括：半导体衬底和形成于半导体衬底上表面的半导体外延层；

2.如权利要求1所述的增强型偏振可调的vcsel激光阵列芯片结构，其特征在于，所述双椭圆正交mesa结构的长轴方向分别沿[0-11]和[0-1-1]的正交晶向方向。

3.如权利要求1所述的增强型偏振可调的vcsel激光阵列芯片结构，其特征在于，所述交叉环形椭圆p型金属电极之间为电学隔离，利用金属光子引线技术实现所述交叉环形椭圆p型金属电极的分别导通，通过控制电流实现交叉环形椭圆电极的通断，从而实现不同偏振模式的激光输出。

4.如权利要求1所述的增强型偏振可调的vcsel激光阵列芯片结构，其特征在于，所述交叉环形椭圆p型金属电极的电极材料包括钯、金、镍、锗、钛、铜和铝中的一种，所述交叉环形椭圆p型金属电极的宽度为2-15μm；所述n型金属电极的电极材料包括钯、金、镍、锗、钛、铜和铝中的一种。

5.如权利要求1所述的增强型偏振可调的vcsel激光阵列芯片结构，其特征在于，所述n型反射镜的反射率为99％～100％，所述p型反射镜的反射率为90％～99％，所述p型反射镜的反射率小于所述n型反射镜的反射率。

6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰天，覃凤姣，王智勇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：