【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体激光器，具体提供一种高掺杂的光子-光子共振面发射激光器。
技术介绍
1、近年来，面发射激光器尤其是垂直腔面发射激光器(vertical cavity surfaceemitting laser，简称vcsel)，在光通讯、光互连、传感、光存储、激光显示、激光雷达等众多领域被广泛应用。随着大数据中心和超级计算机的逐渐兴起，通信波段的vcsel在迅猛发展的同时也面临着如何提高速率的问题。
2、传统的vcsel受器件寄生、热效应等因素的影响，带宽进一步提高的空间有限，因此提出一种提高带宽的新vcsel结构显得尤为重要，光子-光子共振结构的vcsel是其中的一种。光子-光子共振vcsel通常有一个主谐振腔和至少一个副谐振腔，通过在副谐振腔上施加直流电流，在主谐振腔上施加射频(radio frequency，rf)调制电流，使主谐振腔和副谐振腔之间产生谐振，从而增大主谐振腔输出的激光的带宽。
3、高速vcsel的动态数据一般是通过网络分析仪来进行测试。光子-光子共振vcsel的电极与副谐振腔的数量有关，通常每个副谐振腔配置一个电极，因此，为了测试光子-光子共振vcsel的动态数据，需要在矢量网络分析仪和眼图测试台上搭建测试系统。其中，六腔结构的光子-光子共振vcsel实现了超100ghz的高带宽，但是光子-光子共振vcsel一直存在两个突出问题待解决：一是多腔结构，需要给主谐振腔和每个副谐振腔分别加电。当副谐振腔较多时，测试电路需要搭建多个加电探针，而光子-光子共振vcsel的结构较小，多个加电
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述问题，提出了一种高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，通过调节副谐振腔一层或多层的掺杂材料和掺杂浓度，调节副谐振腔的电导率，从而调节主谐振腔和副谐振腔的光相位，增加耦合效率；同时测试电路只需要搭建一个加电探针，降低了测试难度。
2、本专利技术提供的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，包括衬底，在衬底上依次制备有n型高掺杂层、n型dbr层、有源层和p型dbr层，在n型dbr层和有源层之间和/或者p型dbr层与有源层之间制备有电流限制层，p型dbr层包括一个主腔p型dbr区和至少一个副腔p型dbr区，主腔p型dbr区、有源层与n型dbr层构成主谐振腔，每个副腔p型dbr区、有源层与n型dbr层分别构成一个副谐振腔，主谐振腔与每个副谐振腔之间通过离子注入进行电隔离，每个副腔p型dbr区的一层或多层均为高掺杂区，且各个副腔p型dbr区的掺杂材料和掺杂浓度不同，以改变每个副谐振腔的电导率。
3、优选地，每个副腔p型dbr区的高掺杂材料为si、ge、sn、se、te或其他材料中的任意一种或两种以上的组合。
4、优选地，在每个副谐振腔的侧壁制备有高反射率结构。
5、优选地，高反射率结构为光子晶体全反射镜、高反射率介质膜或布拉格反射镜。
6、优选地，副谐振腔围绕主谐振腔的周向均布。
7、优选地，主谐振腔和/或副谐振腔的水平投影均为圆形、椭圆形或多边形。
8、优选地，在主腔p型dbr区上制备有主腔p型电极，在副腔p型dbr区上制备有副腔p型电极，在n型高掺杂层的台阶处制备有n型电极。
9、优选地，在电流限制层的内部形成有未被氧化的电流孔。
10、优选地，电流孔为圆形、椭圆形或多边形。
11、优选地，有源层为量子点结构、量子阱结构或分离限制异质结结构。
12、与现有技术相比，本专利技术能够取得如下技术效果：
13、1、通过调节每个副谐振腔的掺杂材料和掺杂浓度，来调节每个副谐振腔的电导率，从而调节副谐振腔和主谐振腔的光学相位差值，实现拍频，简便可控的实现光子-光子共振效应，增加耦合效率。
14、2、通过调节副谐振腔的掺杂材料和掺杂浓度的方式来改变进入副谐振腔有源区的电流大小，所有的副谐振腔只需施加一个电流，也就是说，所有的副谐振腔只需要搭建一个加电探测即可实现测试，从而改变传统的光子-光子共振面发射激光器对每个副谐振腔分别加电的测试方式，以简化测试电路，降低测试难度。
15、3、由于每个副谐振腔的电导率不同，在所有副谐振腔同时加电后，各个副谐振腔内的损耗和反射率不同，从而可以调节每个副谐振腔光反射回主谐振腔的时间，实现每个副谐振腔与主谐振腔的依次耦合，从而增大带宽。
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1.一种高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，包括衬底，在所述衬底上依次制备有N型高掺杂层、N型DBR层、有源层和P型DBR层，在所述N型DBR层和所述有源层之间和/或者所述P型DBR层与所述有源层之间制备有电流限制层，其特征在于，所述P型DBR层包括一个主腔P型DBR区和至少一个副腔P型DBR区，所述主腔P型DBR区、所述有源层与所述N型DBR层构成主谐振腔，每个副腔P型DBR区、所述有源层与所述N型DBR层分别构成一个副谐振腔，所述主谐振腔与每个副谐振腔之间通过离子注入进行电隔离，每个副腔P型DBR区均为高掺杂区，且各个副腔P型DBR区的掺杂材料和掺杂浓度不同，以改变每个副谐振腔的电导率。
2.根据权利要求1所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，每个副腔P型DBR区的高掺杂材料为Si、Ge、Sn、Se、Te中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1或2所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，在每个副谐振腔的侧壁制备有高反射率结构。
4.根据权利要求3所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，所
5.根据权利要求4所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，所述副谐振腔围绕所述主谐振腔的周向均布。
6.根据权利要求4所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，所述主谐振腔和/或所述副谐振腔的水平投影均为圆形、椭圆形或多边形。
7.根据权利要求4所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，在所述主腔P型DBR区上制备有主腔P型电极，在所述副腔P型DBR区上制备有副腔P型电极，在所述N型高掺杂层的台阶处制备有N型电极。
8.根据权利要求4所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，在所述电流限制层的内部形成有未被氧化的电流孔。
9.根据权利要求8所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，所述电流孔为圆形、椭圆形或多边形。
10.根据权利要求4所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，所述有源层为量子点结构、量子阱结构或分离限制异质结结构。
...【技术特征摘要】
1.一种高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，包括衬底，在所述衬底上依次制备有n型高掺杂层、n型dbr层、有源层和p型dbr层，在所述n型dbr层和所述有源层之间和/或者所述p型dbr层与所述有源层之间制备有电流限制层，其特征在于，所述p型dbr层包括一个主腔p型dbr区和至少一个副腔p型dbr区，所述主腔p型dbr区、所述有源层与所述n型dbr层构成主谐振腔，每个副腔p型dbr区、所述有源层与所述n型dbr层分别构成一个副谐振腔，所述主谐振腔与每个副谐振腔之间通过离子注入进行电隔离，每个副腔p型dbr区均为高掺杂区，且各个副腔p型dbr区的掺杂材料和掺杂浓度不同，以改变每个副谐振腔的电导率。
2.根据权利要求1所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，每个副腔p型dbr区的高掺杂材料为si、ge、sn、se、te中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1或2所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激光器，其特征在于，在每个副谐振腔的侧壁制备有高反射率结构。
4.根据权利要求3所述的高掺杂的光子-光子共振面发射激...
【专利技术属性】
技术研发人员：佟海霞，佟存柱，
申请(专利权)人：吉光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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