本發(fā)明屬于半導(dǎo)體激光器，尤其涉及一種面發(fā)射半導(dǎo)體激光器及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、自從面發(fā)射激光器被發(fā)明以來(lái)，憑借其圓形對(duì)稱(chēng)光斑、低閾值電流、易于實(shí)現(xiàn)二維集成、較高的耦合效率和優(yōu)異的光束質(zhì)量等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于三維傳感、3d打印、無(wú)人駕駛、激光顯示、光通信和光互聯(lián)等領(lǐng)域。隨著光通信和光傳感等領(lǐng)域?qū)Υ怪鼻幻姘l(fā)射激光器應(yīng)用需求的不斷增長(zhǎng)，研究具有高光束質(zhì)量、單模輸出和高功率的垂直腔面發(fā)射激光器已成為當(dāng)務(wù)之急。
2、目前，實(shí)現(xiàn)單模操作的垂直腔面發(fā)射激光器通常通過(guò)減小氧化孔孔徑來(lái)限制模式數(shù)，在較大氧化孔孔徑條件下實(shí)現(xiàn)單模輸出的垂直腔面發(fā)射激光器結(jié)構(gòu)主要包括表面浮雕結(jié)構(gòu)、光子晶體結(jié)構(gòu)和表面光柵結(jié)構(gòu)等，這些方法通過(guò)對(duì)高階模引入損耗來(lái)實(shí)現(xiàn)單模輸出，但由于這些結(jié)構(gòu)僅在腔體表面進(jìn)行淺層刻蝕，高階模在腔體中仍能有效諧振，因此其損耗作用有限，特別是在較大電流下仍可能激發(fā)高階模式。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提供一種面發(fā)射半導(dǎo)體激光器及其制備方法，至少有利于改善面發(fā)射半導(dǎo)體激光器的性能。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
3、本發(fā)明創(chuàng)造一方面提供一種面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，包括：依次層疊設(shè)置的n型電極層、n型襯底層、n型dbr層、有源層、氧化限制層、p型dbr層以及p型電極層；其中，氧化限制層具有大氧化孔和小氧化孔，大氧化孔在n型襯底層上的正投影面積大于小氧化孔在n型襯底層上的正投影面積，且p型電極層與大氧化孔正對(duì)。
4、進(jìn)一步的，大氧化孔與小氧化孔之間的間距不大于0.8μm。
5、進(jìn)一步的，大氧化孔在n型襯底層上的正投影面積與小氧化孔在n型襯底層上的正投影面積之比在1.6～2的范圍內(nèi)。
6、進(jìn)一步的，小氧化孔的數(shù)量為1。
7、進(jìn)一步的，小氧化孔的形狀為圓形。
8、進(jìn)一步的，氧化限制層的厚度在50nm～1000nm的范圍內(nèi)。
9、進(jìn)一步的，大氧化孔在n型襯底層上的正投影為圓形，大氧化孔的孔徑在5μm～15μm的范圍內(nèi)。
10、進(jìn)一步的，p型電極層在n型襯底層上的正投影與大氧化孔在n型襯底層上的正投影重合，或者，p型電極層在n型襯底層上的正投影位于大氧化孔在n型襯底層上的正投影內(nèi)。
11、本發(fā)明創(chuàng)造另一方面提供一種面發(fā)射半導(dǎo)體激光器的制備方法，包括：形成依次層疊設(shè)置n型襯底層、n型dbr層、有源層、初始氧化限制層、p型dbr層；對(duì)初始氧化限制層進(jìn)行側(cè)面氧化，以在初始氧化限制層內(nèi)形成大氧化孔和小氧化孔，其中，大氧化孔在n型襯底層上的正投影面積大于小氧化孔在n型襯底層上的正投影面積；在n型襯底層遠(yuǎn)離n型dbr層的表面上形成n型電極層，在p型dbr層遠(yuǎn)離n型dbr層的表面上形成p型電極層，p型電極層與大氧化孔正對(duì)。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造能夠取得如下有益效果：本發(fā)明提供的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，其通過(guò)大氧化孔和小氧化孔的結(jié)合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)基橫模輸出，通過(guò)優(yōu)化大氧化孔和小氧化孔的尺寸與間距，使高階模耦合到小氧化孔中被有效抑制，而基模則集中在大氧化孔中穩(wěn)定傳播，該設(shè)計(jì)不僅提高了面發(fā)射半導(dǎo)體激光器的單模穩(wěn)定性，還顯著改善了光束質(zhì)量，為高性能激光器的研究提供了新的技術(shù)路徑，具體的，本發(fā)明提供的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器的氧化限制層中的氧化孔包括大氧化孔和其旁邊的小氧化孔，使基模分布于大氧化孔內(nèi)，而高階模部分耦合至小氧化孔中，并僅向大氧化孔注入電流，不僅能夠顯著提高單模穩(wěn)定性，還將極大提升光束輸出質(zhì)量，有效的改善了面發(fā)射半導(dǎo)體激光器的性能。
1.一種面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，其特征在于，包括：依次層疊設(shè)置的n型電極層、n型襯底層、n型dbr層、有源層、氧化限制層、p型dbr層以及p型電極層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述大氧化孔與所述小氧化孔之間的間距不大于0.8μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述大氧化孔在所述n型襯底層上的正投影面積與所述小氧化孔在所述n型襯底層上的正投影面積之比在1.6～2的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述小氧化孔的數(shù)量為1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述小氧化孔的形狀為圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述氧化限制層的厚度在50nm～1000nm的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述大氧化孔在所述n型襯底層上的正投影為圓形，所述大氧化孔的孔徑在5μm～15μm的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述p型電極層在所述n型襯底層上的正投影與所述大氧化孔在所述n型襯底層上的正投影重合，或者，所述p型電極層在所述n型襯底層上的正投影位于所述大氧化孔在所述n型襯底層上的正投影內(nèi)。
9.一種面發(fā)射半導(dǎo)體激光器的制備方法，其特征在于，包括：形成依次層疊設(shè)置n型襯底層、n型dbr層、有源層、初始氧化限制層、p型dbr層；