CN109326958A - 金属网格大功率垂直腔面发射激光器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其具有发射孔以及上电极结构，所述上电极结构包括外围电极以及多根栅线电极，其中，所述外围电极设置于所述发射孔的外周，所述多根栅线电极与所述外围电极相连且延伸至所述发射孔之内。本发明通过多根栅线电极，将大氧化孔径的垂直腔面发射激光器的以增加电流路径的方式分割成多个窄长块状区域，一方面可有效增加大氧化孔径的垂直腔面发射激光器的中部区域的电流密度，另一方面，电流可从所述多个栅线电极进行横向传播，大大提高了发光孔内的电流密度分布的均匀性，提高了转化效率。同时，大范围的保持了出射光的相干性。该发明可以应用在激光雷达、红外摄像头和深度识别探测器等领域。

Description

金属网格大功率垂直腔面发射激光器

技术领域

本发明属于半导体激光器设计及制造领域，特别是涉及一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器。

背景技术

垂直腔面发射激光器(VCSEL)是以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于发光二极管 (LED)和激光二极管(LD)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。

垂直腔面发射激光器(VCSEL)是一种垂直表面出光的新型激光器，与传统边发射激光器不同的结构带来了许多优势：小的发散角和圆形对称的远、近场分布使其与光纤的耦合效率大大提高，而不需要复杂昂贵的光束整形系统，现已证实与多模光纤的耦合效率竟能大于90%；光腔长度极短，导致其纵模间距拉大，可在较宽的温度范围内实现单纵模工作，动态调制频率高；可以在片测试，极大地降低了开发成本；出光方向垂直衬底，可以很容易地实现高密度二维面阵的集成，实现更高功率输出，并且因为在垂直于衬底的方向上可并行排列着多个激光器，所以非常适合应用在并行光传输以及并行光互连等领域，它以空前的速度成功地应用于单通道和并行光互联，以它很高的性能价格比，在宽带以太网、高速数据通信网中得到了大量的应用；最吸引人的是它的制造工艺与发光二极管(LED)兼容，大规模制造的成本很低。

垂直腔面发射激光器(VCSEL)在光通信、光存储、光互联、光计算、固态照明、激光打印和生物传感等领域受到广泛应用。近年来，在3D人脸识别，接近感应器，激光雷达，红外摄像，深度探测等新兴市场出现更大规模的使用。在不少实际应用中都要求垂直腔面发射激光器(VCSEL)能够实现高能量密度的工作，有些还要求保持激光光源有一定的相干性。把发光孔径做成阵列可以增大发光功率，但是能量密度受限于发光点之间的间距，并且相干性也会消除（对某些应用是好事，另外一些应用则希望保留相干性）。增大氧化孔径是提高能量密度并且保持相干性的一个简单可行的方案。但是大氧化孔径的垂直腔面发射激光器(VCSEL)面临电流密度分布不均匀，导致转换功率较低，光强分布一致性较差的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器，用于解决大氧化孔径垂直腔面发射激光器电流密度分布不均匀等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器，所述垂直腔面发射激光器具有发射孔以及上电极结构，所述上电极结构包括外围电极以及多根栅线电极，其中，所述外围电极设置于所述发射孔的外周，所述多根栅线电极与所述外围电极相连且延伸至所述发射孔之内。

可选地，所述多根栅线电极间隔连接于所述外围电极上，并朝所述发射孔的中心延伸。

可选地，所述栅线电极的宽度自所述外围电极朝所述发射孔内部逐渐减小。

可选地，所述上电极结构还包括若干根栅线连接电极，所述栅线连接电极设置于所述发射孔内，且与所述多根栅线电极中的若干根相连。

可选地，所述发射孔为圆形发射孔，所述栅线电极自所述外围电极朝所述发射孔的圆心延伸，所述栅线连接电极为圆环形栅线连接电极，所述圆环形栅线连接电极自所述外围电极朝所述发射孔的圆心方向直径逐渐减小，且各所述圆环形栅线连接电极均与所述若干栅线电极相连。

可选地，所述多根栅线电极间隔连接于所述外围电极上，并在所述发射孔内平行排布。

可选地，所述多根栅线电极形成偏振结构，通过调节多根栅线电极之间的间距，以调节所述垂直腔面发射激光器的出射光线的偏振度。

可选地，任意相邻的两根栅线电极之间的间距范围介于4微米~30微米之间。

可选地，所述栅线电极的宽度范围介于0.1微米~2微米之间，高度范围介于100纳米~5微米之间。

可选地，所述栅线电极的数量不小于2根。

可选地，所述发射孔的径向宽度不小于15微米。

可选地，所述发射孔的径向宽度范围介于50微米~1000微米之间。

可选地，所述多根栅线电极与所述垂直腔面发射激光器的发射孔区域内的衬底、P型导电反射镜或N型导电反射镜形成欧姆接触。

可选地，所述垂直腔面发射激光器为正面发射结构，所述垂直腔面发射激光器还包括：衬底，所述衬底的背面具有下电极结构；N型导电下反射镜，位于所述衬底之上；有源层，位于所述N型导电下反射镜之上；P型导电上反射镜，位于所述有源层之上，所述P型导电上反射镜中具有电流限制层，并由所述电流限制层定义所述发射孔；以及介质层，位于所述P型导电上反射镜之上； 其中，所述多根栅线电极穿过所述介质层并与所述P型导电上反射镜形成欧姆接触。

可选地，所述栅线电极包括自下而上的Ti层、Pt层及Au层所组成的叠层结构。

可选地，所述垂直腔面发射激光器为背面发射结构，所述垂直腔面发射激光器还包括：P型导电下反射镜，所述P型导电下反射镜的背面具有下电极结构；有源层，位于所述P型导电下反射镜之上；N型导电上反射镜，位于所述有源层之上，所述P型导电下反射镜中具有电流限制层，并由所述电流限制层定义所述发射孔；衬底，位于所述N型导电上反射镜之上；以及介质层，形成于所述衬底上；其中，所述多根栅线电极穿过所述介质层并与所述衬底形成欧姆接触。

可选地，所述栅线电极包括自下而上的Au层、Ge层、Ni层及Au层所组成的叠层结构。

可选地，所述垂直腔面发射激光器为背面发射结构，所述垂直腔面发射激光器还包括：P型导电下反射镜，所述P型导电下反射镜的背面具有下电极结构；有源层，位于所述P型导电下反射镜之上；N型导电上反射镜，位于所述有源层之上，所述P型导电下反射镜中具有电流限制层，并由所述电流限制层定义所述发射孔；衬底，位于所述N型导电上反射镜之上，位于所述发射孔区域的所述衬底被去除形成发射空腔，以显露所述N型导电上反射镜；以及介质层，形成于显露的所述N型导电上反射镜之上；其中，所述多根栅线电极穿过所述介质层并与所述N型导电上反射镜形成欧姆接触。

可选地，所述栅线电极包括自下而上的Au层、Ge层、Ni层及Au层所组成的叠层结构。

可选地，所述电流限制层包括空气柱型电流限制结构、离子注入型电流限制结构、掩埋异质结型电流限制结构与氧化限制型电流限制结构中的一种。

本发明还提供一种激光雷达，所述激光雷达的光源采用如上所述垂直腔面发射激光器。

本发明还提供一种红外摄像头，所述红外摄像头的光源采用如上所述垂直腔面发射激光器。

本发明还提供一种3D深度识别探测器，所述深度识别探测器的光源采用如上所述垂直腔面发射激光器。

如上所述，本发明的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，具有以下有益效果：

本发明通过多根栅线电极，将大氧化孔径的垂直腔面发射激光器以增加电流路径的方式分割成多个窄长块状区域，一方面可有效增加大氧化孔径的垂直腔面发射激光器的中部区域的电流密度，另一方面，电流可从所述多个栅线电极进行横向传播，大大提高了发光孔内的电流密度分布的均匀性，提高了转化效率。 通过线宽和间距等参数的优化，本发明的垂直腔面发射激光器的转化效率可达30~50%。

本发明上述的多个窄长块状区域位于同一发射孔内，具有连贯性，可以与衍射光学元件（DOE）配合，从而可以显著提高垂直腔面发射激光器的信噪比。同时，大范围的保持了出射光的相干性。该发明可以应用在激光雷达、红外摄像头和深度识别探测器等领域。

本发明的栅线电极可同时实现电流注入的功能和光学偏振等功能，不需要额外增加光学元件便可实现激光器的光学偏振等，可有效降节约体积及成本。本发明可有效提高垂直腔面发射激光器的功率密度，即提高了激光器或激光阵列在单位面积下的功率，在相同光功率要求下，可减小所需采用的激光器的数量，在实质上可提高芯片的集成度，并有效降低芯片的成本。

附图说明

图1~图3显示为本发明的金属网格大功率垂直腔面发射激光器的上电极结构的示意图。

图4~图5显示为本发明的实施例1中的金属网格大功率垂直腔面发射激光器的结构示意图。

图6显示为本发明实施例2中的一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器的结构示意图。

图7显示为本发明实施例2中的另一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器的结构示意图。

图8~图9分别显示为本发明的垂直腔面发射激光器与传统的金属网格大功率垂直腔面发射激光的电流注入分布示意图。

图10~图11显示为本发明实施例3中的金属网格大功率垂直腔面发射激光器的结构示意图。

元件标号说明。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1~图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

如图1~图5所示，本实施例提供一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器，经研究分析，现有的具有环形上电极结构的垂直腔面发射激光器，其电流注入时，电流会主要集中在发射孔100的边缘区域，而发射孔100的中部区域电流较小甚至是没有电流，发射孔100的边缘区域电流分布较为拥挤，而中部区域几乎没有电流分布，会导致垂直腔面发射激光器的整体转换效率较低，发射孔100中的光强分布也不均匀。为了解决以上所发现的问题，本实施例提供一种垂直腔面发射激光器，所述垂直腔面发射激光器具有发射孔100以及上电极结构，所述发射孔100的径向宽度不小于15微米，所述上电极结构包括外围电极101以及多根栅线电极102，其中，所述外围电极101设置于所述发射孔100的外周，所述多根栅线电极102与所述外围电极101相连且延伸至所述发射孔100之内，如图1所示。

所述多根栅线电极102可以间隔连接于所述外围电极101上，并朝所述发射孔100的中心延伸。所述上电极结构还可以包括若干根栅线连接电极103，所述栅线连接电极103设置于所述发射孔100内，且与所述多根栅线电极102中的若干根相连。

所述栅线电极102与所述栅线连接电极103可以将所述发射孔100分割成多个窄长块状区域111，多个窄长块状区域111位于同一发射孔100内，具有连贯性，各窄长块状区域111光线的相位基本相同，使得所述垂直腔面发射激光器可以与衍射光学元件（DOE）配合，从而可以显著提高垂直腔面发射激光器的信噪比。具体来说，对于传统的垂直腔面发射激光器阵列（VCSEL array）来说，其出射光线是不相干的，而且发光区域整体比较大，发光点之间的间隙也较大。本发明垂直腔面发射激光器采用单个大孔径的方式，其发光点是整体发光，可有效减小光斑，提高信噪比，同时保持激光的相干性，这样对于用DOE等光学组件有一定优势。另外，传统的边发射激光器有快轴和慢轴的区分，其光斑为椭圆形，而且快轴和慢轴的发散角不同，本发明与目前用于激光雷达的边发射激光器相比，又具有光斑为圆形，并且发散角为旋转对称的优点。

具体地，如图1所示，所述发射孔100为圆形发射孔100，所述栅线电极102自所述外围电极101朝所述发射孔100的圆心延伸，所述栅线连接电极103为圆环形栅线连接电极103，所述圆环形栅线连接电极103自所述外围电极101朝所述发射孔100的圆心方向直径逐渐减小，且各所述圆环形栅线连接电极103均与所述若干栅线电极102相连。对于发射孔100的径向宽度范围为15微米~200微米之间的垂直腔面发射激光器，其上电极结构可以采用如图1所示的结构，所述栅线电极102的数量优选为不小于2根，在如图1所示的示例中，所述栅线电极102的数量可以选择为8根，其等间距连接于所述外围电极101上，以提高电流的均匀性，该径向宽度范围内的垂直腔面发射激光器，所述栅线电极102的宽度可以为等宽设置，既能保证电流均匀性，同时可以降低栅线电极102的制造难度，降低工艺成本。所述圆环形栅线连接电极103的数量可以为3根等，各所述圆环形栅线连接电极103也优选为等间距排布于所述发射孔100中，且每根圆环形栅线连接电极103与所有的栅线电极102均相连或与部分的栅线电极102相连，以降低所述上电极结构的电阻，提高电流的注入密度。所述上电极结构可以采用如金属剥离工艺（lift-off）等制作。

当然，在其他的实施例中，所述发射孔100的形状也可以为矩形、椭圆形等或其他的所需形状，所述栅线电极102及所述栅线连接电极103也可以为波浪线、弧线等或其他所需的线条形状，并不限于此处所列举的示例。

如图2及图3所示，对于发射孔100在200微米以上的垂直腔面发射激光器，所述栅线电极102的宽度可以设置为自所述外围电极101朝所述发射孔100内部逐渐减小，这种设置可以与发射孔100不同区域内的电流密度大小匹配，在保证电流有效注入的同时，降低由于栅线电极102的遮挡而造成的出射激光的损失，如图2所示。为了保证电流的有效注入，所述栅线电极102的数量也可以适当增加，如图3所示的发射孔100为400微米~1000微米的垂直腔面发射激光器，其栅线电极102的数量可以为32根或更多，其中，可以包含部分宽度较大且朝发射孔100中心逐渐减小的栅线电极102，以及部分等宽设置的栅线电极102。

需要说明的是，数量较多的栅线电极102及栅线连接电极103可以更有效提高电流的注入强度及均匀性，但是会造成较大面积的激光遮挡，而导致激光的光强变弱，数量较少的栅线电极102，则可能不能满足电流注入强度的需求，因此，在本发明中，所述栅线电极102的数量优选为2~32根之间，所述栅线连接电极103的数量优选为2~12根之间，可依据发射孔100的径向宽度不同进行优化设计，并不限于图1~图3所列举的示例。

基于以上原理，本实施例对所述栅线电极102与栅线连接电极103的宽度和高度进行了优化，由于电极的电阻与其横截面积呈反比关系，即为了改善电极的电阻，需要一定程度增加其横截面积，但是，较大横截面积的电极，会造成更多的激光遮挡，本示例通过提高栅线电极102以及栅线连接电极103的高宽比，例如，将所述栅线电极102以及栅线连接电极103的高宽比设置为1:1~6:1之间，可以在降低栅线电极102以及栅线连接电极103的电阻的同时，大大降低其对出射激光的遮挡。在本实施例中，所述栅线电极102及所述栅线连接电极103的宽度范围可以介于0.1微米~2微米之间，高度范围可以介于100纳米~5微米之间。

图5显示为图4中A-A’处的截面结构示意图，所述垂直腔面发射激光器为正面发射结构，所述垂直腔面发射激光器包括衬底104、N型导电下反射镜106、有源层107、P型导电上反射镜108、介质层110以及上电极结构。

所述衬底104可以为砷化镓衬底104，所述衬底104的背面具有下电极结构105。

所述N型导电下反射镜106位于所述衬底104之上，所述N型导电下反射镜106可以为N型导电的布拉格反射镜DBR，其主要的材料可以为砷化镓等。

所述有源层107位于所述N型导电下反射镜106之上，所述有源层107用以将电能转换为光能，其材料可以为砷化镓等。

所述P型导电上反射镜108位于所述有源层107之上，所述P型导电上反射镜108中具有电流限制层109，并由所述电流限制层109定义所述发射孔100，所述P型导电上反射镜108可以为P型导电的布拉格反射镜DBR，其主要的材料可以为砷化镓等。所述N型导电下反射镜106及所述P型导电上反射镜108用于对所述有源层107产生的光线进行反射增强，最后形成激光从所述P型导电上反射镜108的表面射出。所述电流限制层109包括空气柱型电流限制结构、离子注入型电流限制结构、掩埋异质结型电流限制结构与氧化限制型电流限制结构中的一种，在本实施例中，所述电流限制层109为氧化限制型电流限制结构。

所述介质层110位于所述P型导电上反射镜108之上，用于保护所述P型导电上反射镜108。

所述上电极结构位于所述介质层110之上，所述外围电极101穿过所述介质层110并与所述P型导电上反射镜108形成欧姆接触，所述多根栅线电极102及所述多根栅线连接电极穿过所述介质层110并与所述P型导电上反射镜108形成欧姆接触。

所述栅线电极102及所述栅线连接电极103可以包括自下而上的Ti层、Pt层及Au层所组成的叠层结构，该叠层结构可以与所述P型导电上反射镜108具有较好的结合强度，且形成欧姆接触后，具有较小的接触电阻。当然，所述栅线电极102及所述栅线连接电极103也可以由其他的金属叠层组成，并不限于此处所列举的示例。

图8显示为图4中B-B’处的截面结构示意图，图8箭头为电流的注入示意曲线，图9箭头则为传统的垂直腔面发射激光器的电流的注入示意曲线，由图8及图9可见，传统的垂直腔面发射激光器发射孔100的边缘区域电流分布较为拥挤，而中部区域几乎没有电流分布，会导致垂直腔面发射激光器的整体转换效率较低，而本发明的垂直腔面发射激光器，其电流可以有效注入至发射孔100的中部区域，一方面可有效增加大氧化孔径的垂直腔面发射激光器的中部区域的电流密度，另一方面，电流可从所述多个栅线电极102进行横向传播，大大提高了发光孔内的电流密度分布的均匀性，提高了转化效率。

本实施例还提供一种激光雷达，其中，所述激光雷达的光源采用本实施例所述垂直腔面发射激光器。传统的边发射激光器有快轴和慢轴的区分，其光斑为椭圆形，而且快轴和慢轴的发散角不同，本发明与目前用于激光雷达的边发射激光器相比，具有光斑为圆形，并且发散角为旋转对称的优点。

本实施例还提供一种红外摄像头，所述红外摄像头的光源采用如上所述垂直腔面发射激光器。

本实施例还提供一种3D深度识别探测器，所述深度识别探测器的光源采用如上所述垂直腔面发射激光器。

实施例2

如图4及图6所示，本实施例提供一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其基本结构如实施例1，其中，与实施例1的不同之处在于，所述垂直腔面发射激光器为背面发射结构的垂直腔面发射激光器，所述垂直腔面发射激光器包括：P型导电下反射镜208，所述P型导电下反射镜208的背面具有下电极结构105；有源层107，位于所述P型导电下反射镜208之上；N型导电上反射镜206，位于所述有源层107之上，所述P型导电下反射镜208中具有电流限制层109，并由所述电流限制层109定义所述发射孔100；衬底104，位于所述N型导电上反射镜206之上；介质层110，形成于所述衬底104上；以及上电极结构，位于所述介质层110之上，所述外围电极101穿过所述介质层110并与所述衬底104形成欧姆接触，所述多根栅线电极102及所述多根栅线连接电极穿过所述介质层110并与所述衬底104形成欧姆接触。所述栅线电极102包括自下而上的Au层、Ge层、Ni层及Au层所组成的叠层结构。当然，所述栅线电极102也可以由其他的金属叠层组成，并不限于此处所列举的示例。

如图4及图7所示，本实施例还提供另一种垂直腔面发射激光器，所述垂直腔面发射激光器为背面发射结构的垂直腔面发射激光器，其包括所述垂直腔面发射激光器为背面发射结构，所述垂直腔面发射激光器包括：P型导电下反射镜208，所述P型导电下反射镜208的背面具有下电极结构105；有源层107，位于所述P型导电下反射镜208之上；N型导电上反射镜206，位于所述有源层107之上，所述P型导电下反射镜208中具有电流限制层109，并由所述电流限制层109定义所述发射孔100；衬底104，位于所述N型导电上反射镜206之上，位于所述发射孔100区域的所述衬底104被去除形成发射空腔，以显露所述N型导电上反射镜206；介质层110，形成于显露的所述N型导电上反射镜206之上；以及上电极结构，所述上电极结构的所述外围电极101与所述衬底104形成欧姆接触，所述上电极结构的所述多根栅线电极102及所述多根栅线连接电极穿过所述介质层110并与所述N型导电上反射镜206形成欧姆接触。所述栅线电极102包括自下而上的Au层、Ge层、Ni层及Au层所组成的叠层结构。当然，所述栅线电极102也可以由其他的金属叠层组成，并不限于此处所列举的示例。

实施例3

如图10~图11所示，其中，图11显示为图10中C-C’处的截面结构示意图，本实施例提供一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其基本结构如实施例1，其中，与实施例1的不同之处在于，所述上电极的所述多根栅线电极102间隔连接于所述外围电极101上，并在所述发射孔100内平行排布，藉由所述多根栅线电极102形成偏振结构，通过调节多根栅线电极102之间的间距，以调节所述垂直腔面发射激光器的出射光线的偏振度，例如，所述多根栅线电极102之间的间距越小，则所述垂直腔面发射激光器最终出射的激光的偏振度越高，所述多根栅线电极102之间的间距越大，则所述垂直腔面发射激光器最终出射的激光的偏振度越低。优选地，任意相邻的两根栅线电极102之间的间距范围介于4微米~30微米之间，所述栅线电极102的宽度范围介于0.1微米~2微米之间，高度范围介于100纳米~5微米之间。

本实施例的栅线电极102可同时实现电流注入的功能和光学偏振等功能，不需要额外增加光学元件便可实现激光器的光学偏振等，可有效降低体积及节约成本。

如上所述，本发明的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，具有以下有益效果：

本发明通过多根栅线电极102，将大氧化孔径的垂直腔面发射激光器的以增加电流路径的方式分割成多个窄长块状区域111，一方面可有效增加大氧化孔径的垂直腔面发射激光器中部区域的电流密度，另一方面，电流可从所述多个栅线电极102进行横向传播，大大提高了发光孔内的电流密度分布的均匀性，提高了转化效率，本发明的垂直腔面发射激光器的转化效率通常可以达到30%以上，甚至40-50%，取决于优化的程度（是否可以做到均匀注入电流的同时遮光最小）。

本发明上述的多个窄长块状区域111位于同一发射孔100内，具有连贯性，可以与衍射光学元件（DOE）配合，从而可以显著提高垂直腔面发射激光器的信噪比。同时，大范围的保持了出射光的相干性。该发明可以应用在激光雷达、红外摄像头和深度识别探测器等领域。

本发明的栅线电极102可同时实现电流注入的功能和光学偏振等功能，不需要额外增加光学元件便可实现激光器的光学偏振等，可有效降低体积及节约成本。

本发明可有效提高垂直腔面发射激光器的功率密度，即提高了激光器或激光阵列在单位面积下的功率，在相同光功率要求下，可减小所需采用的激光器的数量，在实质上可提高芯片的集成度，并有效降低芯片的成本。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (22)

1.一种金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述垂直腔面发射激光器具有发射孔以及上电极结构，所述上电极结构包括外围电极以及多根栅线电极，其中，所述外围电极设置于所述发射孔的外周，所述多根栅线电极与所述外围电极相连且延伸至所述发射孔之内。

2.根据权利要求1所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述多根栅线电极间隔连接于所述外围电极上，并朝所述发射孔的中心延伸。

3.根据权利要求2所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述栅线电极的宽度自所述外围电极朝所述发射孔内部逐渐减小。

4.根据权利要求1、2或3所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述上电极结构还包括若干根栅线连接电极，所述栅线连接电极设置于所述发射孔内，且与所述多根栅线电极中的若干根相连。

5.根据权利要求4所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述发射孔为圆形发射孔，所述栅线电极自所述外围电极朝所述发射孔的圆心延伸，所述栅线连接电极为圆环形栅线连接电极，所述圆环形栅线连接电极自所述外围电极朝所述发射孔的圆心方向直径逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述多根栅线电极间隔连接于所述外围电极上，并在所述发射孔内平行排布。

7.根据权利要求6所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述多根栅线电极形成偏振结构，通过调节多根栅线电极之间的间距，以调节所述垂直腔面发射激光器的出射光线的偏振度。

8.根据权利要求7所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：任意相邻的两根栅线电极之间的间距范围介于4微米~30微米之间。

9.根据权利要求1、6、7或8所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述栅线电极的宽度范围介于0.1微米~2微米之间，高度范围介于100纳米~5微米之间。

10.根据权利要求1所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述栅线电极的数量不小于2根。

11.根据权利要求1所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述发射孔的径向宽度不小于15微米。

12.根据权利要求1所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述多根栅线电极与所述垂直腔面发射激光器的发射孔区域内的衬底、P型导电反射镜或N型导电反射镜形成欧姆接触。

13.根据权利要求12所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述垂直腔面发射激光器为正面发射结构，所述垂直腔面发射激光器还包括：

衬底，所述衬底的背面具有下电极结构；

N型导电下反射镜，位于所述衬底之上；

有源层，位于所述N型导电下反射镜之上；

P型导电上反射镜，位于所述有源层之上，所述P型导电上反射镜中具有电流限制层，并由所述电流限制层定义所述发射孔；以及

介质层，位于所述P型导电上反射镜之上；

其中，所述多根栅线电极穿过所述介质层并与所述P型导电上反射镜形成欧姆接触。

14.根据权利要求13所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述栅线电极包括自下而上的Ti层、Pt层及Au层所组成的叠层结构。

15.根据权利要求12所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述垂直腔面发射激光器为背面发射结构，所述垂直腔面发射激光器还包括：

P型导电下反射镜，所述P型导电下反射镜的背面具有下电极结构；

有源层，位于所述P型导电下反射镜之上，所述P型导电下反射镜中具有电流限制层，并由所述电流限制层定义所述发射孔；

N型导电上反射镜，位于所述有源层之上；

衬底，位于所述N型导电上反射镜之上；以及

介质层，形成于所述衬底上；

其中，所述多根栅线电极穿过所述介质层并与所述衬底形成欧姆接触。

16.根据权利要求15所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述栅线电极包括自下而上的Au层、Ge层、Ni层及Au层所组成的叠层结构。

17.根据权利要求12所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述垂直腔面发射激光器为背面发射结构，所述垂直腔面发射激光器还包括：

P型导电下反射镜，所述P型导电下反射镜的背面具有下电极结构；

有源层，位于所述P型导电下反射镜之上，所述P型导电下反射镜中具有电流限制层，并由所述电流限制层定义所述发射孔；

N型导电上反射镜，位于所述有源层之上；

衬底，位于所述N型导电上反射镜之上，位于所述发射孔区域的所述衬底被去除形成发射空腔，以显露所述N型导电上反射镜；以及

介质层，形成于显露的所述N型导电上反射镜之上；

其中，所述多根栅线电极穿过所述介质层并与所述N型导电上反射镜形成欧姆接触。

18.根据权利要求17所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述栅线电极包括自下而上的Au层、Ge层、Ni层及Au层所组成的叠层结构。

19.根据权利要求13~18任意一项所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述电流限制层包括空气柱型电流限制结构、离子注入型电流限制结构、掩埋异质结型电流限制结构与氧化限制型电流限制结构中的一种。

20.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达的光源采用如权利要求1~19任意一项所述金属网格大功率垂直腔面发射激光器。

21.一种红外摄像头， 其特征在于，所述红外摄像头的光源采用如权利要求1~19任意一项所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器。

22.一种3D深度识别探测器，其特征在于，所述深度识别探测器的光源采用如权利要求1~19任意一项所述的金属网格大功率垂直腔面发射激光器。