CN116667151A - 一种半导体激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种半导体激光器，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上限制层，所述有源层为由阱层和垒层组成的周期结构，所述有源层阱层的折射率系数大于或等于垒层的折射率系数，所述有源层阱层的介电常数大于或等于垒层的介电常数，所述有源层阱层的压电极化系数大于或等于垒层的压电极化系数。本发明对有源层中阱层和垒层的折射率系数、介电常数以及压电极化系数进行差异化设计，从而提升光子简并度，使激光器受激辐射大于自发辐射，提升横模的相干性、限制因子和斜率效率，并减少纵模数量和模间变化，提升纵模时间相干性和远场FFP图像质量、光束质量因子和聚焦光斑分辨率。

Description

一种半导体激光器
技术领域
本申请涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种半导体激光器。
背景技术
激光器广泛应用于激光显示、激光电视、激光投影仪、通讯、医疗、武器、制导、测距、光谱分析、切割、精密焊接、高密度光存储等领域。激光器的各类很多，分类方式也多样，主要有固体、气体、液体、半导体和染料等类型激光器；与其他类型激光器相比，全固态半导体激光器具有体积小、效率高、重量轻、稳定性好、寿命长、结构简单紧凑、小型化等优点。
激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别：
1)激光是由载流子发生受激辐射产生，光谱半高宽较小，亮度很高，单颗激光器输出功率可在W级，而氮化物半导体发光二极管则是自发辐射，单颗发光二极管的输出功率在mW级；
2)激光器的使用电流密度达KA/cm2，比氮化物发光二极管高2个数量级以上，从而引起更强的电子泄漏、更严重的俄歇复合、极化效应更强、电子空穴不匹配更严重，导致更严重的效率衰减Droop效应；
3)发光二极管自发跃迁辐射，无外界作用，从高能级跃迁到低能级的非相干光，而激光器为受激跃迁辐射，感应光子能量应等于电子跃迁的能级之差，产生光子与感应光子的全同相干光；
4)原理不同：发光二极管为在外界电压作用下，电子空穴跃迁到有源层或p-n结产生辐射复合发光，而激光器需要激射条件满足才可激射，必须满足有源区载流子反转分布，受激辐射光在谐振腔内来回振荡，在增益介质中的传播使光放大，满足阈值条件使增益大于损耗，并最终输出激光。
氮化物半导体激光器存在以下问题：激光模数越少，越有利于受激辐射，越有利于提高光子的简并度，越有利于使受激辐射超过自发辐射，利用法布里-珀罗光学谐振腔可减少激光模数。沿腔的轴向的一种驻波就称为一个纵模；横模为光场在腔向的横向分布，光在两镜面间来回反射，光波的等相位面与镜面的曲率半径相等时，形成光场横向不变的横模。激光光波的型态可分为横模和纵横；垂直于光轴截面内的横模光强分布是由半导体激光器的波导结构决定，若横模复杂不稳定，输出光的相干性差；纵模在谐振腔传播方向上是驻波分布，很多纵模同时激射或存在模间变化，则不能获得很高时间上的相干性，远场图像FFP质量差。
发明内容
为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种半导体激光器。
本发明实施例提供了一种半导体激光器，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上限制层，所述有源层为由阱层和垒层组成的周期结构，所述有源层阱层的折射率系数大于或等于垒层的折射率系数，所述有源层阱层的介电常数大于或等于垒层的介电常数，所述有源层阱层的压电极化系数大于或等于垒层的压电极化系数。
优选地，所述有源层的周期为m:1≤m≤3，所述有源层的阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlGaN的任意一种或任意组合，厚度为p:5≤p≤100埃米，发光波长为200nm至600nm，所述有源层的垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为q:10≤q≤200埃米。
优选地，所述有源层的周期为s:1≤s≤10，所述有源层的阱层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为t:5≤t≤100埃米，发光波长为500nm至2000nm，所述有源层的垒层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为u:10≤u≤200埃米。
优选地，所述有源层包括第一子有源层和第二子有源层，所述第一子有源层的In/O元素分布呈W型分布，所述第二子有源层的In/O元素分布呈M型分布；所述第一子有源层的折射率系数呈W型分布，所述第二子有源层的折射率系数呈M型分布；所述第一子有源层的介电常数呈W型分布，所述第二子有源层的介电常数呈M型分布；所述第一子有源层的压电极化系数呈W型分布，所述第二子有源层的压电极化系数呈M型分布。
优选地，所述第一子有源层和第二子有源层的折射率系数关系如下：
2.0≤第一子有源层垒层的折射率系数b≤第二子有源层垒层的折射率系数d≤第一子有源层阱层的折射率系数a≤第二子有源层阱层的折射率系数c≤3.0。
优选地，所述第一子有源层和第二子有源层的介电常数关系如下：
8≤第一子有源层垒层的介电常数f≤第二子有源层垒层的介电常数h≤第一子有源层阱层的介电常数e≤第二子有源层阱层的介电常数g≤12。
优选地，所述第一子有源层和第二子有源层的压电极化系数关系如下：
0.7≤第一子有源层垒层的压电极化系数j≤第二子有源层垒层的压电极化系数l≤第一子有源层阱层的压电极化系数i≤第二子有源层阱层的压电极化系数k≤1.0。
优选地，所述下波导层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为x:10≤x≤9000埃米；所述上波导层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为y:10≤y≤9000埃米；所述下限制层为AlInGaN、AlInN、AlGaN、InN、InGaN和GaN的任意一种或任意组合，厚度为z:10≤z≤90000埃米；所述上限制层和电子阻挡层为AlInGaN、AlInN、AlGaN、InGaN和GaN的任意一种或任意组合，厚度为n:10≤n≤80000埃米。
优选地，所述下波导层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为v:10≤v≤9000埃米；所述上波导层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为w:10≤w≤9000埃米；所述下限制层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为r:10≤r≤90000埃米；所述上限制层和电子阻挡层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为g:10≤g≤80000埃米。
优选地，所述衬底包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、蓝宝石/SiO2复合衬底、蓝宝石/AlN复合衬底、蓝宝石/SiNx、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、MgO、尖晶石、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底的任意一种。
本发明的有益效果如下：本发明在传统的半导体激光器基础上，对有源层中阱层和垒层的折射率系数、介电常数以及压电极化系数进行差异化设计，从而提升光子简并度，使激光器受激辐射大于自发辐射，提升横模的相干性、限制因子和斜率效率，并减少纵模数量和模间变化，提升纵模时间相干性和远场FFP图像质量、光束质量因子和聚焦光斑分辨率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1所述的半导体激光器的结构示意图；
图2为本发明实施例2所述的半导体激光器的结构示意图；
图3为本发明实施例2所述的半导体激光器的结构SIMS二次离子质谱图；
图4为本发明实施例2所述的半导体激光器的局部结构SIMS二次离子质谱图；
图5为本发明实施例2所述的半导体激光器的下波导层透射电镜TEM图；
图6为本发明实施例2所述的半导体激光器的有源层透射电镜TEM图；
图7为本发明实施例2所述的半导体激光器的上波导层透射电镜TEM图；
图8为本发明实施例2所述的半导体激光器的电子阻挡层透射电镜TEM图；
图9为本发明实施例2所述的半导体激光器的上限制层透射电镜TEM图。
附图标记：
100、衬底，101、下限制层，102、下波导层，103、有源层，104、上波导层，105、电子阻挡层，106、上限制层；
103a、第一子有源层，103b、第二子有源层。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提出一种半导体激光器，包括从下至上依次设置的衬底100、下限制层101、下波导层102、有源层103、上波导层104、电子阻挡层105和上限制层106。
具体的，本实施例中，有源层103为由阱层和垒层组成的周期结构。其中，阱层和垒层均具有折射率系数、介电常数以及压电极化系数参数特性。并且，折射率系数、介电常数和压电极化系数能够影响半导体激光器的工作效率。
折射率是指光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比。材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。
介电常数是指晶格结构的物质所具有的在电场作用下，其中电荷的一部分能够被电场把持所产生的能量，与电场的强度成线性关系的物理量，是物体在电场中产生偏电流时，内部发生电势变化的介质常数。
压电极化是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。
本实施例基于折射率系数、介电常数和压电极化系数的特点，对有源层103中阱层和垒层的折射率系数、介电常数和压电极化系数进行差异化设计，以提升半导体激光器的工作效率。
具体的，在本实施例的半导体激光器的有源层103中，分别对阱层和垒层的折射率系数、介电常数和压电极化系数进行限定：
折射率系数：阱层的折射率系数大于或等于垒层的折射率系数；
介电常数：阱层的介电常数大于或等于垒层的介电常数；
压电极化系数：阱层的压电极化系数大于或等于垒层的压电极化系数。
更具体的，为了实现更好的提升半导体激光器工作效率的目的，本实施例还对有源层103中阱层和垒层的折射率系数、介电常数和压电极化系数取值范围进行进一步限定，具体限定范围如下：
折射率系数：2.0≤垒层的折射率系数≤阱层的折射率系数≤3.0；
介电常数：8≤垒层的介电常数≤阱层的介电常数≤12；
压电极化系数：0.7≤垒层的压电极化系数≤阱层的压电极化系数≤1.0。
本实施例在传统的半导体激光器基础上，对有源层103中阱层和垒层的折射率系数、介电常数以及压电极化系数进行差异化设计，从而提升光子简并度，使激光器受激辐射大于自发辐射，提升横模的相干性、限制因子和斜率效率，并减少纵模数量和模间变化，提升纵模时间相干性和远场FFP图像质量、光束质量因子和聚焦光斑分辨率。
进一步的，有源层103的周期为m:1≤m≤3，有源层103的阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlGaN的任意一种或任意组合，厚度为p:5≤p≤100埃米，发光波长为200nm至600nm，有源层103的垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为q:10≤q≤200埃米。
下波导层102为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为x:10≤x≤9000埃米；上波导层104为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为y:10≤y≤9000埃米；下限制层101为AlInGaN、AlInN、AlGaN、InN、InGaN和GaN的任意一种或任意组合，厚度为z:10≤z≤90000埃米；上限制层106和电子阻挡层105为AlInGaN、AlInN、AlGaN、InGaN和GaN的任意一种或任意组合，厚度为n:10≤n≤80000埃米。
作为可替代方案，本实施例中，有源层103的周期为s:1≤s≤10，有源层103的阱层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为t:5≤t≤100埃米，发光波长为500nm至2000nm，有源层103的垒层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为u:10≤u≤200埃米。
下波导层102为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为v:10≤v≤9000埃米；上波导层104为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为w:10≤w≤9000埃米；下限制层101为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为r:10≤r≤90000埃米；上限制层106和电子阻挡层105为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为g:10≤g≤80000埃米。
更进一步的，衬底100包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、蓝宝石/SiO2复合衬底100、蓝宝石/AlN复合衬底100、蓝宝石/SiNx、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、MgO、尖晶石、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底100的任意一种。
实施例2
如图2至图9所示，本实施例提出一种半导体激光器，包括从下至上依次设置的衬底100、下限制层101、下波导层102、有源层103、上波导层104、电子阻挡层105和上限制层106。
具体的，本实施例中，有源层103为由阱层和垒层组成的周期结构。其中，阱层和垒层均具有折射率系数、介电常数以及压电极化系数参数特性。并且，折射率系数、介电常数和压电极化系数能够影响半导体激光器的工作效率。
本实施例基于折射率系数、介电常数和压电极化系数的特点，对有源层103中阱层和垒层的折射率系数、介电常数和压电极化系数进行差异化设计，以提升半导体激光器的工作效率。
具体的，在本实施例的半导体激光器的有源层103中，分别对阱层和垒层的折射率系数、介电常数和压电极化系数进行限定：
折射率系数：阱层的折射率系数大于或等于垒层的折射率系数；
介电常数：阱层的介电常数大于或等于垒层的介电常数；
压电极化系数：阱层的压电极化系数大于或等于垒层的压电极化系数。
更为具体的，本实施例中，有源层103包括第一子有源层103a和第二子有源层103b。第一子有源层103a和第二子有源层103b同样为由阱层和垒层组成的周期结构。此外，该第一子有源层103a和第二子有源层103b的In/O元素、折射率系数、介电常数和压电极化常数也都具有特定的分布状态：
第一子有源层103a的In/O元素分布呈W型分布，第二子有源层103b的In/O元素分布呈M型分布；
第一子有源层103a的折射率系数呈W型分布，第二子有源层103b的折射率系数呈M型分布；
第一子有源层103a的介电常数呈W型分布，第二子有源层103b的介电常数呈M型分布；
第一子有源层103a的压电极化系数呈W型分布，第二子有源层103b的压电极化系数呈M型分布。
本实施例对第一子有源层103a和第二子有源层103b中的折射率系数、介电常数和压电极化系数均进行了进一步限定，具体如下：
折射率系数：2.0≤第一子有源层103a垒层的折射率系数b≤第二子有源层103b垒层的折射率系数d≤第一子有源层103a阱层的折射率系数a≤第二子有源层103b阱层的折射率系数c≤3.0；
介电常数：8≤第一子有源层103a垒层的介电常数f≤第二子有源层103b垒层的介电常数h≤第一子有源层103a阱层的介电常数e≤第二子有源层103b阱层的介电常数g≤12；
压电极化系数：0.7≤第一子有源层103a垒层的压电极化系数j≤第二子有源层103b垒层的压电极化系数l≤第一子有源层103a阱层的压电极化系数i≤第二子有源层103b阱层的压电极化系数k≤1.0。
本发实施例在传统的半导体激光器基础上，对有源层103中阱层和垒层的折射率系数、介电常数以及压电极化系数进行差异化设计，从而提升光子简并度，使激光器受激辐射大于自发辐射，提升横模的相干性、限制因子和斜率效率，并减少纵模数量和模间变化，提升纵模时间相干性和远场FFP图像质量、光束质量因子和聚焦光斑分辨率。
下表所示为传统半导体激光器与本实施例所提出的半导体激光器的性能参数对比数据，可以看出，本实施例的半导体激光器光束质量因子从3.7提升至1.96，提升约89％；斜率效率从0.8W/A提升至1.87W/A，提升约134％，聚焦光斑分辨率从大于200nm变为小于40nm，限制因子从1.4％提升至2.47％，提升约76％，从各个性能参数对比来看，本实施例的半导体激光器都优于传统半导体激光器。
进一步的，有源层103的周期为m:1≤m≤3，有源层103的阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlGaN的任意一种或任意组合，厚度为p:5≤p≤100埃米，发光波长为200nm至600nm，有源层103的垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为q:10≤q≤200埃米。
下波导层102为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为x:10≤x≤9000埃米；上波导层104为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为y:10≤y≤9000埃米；下限制层101为AlInGaN、AlInN、AlGaN、InN、InGaN和GaN的任意一种或任意组合，厚度为z:10≤z≤90000埃米；上限制层106和电子阻挡层105为AlInGaN、AlInN、AlGaN、InGaN和GaN的任意一种或任意组合，厚度为n:10≤n≤80000埃米。
作为可替代方案，本实施例中，有源层103的周期为s:1≤s≤10，有源层103的阱层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为t:5≤t≤100埃米，发光波长为500nm至2000nm，有源层103的垒层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为u:10≤u≤200埃米。
下波导层102为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为v:10≤v≤9000埃米；上波导层104为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为w:10≤w≤9000埃米；下限制层101为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为r:10≤r≤90000埃米；上限制层106和电子阻挡层105为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为g:10≤g≤80000埃米。
更进一步的，衬底100包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、蓝宝石/SiO2复合衬底100、蓝宝石/AlN复合衬底100、蓝宝石/SiNx、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、MgO、尖晶石、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底100的任意一种。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种半导体激光器，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层、电子阻挡层和上限制层，其特征在于，所述有源层为由阱层和垒层组成的周期结构，所述有源层阱层的折射率系数大于或等于垒层的折射率系数，所述有源层阱层的介电常数大于或等于垒层的介电常数，所述有源层阱层的压电极化系数大于或等于垒层的压电极化系数。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述有源层的周期为m:1≤m≤3，所述有源层的阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlGaN的任意一种或任意组合，厚度为p:5≤p≤100埃米，发光波长为200nm至600nm，所述有源层的垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为q:10≤q≤200埃米。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述有源层的周期为s:1≤s≤10，所述有源层的阱层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为t:5≤t≤100埃米，发光波长为500nm至2000nm，所述有源层的垒层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为u:10≤u≤200埃米。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述有源层包括第一子有源层和第二子有源层，所述第一子有源层的In/O元素分布呈W型分布，所述第二子有源层的In/O元素分布呈M型分布；所述第一子有源层的折射率系数呈W型分布，所述第二子有源层的折射率系数呈M型分布；所述第一子有源层的介电常数呈W型分布，所述第二子有源层的介电常数呈M型分布；所述第一子有源层的压电极化系数呈W型分布，所述第二子有源层的压电极化系数呈M型分布。
5.根据权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一子有源层和第二子有源层的折射率系数关系如下：
2.0≤第一子有源层垒层的折射率系数b≤第二子有源层垒层的折射率系数d≤第一子有源层阱层的折射率系数a≤第二子有源层阱层的折射率系数c≤3.0。
6.根据权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一子有源层和第二子有源层的介电常数关系如下：
8≤第一子有源层垒层的介电常数f≤第二子有源层垒层的介电常数h≤第一子有源层阱层的介电常数e≤第二子有源层阱层的介电常数g≤12。
7.根据权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一子有源层和第二子有源层的压电极化系数关系如下：
0.7≤第一子有源层垒层的压电极化系数j≤第二子有源层垒层的压电极化系数l≤第一子有源层阱层的压电极化系数i≤第二子有源层阱层的压电极化系数k≤1.0。
8.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述下波导层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为x:10≤x≤9000埃米；所述上波导层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、AlN的任意一种或任意组合，厚度为y:10≤y≤9000埃米；所述下限制层为AlInGaN、AlInN、AlGaN、InN、InGaN和GaN的任意一种或任意组合，厚度为z:10≤z≤90000埃米；所述上限制层和电子阻挡层为AlInGaN、AlInN、AlGaN、InGaN和GaN的任意一种或任意组合，厚度为n:10≤n≤80000埃米。
9.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述下波导层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为v:10≤v≤9000埃米；所述上波导层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为w:10≤w≤9000埃米；所述下限制层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为r:10≤r≤90000埃米；所述上限制层和电子阻挡层为GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、SiC、Ga2O3、BN的任意一种或任意组合，厚度为g:10≤g≤80000埃米。
10.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述衬底包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、蓝宝石/SiO2复合衬底、蓝宝石/AlN复合衬底、蓝宝石/SiNx、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、MgO、尖晶石、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底的任意一种。
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