CN117712833A - 一种氮化镓半导体蓝光激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种氮化镓半导体蓝光激光器，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层，所述下限制层包括从下至上依次设置的具有价带有效态密度分布特性的第一限制因子增强下限制层、第二限制因子增强下限制层、第三限制因子增强下限制层和第四限制因子增强下限制层。本发明能够降低激光光斑发散角，使远场图像沿c轴方向满足高斯图样，抑制光场耗散，减少光场模式泄漏至衬底，提升光斑质量和远场图像FFP质量，进而提升限制因子，同时，降低下限制层的侧壁散射损耗，降低内部光学吸收损耗，进一步提升限制因子。
Description
技术领域
本申请涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种氮化镓半导体蓝光激光器。
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，全固态氮化镓半导体蓝光激光器具有体积小、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。
氮化物氮化镓半导体蓝光激光器存在以下问题：下限制层的厚度增加，可降低限制层的折射率，但下限制层的厚度增加又会导致组分调控范围受限制，易产生开裂、弯曲和质量下降等问题；同时，衬底模式表现为激光光斑发散角小，远场图像在激光器外延层的c轴方向上不满足高斯图样，光斑质量差，无法聚束；光场有耗散，光场模式泄漏到衬底形成驻波会导致衬底模式抑制效率低，远场图像FFP质量差。
发明内容
为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种氮化镓半导体蓝光激光器。
本发明实施例提供了一种氮化镓半导体蓝光激光器，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层，所述下限制层包括从下至上依次设置的第一限制因子增强下限制层、第二限制因子增强下限制层、第三限制因子增强下限制层和第四限制因子增强下限制层，所述第一限制因子增强下限制层、第二限制因子增强下限制层、第三限制因子增强下限制层和第四限制因子增强下限制层具有价带有效态密度分布特性。
优选地，所述第一限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布为线性函数分布；
所述第二限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布为y＝x/cosx第四象限曲线分布；
所述第三限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布为线性函数曲线分布；
所述第四限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布为线性函数分布。
优选地，所述第一限制因子增强下限制层的价带有效态密度为a；
第二限制因子增强下限制层的价带有效态密度为b；
第三限制因子增强下限制层的价带有效态密度为c；
第四限制因子增强下限制层的价带有效态密度为d；
其中：5E17≤d≤b≤a≤c≤5E21(cm/s)。
优选地，所述第一限制因子增强下限制层、第二限制因子增强下限制层、第三限制因子增强下限制层和第四限制因子增强下限制层还具有极化光学声子能量分布特性；
所述第一限制因子增强下限制层的极化光学声子能量分布为线性函数分布；
所述第二限制因子增强下限制层的极化光学声子能量分布为y＝x/cosx第二象限曲线分布；
所述第三限制因子增强下限制层的极化光学声子能量分布为线性函数曲线分布；
所述第四限制因子增强下限制层的极化光学声子能量分布为线性函数分布。
优选地，所述第一限制因子增强下限制层的极化光学声子能量为e；
第二限制因子增强下限制层的极化光学声子能量为f；
第三限制因子增强下限制层的极化光学声子能量为g；
第四限制因子增强下限制层的极化光学声子能量为h；
其中：50≤f≤g≤e≤h≤200(meV)。
优选地，所述第一限制因子增强下限制层、第二限制因子增强下限制层、第三限制因子增强下限制层和第四限制因子增强下限制层还具有重空穴有效质量分布特性；
所述第一限制因子增强下限制层的重空穴有效质量分布为线性函数分布；
所述第二限制因子增强下限制层的重空穴有效质量分布为y＝ex/sinx第一象限曲线分布；
所述第三限制因子增强下限制层的重空穴有效质量分布为线性函数曲线分布；
所述第四限制因子增强下限制层的重空穴有效质量分布为线性函数分布。
优选地，所述第一限制因子增强下限制层的重空穴有效质量为k；
第二限制因子增强下限制层的重空穴有效质量为l；
第三限制因子增强下限制层的重空穴有效质量为m；
第四限制因子增强下限制层的重空穴有效质量为n；
其中：0.5≤l≤n≤k≤m≤5(m0)。
优选地，所述第一限制因子增强下限制层为AlGaN、AlInGaN、AlInN的任意一种或任意组合；
第二限制因子增强下限制层为InGaN、AlInN、InN的任意一种或任意组合；
第三限制因子增强下限制层为AlGaN、AlInGaN、AlInN的任意一种或任意组合；
第四限制因子增强下限制层为GaN、InGaN、AlGaN、AlInGaN的任意一种或任意组合。
优选地，所述有源层为阱层和垒层组成的周期结构，周期数为3≥m≥1，阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至100埃米，垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至150埃米。
优选地，所述下波导层、上波导层、上限制层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合的任意一种或任意组合。
优选地，所述衬底包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、InAs、GaSb、蓝宝石/SiO2复合衬底、Mo、TiW、CuW、Cu、蓝宝石/AlN复合衬底、金刚石、蓝宝石/SiNx、蓝宝石/SiO2/SiNx复合衬底、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底的任意一种。
本发明的有益效果如下：本发明通过将下限制层设置为多层结构，并对每一层限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布进行特定设计，能够降低激光光斑发散角，使远场图像沿c轴方向满足高斯图样，抑制光场耗散，减少光场模式泄漏至衬底，提升光斑质量和远场图像FFP质量，进而提升限制因子，同时，降低下限制层的侧壁散射损耗，降低内部光学吸收损耗，进一步提升限制因子。
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所述的氮化镓半导体蓝光激光器的结构示意图；
图2为本发明实施例2所述的氮化镓半导体蓝光激光器的结构示意图；
图3为本发明实施例2所述的氮化镓半导体蓝光激光器的SIMS二次离子质谱图。
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、上限制层；
101a、第一限制因子增强下限制层，101b、第二限制因子增强下限制层，101c、第三限制因子增强下限制层，101d、第四限制因子增强下限制层。
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，本实施例提出一种氮化镓半导体蓝光激光器，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和上限制层105。其中，在该下限制层101中具有价带有效态密度分布特性。
价带有效态密度在固体物理学中是指能级范围(即能带)内单位能量范围内的电子态数目。价带有效态密度能够帮助理解能带结构中电子的行为，可以描述材料中电子态的能级分布情况，从而帮助解释电子在能带中的运动和相互作用。对于理解材料的导电机制、光吸收特性和能带调控等方面都具有重要的意义。
基于上述价带有效态密度的特点，本实施例可对下限制层101的价带有效态密度分布进行设计，从而提高氮化镓半导体蓝光激光器的性能。
进一步的，本实施例还可以对下限制层101的极化光学声子能量分布和重空穴有效质量分布进行设计，从而进一步提高氮化镓半导体蓝光激光器的性能。
本实施例中，有源层103为阱层和垒层组成的周期结构，周期数为3≥m≥1，阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至100埃米，垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至150埃米。
下限制层101、下波导层102、上波导层104、上限制层105为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合的任意一种或任意组合。
衬底100包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、InAs、GaSb、蓝宝石/SiO2复合衬底、Mo、TiW、CuW、Cu、蓝宝石/AlN复合衬底、金刚石、蓝宝石/SiNx、蓝宝石/SiO2/SiNx复合衬底、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底的任意一种。
实施例2
如图2和图3所示，本实施例提出一种氮化镓半导体蓝光激光器，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和上限制层105。其中，下限制层101为多层结构。
具体的，本实施例中，氮化镓半导体蓝光激光器从下至上依次设置有衬底100、下限制层101、下波导层102、有源层103、上波导层104和上限制层105。该下限制层101为多层结构，具体由从下至上依次设置的第一限制因子增强下限制层101a、第二限制因子增强下限制层101b、第三限制因子增强下限制层101c和第四限制因子增强下限制层101d组成。其中，第一限制因子增强下限制层101a为AlGaN、AlInGaN、AlInN的任意一种或任意组合。第二限制因子增强下限制层101b为InGaN、AlInN、InN的任意一种或任意组合。第三限制因子增强下限制层101c为AlGaN、AlInGaN、AlInN的任意一种或任意组合。第四限制因子增强下限制层101d为GaN、InGaN、AlGaN、AlInGaN的任意一种或任意组合。并且，第一限制因子增强下限制层101a、第二限制因子增强下限制层101b、第三限制因子增强下限制层101c和第四限制因子增强下限制层101d均具有价带有效态密度分布特性。
更具体的，第一限制因子增强下限制层101a、第二限制因子增强下限制层101b、第三限制因子增强下限制层101c和第四限制因子增强下限制层101d的价带有效态密度分布具体分布形式如下：
第一限制因子增强下限制层101a：
第一限制因子增强下限制层101a的价带有效态密度分布为线性函数分布。
第二限制因子增强下限制层101b：
第二限制因子增强下限制层101b的价带有效态密度分布为y＝x/cosx第四象限曲线分布。
第三限制因子增强下限制层101c：
第三限制因子增强下限制层101c的价带有效态密度分布为线性函数曲线分布。
第四限制因子增强下限制层101d：
第四限制因子增强下限制层101d的价带有效态密度分布为线性函数分布。
在此基础上，本实施例进一步对第一限制因子增强下限制层101a、第二限制因子增强下限制层101b、第三限制因子增强下限制层101c和第四限制因子增强下限制层101d中的价带有效态密度的数值进行限定，具体如下：
第一限制因子增强下限制层101a的价带有效态密度为a；
第二限制因子增强下限制层101b的价带有效态密度为b；
第三限制因子增强下限制层101c的价带有效态密度为c；
第四限制因子增强下限制层101d的价带有效态密度为d；
其中：5E17≤d≤b≤a≤c≤5E21(cm/s)。
本实施例通过将下限制层设置为多层结构，并对每一层限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布进行特定设计，能够降低激光光斑发散角，使远场图像沿c轴方向满足高斯图样，抑制光场耗散，减少光场模式泄漏至衬底，提升光斑质量和远场图像FFP质量，进而提升限制因子，同时，降低下限制层的侧壁散射损耗，降低内部光学吸收损耗，进一步提升限制因子。
进一步的，本实施例中，第一限制因子增强下限制层101a、第二限制因子增强下限制层101b、第三限制因子增强下限制层101c和第四限制因子增强下限制层101d还具有极化光学声子能量分布特性。光学声子是介质中一种通过电场驱动产生的振动波，它是由离子在介质中的电通用振动形成的。本实施例的极化光学声子能量分布具体分布形式如下：
第一限制因子增强下限制层101a：
第一限制因子增强下限制层101a的极化光学声子能量分布为线性函数分布。
第二限制因子增强下限制层101b：
第二限制因子增强下限制层101b的极化光学声子能量分布为y＝x/cosx第二象限曲线分布。
第三限制因子增强下限制层101c：
第三限制因子增强下限制层101c的极化光学声子能量分布为线性函数曲线分布。
第四限制因子增强下限制层101d：
第四限制因子增强下限制层101d的极化光学声子能量分布为线性函数分布。
在此基础上，本实施例进一步对第一限制因子增强下限制层101a、第二限制因子增强下限制层101b、第三限制因子增强下限制层101c和第四限制因子增强下限制层101d中的极化光学声子能量的数值进行限定，具体如下：
第一限制因子增强下限制层101a的极化光学声子能量为e；
第二限制因子增强下限制层101b的极化光学声子能量为f；
第三限制因子增强下限制层101c的极化光学声子能量为g；
第四限制因子增强下限制层101d的极化光学声子能量为h；
其中：50≤f≤g≤e≤h≤200(meV)。
此外，本实施例中，第一限制因子增强下限制层101a、第二限制因子增强下限制层101b、第三限制因子增强下限制层101c和第四限制因子增强下限制层101d还具有重空穴有效质量分布特性。重空穴指的是半晶体管中的一个参数。Si和Ge价带顶位于布里渊区中心k＝0处，并且价带是简并的(若一个能级与一种以上的状态相对应，则称之为简并能级，属于同一能级的不同状态的数目称为该能级的简并度)。由于能带简并，Si和Ge分别具有有效质量不同的两种空穴，有效质量较大的(mp)h称为重空穴，有效质量较小的(mp)l称为轻空穴。另外由于自旋-轨道耦合作用，还给出了第三种空穴有效质量(mp)3，这个能带偏离了价带顶，空穴不常出现。对Si和Ge性质起作用的主要是重空穴和轻空穴。本实施例的第一限制因子增强下限制层101a、第二限制因子增强下限制层101b、第三限制因子增强下限制层101c和第四限制因子增强下限制层101d的重空穴有效质量分布具体分布形式如下：
第一限制因子增强下限制层101a：
第一限制因子增强下限制层101a的重空穴有效质量分布为线性函数分布。
第二限制因子增强下限制层101b：
第二限制因子增强下限制层101b的重空穴有效质量分布为y＝ex/sinx第一象限曲线分布。
第三限制因子增强下限制层101c：
第三限制因子增强下限制层101c的重空穴有效质量分布为线性函数曲线分布。
第四限制因子增强下限制层101d：
第四限制因子增强下限制层101d的重空穴有效质量分布为线性函数分布。
在此基础上，本实施例进一步对第一限制因子增强下限制层101a、第二限制因子增强下限制层101b、第三限制因子增强下限制层101c和第四限制因子增强下限制层101d中的重空穴有效质量的数值进行限定，具体如下：
第一限制因子增强下限制层101a的重空穴有效质量为k；
第二限制因子增强下限制层101b的重空穴有效质量为l；
第三限制因子增强下限制层101c的重空穴有效质量为m；
第四限制因子增强下限制层101d的重空穴有效质量为n；
其中：0.5≤l≤n≤k≤m≤5(m0)。
更进一步的，有源层103为阱层和垒层组成的周期结构，周期数为3≥m≥1，阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至100埃米，垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至150埃米。
下波导层102、上波导层104、上限制层105为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合的任意一种或任意组合。
衬底100包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、InAs、GaSb、蓝宝石/SiO2复合衬底、Mo、TiW、CuW、Cu、蓝宝石/AlN复合衬底、金刚石、蓝宝石/SiNx、蓝宝石/SiO2/SiNx复合衬底、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底的任意一种。
下表所示为本实施例所提出的氮化镓半导体蓝光激光器与传统半导体激光器的性能参数对比：
可以看出，本实施例所提出的半氮化镓半导体蓝光激光器的限制因子由1.40％上升至3.26％，上升133％，内部光学损耗由17.2cm-1下降至10.3cm-1，下降40％，有效提升了氮化镓半导体蓝光激光器的工作性能。
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)
1.一种氮化镓半导体蓝光激光器，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层，其特征在于，所述下限制层包括从下至上依次设置的第一限制因子增强下限制层、第二限制因子增强下限制层、第三限制因子增强下限制层和第四限制因子增强下限制层，所述第一限制因子增强下限制层、第二限制因子增强下限制层、第三限制因子增强下限制层和第四限制因子增强下限制层具有价带有效态密度分布特性。
2.根据权利要求1所述的氮化镓半导体蓝光激光器，其特征在于，所述第一限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布为线性函数分布；
所述第二限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布为y＝x/cosx第四象限曲线分布；
所述第三限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布为线性函数曲线分布；
所述第四限制因子增强下限制层的价带有效态密度分布为线性函数分布。
3.根据权利要求2所述的氮化镓半导体蓝光激光器，其特征在于，所述第一限制因子增强下限制层的价带有效态密度为a；
第二限制因子增强下限制层的价带有效态密度为b；
第三限制因子增强下限制层的价带有效态密度为c；
第四限制因子增强下限制层的价带有效态密度为d；
其中：5E17≤d≤b≤a≤c≤5E21(cm/s)。
4.根据权利要求1所述的氮化镓半导体蓝光激光器，其特征在于，所述第一限制因子增强下限制层、第二限制因子增强下限制层、第三限制因子增强下限制层和第四限制因子增强下限制层还具有极化光学声子能量分布特性；
所述第一限制因子增强下限制层的极化光学声子能量分布为线性函数分布；
所述第二限制因子增强下限制层的极化光学声子能量分布为y＝x/cosx第二象限曲线分布；
所述第三限制因子增强下限制层的极化光学声子能量分布为线性函数曲线分布；
所述第四限制因子增强下限制层的极化光学声子能量分布为线性函数分布。
5.根据权利要求4所述的氮化镓半导体蓝光激光器，其特征在于，所述第一限制因子增强下限制层的极化光学声子能量为e；
第二限制因子增强下限制层的极化光学声子能量为f；
第三限制因子增强下限制层的极化光学声子能量为g；
第四限制因子增强下限制层的极化光学声子能量为h；
其中：50≤f≤g≤e≤h≤200(meV)。
6.根据权利要求1所述的氮化镓半导体蓝光激光器，其特征在于，所述第一限制因子增强下限制层、第二限制因子增强下限制层、第三限制因子增强下限制层和第四限制因子增强下限制层还具有重空穴有效质量分布特性；
所述第一限制因子增强下限制层的重空穴有效质量分布为线性函数分布；
所述第二限制因子增强下限制层的重空穴有效质量分布为y＝ex/sinx第一象限曲线分布；
所述第三限制因子增强下限制层的重空穴有效质量分布为线性函数曲线分布；
所述第四限制因子增强下限制层的重空穴有效质量分布为线性函数分布。
7.根据权利要求6所述的氮化镓半导体蓝光激光器，其特征在于，所述第一限制因子增强下限制层的重空穴有效质量为k；
第二限制因子增强下限制层的重空穴有效质量为l；
第三限制因子增强下限制层的重空穴有效质量为m；
第四限制因子增强下限制层的重空穴有效质量为n；
其中：0.5≤l≤n≤k≤m≤5(m0)。
8.根据权利要求1所述的氮化镓半导体蓝光激光器，其特征在于，所述第一限制因子增强下限制层为AlGaN、AlInGaN、AlInN的任意一种或任意组合；
第二限制因子增强下限制层为InGaN、AlInN、InN的任意一种或任意组合；
第三限制因子增强下限制层为AlGaN、AlInGaN、AlInN的任意一种或任意组合；
第四限制因子增强下限制层为GaN、InGaN、AlGaN、AlInGaN的任意一种或任意组合。
9.根据权利要求1所述的氮化镓半导体蓝光激光器，其特征在于，所述有源层为阱层和垒层组成的周期结构，周期数为3≥m≥1，阱层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至100埃米，垒层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至150埃米。
10.根据权利要求1所述的氮化镓半导体蓝光激光器，其特征在于，所述下波导层、上波导层、上限制层为GaN、InGaN、InN、AlInN、AlGaN、AlInGaN、AlN、GaAs、GaP、InP、AlGaAs、AlInGaAs、AlGaInP、InGaAs、InGaAsN、AlInAs、AlInP、AlGaP、InGaP、GaSb、InSb、InAs、InAsSb、AlGaSb、AlSb、InGaSb、AlGaAsSb、InGaAsSb、SiC、Ga2O3、BN、金刚石的任意一种或任意组合的任意一种或任意组合；
所述衬底包括蓝宝石、硅、Ge、SiC、AlN、GaN、GaAs、InP、InAs、GaSb、蓝宝石/SiO2复合衬底、Mo、TiW、CuW、Cu、蓝宝石/AlN复合衬底、金刚石、蓝宝石/SiNx、蓝宝石/SiO2/SiNx复合衬底、镁铝尖晶石MgAl2O4、MgO、ZnO、ZrB2、LiAlO2和LiGaO2复合衬底的任意一种。
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