CN1440095A - 一种具有侧向光限制的半导体激光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有侧向光学腔的半导体激光二极管，而该侧向光学腔的材料是以III－V及II－IV半导体化合物或其合金为基础。本发明的本质是利用多角形表面光栅共振器以侧向限制光线，并且选择光学模式。PGR允许单一光学模式激光二极管的制作，以用于各种应用如CD或DVD读写头、高质量打印机等。而PGR也允许半导体激光二极管的受控的多重波长操作，以用以电通讯目的。相较于已知的平台结构或脊形光学腔(ridge optical cavity)共振器(resonator)，PGR的优点在于表面光栅制程与平面半导体技术的整合的简易性。

Description

一种具有侧向光限制的 半导体激光二极管
                        技术领域
本发明涉及一种半导体激光二极管(semiconductor laser)，特别是涉及一种具有侧向光学腔(lateral optical cavity)的半导体激光二极管，而该侧向光学腔的材料以III-V及II-VI半导体化合物或其合金为基础。
                        背景技术
半导体激光二极管具有各种形状的侧向激光腔(lateral lasercavity)，例如微圆盘形(micro-disc)、等边三角形、微弧形环(micro-arc-ring)、三角脊形(triangular ridge)、L状脊形(L-shape ridge)、U状脊形(U-shape ridge)、以及弓形(bow-tie)等，可参考中国专利第CN1267106号。
在这些激光二极管中，各种形状的表面平台结构(surfacemesastructure)用作侧向光限制(lateral light confinement)。
然而，平台结构侧边的光学反射对波长并不灵敏，这使得表面平台结构光学共振腔对不同的侧向光学模式没有选择性，以及妨碍半导体激光二极管的制作，其中该半导体激光二极管可操作在单一光学模式(single mode)或受控的多重光学模式(controlled multiple mode regime)。
同时，许多应用需要半导体激光二极管的单一光学模式操作或受控的多重光学模式操作。
本发明的半导体激光二极管具有多角形表面光栅共振器(polygonalsurface optical grating resonator，PGR)以提供侧向限制光线(lateralconfinement of light)，其可允许预定光学模式的选择性激励(selectiveexcitation)，而该预定光学模式乃是适应各种应用(如CD或DVD读写头、高质量打印机等产品)的需求。
而PGR也允许半导体激光二极管操作于受控的多重波长，此是适应电通讯(telecommunication)目的的需求。
                           发明内容
本发明的目的是提供一种半导体激光二极管，其可操作在单一光学模式或受控的多重波长模式。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种具有光限制(lightconfinement)的半导体激光二极管，其包含：一下接触；一光波导层设于该下接触之上，用于垂直光限制(vertical light confinement)；一表面光栅共振器(surface optical grating resonator)设于该光波导层之上，用于侧向光限制(lateral light confinement)；以及一上接触设于该表面光栅共振器之上。
本发明还提供了一种具有光限制(light confinement)的半导体激光二极管，其包含：一下电极，藉以导电一基底；一下接触层设于该下电极之上；一下光波导镜设于该下接触层之上；一光波导层设于该下光波导镜之上；一上光波导镜设于该光波导层之上；一上接触层设于该上光波导镜之上；一表面光栅共振器设于该上接触层之上；以及一上接触设于该表面光栅共振器之上。
                     图示的简单说明
图1为一PGR半导体激光二极管的示意图。
图2为具有三个光栅的PGR半导体激光二极管的示意图。
图3示出了光线路径穿过具有三个光栅的PGR半导体激光二极管的中心点的示意图。
图4为具有四个光栅的PGR半导体激光二极管的示意图。
图5为具有六个光栅的PGR半导体激光二极管的示意图。
图6为具有圆形光栅共振器的PGR半导体激光二极管的示意图。
图7为具有圆形光栅共振器的PGR半导体激光二极管的示意图，且该圆形光栅共振器具有一椭圆形变形，使其可操作于单一光学模式。
图8为一平台形结构PGR半导体激光二极管的示意图。
图9为一平台形结构PGR半导体激光二极管的示意图，其中P＝R＝1。
                        具体实施方式
本发明提供了一种具有多角形表面光栅共振器(PGR)的半导体激光二极管，图1所示为一PGR半导体激光二极管的主要结构示意图。如图1所示，一PGR半导体激光二极管包含有一下接触(lower contact)1、一导电基底2、一下接触层(lower contact layer)3、一下光波导镜(lower wave-guidingmirror)4、一高折射率半导体光波导层(high-index semiconductor wave-guiding layer)5、一上光波导镜(upper wave-guiding mirror)6、一上接触层(upper contact layer)7、一上接触(upper contact)8、以及一PGR 9。其中，下接触1连接至下导电基底2，下接触层3及上接触层7均是由掺杂半导体所构成，下光波导镜4以及上光波导镜6均是由一低折射率半导体包覆层(low-index semiconductor cladding layer)或超晶格(superlattice)材料所构成，上接触8由一薄金属层所构成，而PGR 9则具有多个多角形光栅。制作各该多角形光栅的方法，可以在未沉积上接触8之前，直接利用浮雕蚀刻于激光二极管表面定义出各该多角形光栅的图案，或者利用沉积以及微影制程在激光二极管表面上形成由金属或介电材料所构成的条状结构。
此外，光波导层5内还包含有一由双异质结构(double hetero-structure)、单一量子阱(single quantum well)或多重量子阱所构成(multiple quantum wells)的活性层(active layer)。PGR半导体激光二极管的活性层可由III-V族半导体双异质结构、II-VI族半导体双异质结构、单一量子阱、多重量子阱或如英国专利第GB2352326号所披露的不对称共振遂穿结构(current asymmetric resonance tunneling structure)所构成。
如图1所示，光线在激光二极管内是如标号10所示路径行进，当入射光线与光栅的夹角为布拉格角(Bragg angle)θ11时，激光二极管将产生有效光反射(effective light reflection)，而当所有光栅的布拉格角之和等于2π时，则激光二极管可产生侧向光限制(lateral light confinement)。此外，光线可沿多个方向12自激光二极管输出，并利用其中部分输出方向来侦测光线能量(light power monitoring)。
请参考图2与图3，其为具有三个光栅的基本型PGR半导体激光二极管所产生的限制光线示意图，其中图2所示限制光线为光强度在三角形中心点为零的情形，而图3所示限制光线则为光强度在三角形中心点具有最大值的情形。
一般而言，PGR半导体激光二极管的光学腔(optical cavity)由侧向光波导层5以及PGR 9所组成。其中侧向光波导层5用来提供垂直光限制(vertical confinement of light)，可由III-V族半导体异质结构、II-VI族半导体异质结构、双异质结构、渐进折射率结构(index-gradedstructure)、超晶格结构或其他光波导结构所构成。PGR 9用来提供侧向光限制(lateral confinement of light)并且选择光学模式，而形成PGR 9的方法如前所述，可利用浮雕蚀刻或金属/介电条状结构沉积等方法。
光学模式的选择主要因为光栅仅能于入射光线与光栅的夹角为布拉格角θ时，才能产生有效的光反射(如图1所示)，其关系式为：
                2dsinθ＝Nλ/n    (1)
其中d表示表面光栅的间距(period)，N为一自然数并代表反射的次序(order of reflection)，λ表示光线的波长，n则表示光线在多层半导体结构中侧向行进时的等效折射率(effective refraction index)。
光线在多角形表面光栅共振器产生有效侧向限制(effective lateralconfinement)必须满足下列条件： Σ i = 1 P θ i = π - - - ( 2 )
其中P表示PGR 9内的表面光栅数目，而θi则表示标号为i的表面光栅的布拉格角。
对于波长为λ的特定光学模式而言，方程式(2)将改写如下： Σ i = 1 P sin - 1 ( N i λ / 2 d i n ) = π - - - ( 3 )
其中di与Ni分别表示标号为i的表面光栅的间距以及反射次序。
在特定光学模式下，则PGR 9内的波长为λ的光线可以根据上述方程式(3)求出适当的di值。
对于等边三角形PGR而言，方程式(3)可被改写如下： d = Nλ / 3 n - - - ( 4 )
对于正方形PGR而言，方程式(3)可被改写如下： d = Nλ / 2 n - - - ( 5 )
对于等边六角形PGR而言，方程式(3)可被改写如下：
            d＝Nλ/n                     (6)
由方程式(4)到方程式(6)可知，表面光栅于进行第一次反射后(N＝1)的波长与进行第二次反射后(N＝2)的波长相差约2倍。而由于此一差异相当地高，因此可轻易地根据光学增益(optical gain)值来寻找合适的光谱，以使PGR激光二极管操作在单一的光学模式下。
如图6所示，在光栅的数目趋近于无限多的极限情况下时，PGR变成一具有多重光学模式的圆形光栅共振器(circular optical gratingresonator)。对一个预定的光学模式而言，该圆形光栅共振器可添加一个小小的不对称(asymmetry)，例如于该圆形光栅共振器内产生一个椭圆变形(elliptical distortion)，以使其操作于单一光学模式，如图7所示。
此外，在平台结构型(mesa-structure)的半导体激光二极管中，由表面光栅所反射的光线可与由平台侧边所产生的全反射(total reflection)光线相结合。
如图8所示，图8为一形成于一导电基底上的平台结构型PGR半导体激光二极管的示意图。该平台结构型PGR半导体激光二极管包含有一下接触1、一连接至下接触1的导电基底2、一下接触层3、一下光波导镜4、一高折射率半导体光波导层5、一上光波导镜6、一上接触层7、一上接触8以及一平台结构PGR 13，而平台结构PGR 13可用来结合由表面光栅9反射的光线与由平台结构侧边14产生的全反射光线。其中，下接触层3与上接触层7均是由掺杂半导体所构成，下光波导镜4与上光波导镜6均是由低折射率半导体包覆层或超晶格材料所构成，上接触8由薄金属层所构成。而PGR 9则在形成上接触8之前，在平台结构13的上表面上进行浮雕蚀刻，或是利用沉积以及微影方法于平台结构13的上表面上形成金属/介电的条状结构，以定义出PGR 9的图案。此外，光波导层5内还包含一由双异质结构、单一量子阱或多重量子阱所构成的活性层。
激光二极管内的光线行进路径是如标号10所示，且光线可依照不同的输出方向12输出，并利用部分的输出方向12来检测光线能量。
如图9所示，图9为一形成于一绝缘基材(insulating substrate)上的平台结构型PGR半导体激光二极管的示意图。图9中的平台结构型PGR半导体激光二极管所具有的元件与图8所示的平台结构型PGR半导体激光二极管大致相同。唯一不同的是，图9中的下电极1是沉积在PGR平台结构13周围的半导体结构表面上。
当入射光与光栅的夹角为布拉格角θ时，一个有效的光反射才会发生，且此时平台结构PGR 13内的一预定光学模式将满足下列条件：
Figure A0212317000101
其中P表示表面光栅的数目，R表示平台结构中的反射顶点(reflectingapex)的数目，i则表示第i个反射顶点的角度。
当平台结构在P＝R＝1的情况时(如图10与图11所示)，方程式(7)的右边等于0，可得到相对应的光栅间距d的表示如下：
             d＝Nλ/2nsin                 (8)
当N＝1，且＝30°时，方程式(8)则变成：
           d＝λ/n                          (9)
当N＝1，且＝45°时，方程式(8)则变成： d = λ / 2 n - - - ( 10 )
当N＝1，且＝60°时，方程式(8)则变成： d = λ / 3 n - - - ( 11 )
当N＝1，且＝90°时，方程式(8)则变成：
           d＝λ/2n                         (12)
而根据方程式(1)至(12)即可设计PGR激光二极管的操作模式，例如单一光学模式或受控的多重波长模式。一般而言，单一光学模式的PGR激光二极管大多应用于CD或DVD读写头，以及高质量激光打印机等产品，而多重波长模式的PGR激光二极管则多应用于电通讯(telecommunication)领域。
相较于已知的平台结构或脊形光学腔(ridge optical cavity)共振器(resonator)，本发明所提供的PGR半导体激光二极管可以有效整合表面光栅制程与平面半导体技术，进而简化制程。
将利用下列实施例说明本发明的技术特征，以期能更详尽地解释本发明。实施例1：
图2与图3是实施例1中的具有三个光栅的三角形PGR半导体激光二极管的示意图，且该三个光栅所产生的光线的波长范围是在700nm-1000nm。
该三角形PGR半导体激光二极管包含有一下电极1以导通N型砷化镓(n-GaAs)基底2、一下接触层3、一下光波导镜4、一高折射率AlGaAs二维光波导层5、一上光波导镜6、一上接触层7、一上接触8、以及一具有三个光栅的PGR 9。其中，N型砷化镓基底2的表面方向(surface planeorientation)为(111)，下接触层3由N型砷化镓所构成，下光波导镜4由低折射率N型AlGaAs包覆层或N型AlGaAs超晶格材料所构成，上光波导镜6由低折射率P型AlGaAs包覆层或P型AlGaAs超晶格材料所构成，上接触层7由P型AlGaAs所构成，上接触8由薄金属层所构成，而PGR 9内的三个光栅则经由在表面上进行浮雕蚀刻、或经由沉积以及微影制程于表面上形成金属或介电材料的条状结构而得。
光波导层5包含一活性层，该活性层由InGaAs/GaAlAs双异质结构、InGaAs/GaAlAs单一量子阱、InGaAs/GaAlAs多重量子阱、或披露于英国专利第GB2352326号中的不对称共振遂穿结构(current asymmetric resonancetunneling structure)所构成。
此外，光线路径如标号10所示，而光线输出方向如标号12所示。实施例2：
图4是实施例2中的具有四个光栅的方形PGR半导体激光二极管的示意图，且该四个光栅所产生的光线的波长范围是在700nm-1000nm。
该方形PGR半导体激光二极管包含有一下电极1以导通N型砷化镓基底2、一下接触层3、一下光波导镜4、一高折射率AlGaAs二维光波导层5、一上光波导镜6、一上接触层7、一上接触8以及一具有四个光栅的PGR 9。其中，N型砷化镓基底2的表面方向为(001)，下接触层3由N型砷化镓所构成，下光波导镜4由低折射率N型AlGaAs包覆层或N型AlGaAs超晶格材料所构成，上光波导镜6由低折射率P型AlGaAs包覆层或P型AlGaAs超晶格材料所构成，上接触层7由P型AlGaAs所构成，上接触8由薄金属层所构成，而PGR 9内的四个光栅则经由在表面上进行浮雕蚀刻、或经由沉积以及微影制程于表面上形成金属或介电材料的条状结构而得。
光波导层5包含一活性层，该活性层由InGaAs/GaAlAs双异质结构、InGaAs/GaAlAsu单一量子阱、InGaAs/GaAlAs多重量子阱、或披露于英国专利第GB2352326号中的不对称共振遂穿结构(current asymmetric resonancetunneling structure)所构成。
此外，光线路径如标号10所示，而光线输出方向如标号12所示。实施例3：
图6是实施例3中的具有一圆形光栅共振器的单一模式PGR半导体激光二极管的示意图，且该圆形光栅共振器具有一椭圆变形，而其所产生的光线的波长范围是在1300nm或1550nm。
该单一模式PGR半导体激光二极管包含有一下电极1以导通N型磷化铟(n-Inp)基底2、一下接触层3、一下光波导镜4、一高折射率InGaAsp二维光波导层5、一上光波导镜6、一上接触层7、一上接触8以及一具有椭圆光栅的PGR 9。其中，下接触层3由N型磷化铟所构成，下光波导镜4由低折射率N型InP包覆层、N型InGaAsP/InGaAsP超晶格、N型AlInGaAs/AlInGaAs超晶格AlGaAs包覆层、或N型AlGaAs超晶格材料所构成，上光波导镜6由低折射率P型InP包覆层或P型InGaAsP超晶格所构成，上接触层7由P型InP所构成，上接触8由薄金属层所构成，而PGR 9内的椭圆光栅则经由在表面上进行浮雕蚀刻、或经由沉积以及微影制程于表面上形成金属或介电材料的条状结构而得。
光波导层5包含一活性层，该活性层由InGaAsP/InGaAsP双异质结构、InGaAsP/InGaAsP单一量子阱、InGaAsP/InGaAsP多重量子阱或披露于英国专利第GB2352326号中的不对称共振遂穿结构(current asymmetric resonancetunneling structure)所构成。
此外，光线路径如标号10所示，而光线输出方向如标号12所示。实施例4：
图5是实施例4中的具有六个光栅的六角形PGR半导体激光二极管的示意图，且该六个光栅所产生的光线的波长范围是在400nm-600nm。
该六角形PGR半导体激光二极管包含有一下电极1以导通N型碳化硅(n-SiC)基底2、一N型GaN下接触层3位于碳化硅基底2之上、一下光波导镜4、一高折射率InGaN二维光波导层5、一上光波导镜6、一上接触层7、一上接触8以及一具有椭圆光栅的PGR 9。其中，N型GaN下接触层3的表面方向为(0001)，下光波导镜4由低折射率N型AlGaN包覆层或N型AlGaN超晶格材料所构成，上光波导镜6由低折射率P型AlGaN包覆层或P型AlGaN超晶格所构成，上接触层7由P型AlGaN超晶格所构成，上接触8由薄金属层所构成，而PGR 9内的六个光栅则经由在表面上进行浮雕蚀刻、或经由沉积以及微影制程于表面上形成金属或介电材料的条状结构而得。
光波导层5包含一活性层，该活性层由InGaN/InGaAlN双异质结构、InGaN/InGaAlN单一量子阱、InGaN/InGaAlN多重量子阱、或披露于英国专利第GB2352326号中的不对称共振遂穿结构(current asymmetric resonancetunneling structure)所构成。
此外，光线路径如标号10所示，而光线输出方向如标号12所示。实施例5：
图10是实施例5中的具有P＝R＝1的平台结构型PGR半导体激光二极管的示意图，该平台结构型PGR半导体激光二极管形成于一导体基底上，并且其所产生的光线的波长范围是在400nm-600nm。
该平台结构型PGR半导体激光二极管的主要架构是以一多角形平台结构设于一半导体晶片表面，该平台结构型PGR半导体激光二极管包含有一下电极1以导通N型碳化硅基底2、一N型GaN下接触层3位于碳化硅基底2之上、一下光波导镜4、一高折射率InGaN二维光波导层5、一上光波导镜6、一上接触层7、一上接触8以及光栅9。其中，N型GaN下接触层3的表面方向为(0001)，下光波导镜4由低折射率N型AlGaN包覆层或N型AlGaN超晶格材料所构成，上光波导镜6由低折射率P型AlGaN包覆层或P型AlGaN超晶格材料所构成，上接触层7由P型AlGaN层或P型AlGaN超晶格材料所构成，上接触8由薄金属层所构成，而光栅9的间距符合方程式(7-12)，并且经由在表面上进行浮雕蚀刻、或经由沉积以及微影制程于表面上形成金属或介电材料的条状结构而得。
光波导层5包含一活性层，该活性层由InGaN/InGaAlN双异质结构、InGaN/InGaAlN单一量子阱、InGaN/InGaAlN多重量子阱、或披露于英国专利第GB2352326号中的不对称共振遂穿结构(current asymmetric resonancetunneling structure)所构成。
此外，光线路径如标号10所示，而光线输出方向如标号12所示。实施例6：
图11是实施例6中的具有P＝R＝1的平台结构PGR半导体激光二极管的示意图，该平台结构型PGR半导体激光二极管形成于一绝缘基底上，且其所产生的光线的波长范围是在400nm-600nm。
该平台结构型PGR半导体激光二极管的主要架构是以一多角形平台结构设于一半导体晶片表面，该平台结构型PGR半导体激光二极管包含有一下电极1沉积于多角形平台结构13周围的半导体结构表面上、一绝缘蓝宝石(sapphire)基底2、一N型GaN下接触层3位于蓝宝石基底2之上、一下光波导镜4、一高折射率InGaN二维光波导层5、一上光波导镜6、一上接触层7、一上接触8、以及光栅9。其中，N型GaN下接触层3的表面方向为(0001)，下光波导镜4由低折射率N型AlGaN包覆层或N型AlGaN超晶格材料所构成，上光波导镜6由低折射率P型AlGaN包覆层或P型AlGaN超晶格材料所构成，上接触层7由P型AlGaN层或P型AlGaN超晶格材料所构成，上接触8由薄金属层所构成，而光栅9的间距符合方程式(7-12)，并且经由在表面上进行浮雕蚀刻、或经由沉积以及微影制程于表面上形成金属或介电材料的条状结构而得。
光波导层5包含一活性层，该活性层由InGaN/InGaAlN双异质结构、InGaN/InGaAlN单一量子阱、InGaN/InGaAlN多重量子阱、或披露于英国专利第GB2352 326号中的不对称共振遂穿结构(current asymmetric resonancetunneling structure)所构成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种具有光限制的半导体激光二极管，其包含：
一下接触；
一光波导层设于该下接触之上，用于垂直光限制；
一表面光栅共振器设于该光波导层之上，用于侧向光限制；以及
一上接触设于该表面光栅共振器之上。
2.如权利要求1所述的半导体激光二极管，其中该光波导层还包含一活性层。
3.如权利要求1所述的半导体激光二极管，其中该光波导层由一III-V族半导体异质结构、一II-VI族半导体异质结构、一双异质结构、一渐进折射率结构或一超晶格结构材料所构成。
4.如权利要求2所述的半导体激光二极管，其中该活性层由一III-V族半导体双异质结构、一II-VI族半导体双异质结构、一单一量子阱、一多重量子阱或一不对称共振遂穿结构材料所构成。
5.如权利要求1所述的半导体激光二极管，其中该表面光栅共振器由多个光栅所构成，且各该光栅包含一多角形、圆形或椭圆形的形状。
6.如权利要求1所述的半导体激光二极管，其中该表面光栅共振器具有一平台结构，且该平台结构包含有多个光栅，以使光线得以从各该光栅以及该平台形结构的侧边反射。
7.一种具有光限制的半导体激光二极管，其包含：
一下电极，藉以导电一基底；
一下接触层设于该下电极之上；
一下光波导镜设于该下接触层之上；
一光波导层设于该下光波导镜之上；
一上光波导镜设于该光波导层之上；
一上接触层设于该上光波导镜之上；
一表面光栅共振器设于该上接触层之上；以及
一上接触设于该表面光栅共振器之上。
8.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该光波导层还包含一活性层。
9.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该基底为一N型砷化镓(GaAs)、一N型磷化铟(InP)、一N型碳化硅(SiC)或一绝缘蓝宝石。
10.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该下接触层由N型砷化镓、N型磷化铟、N型氮化镓(GaN)所构成。
11.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该下光波导镜由一低折射率N型AlGaAs包覆层、一N型AlGaAs超晶格、一低折射率N型InP包覆层、一N型InGaAsP/InGaAsP超晶格、一N型AlInGaAs超晶格AlGaAs包覆层、一N型AlGaAs超晶格、一低折射率N型AlGaN包覆层或一N型AlGaN超晶格材料所构成。
12.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该光波导层为一高折射率AlGaAs二维光波导层、一高折射率InGaAsP二维光波导层或一高折射率InGaN二维光波导层。
13.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该上光波导镜由一低折射率P型AlGaAs包覆层、P型AlGaAs超晶格、一低折射率P型InP包覆层、P型InGaAsP超晶格、一低折射率P型AlGaN包覆层或P型AlGaN超晶格材料所构成。
14.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该上接触层由P型AlGaAs、P型InP、P型AlGaN或P型AlGaN超晶格材料所构成。
15.如权利要求8所述的半导体激光二极管，其中该活性层由一InGaAs/GaAlAs双异质结构、一InGaAs/GaAlAs单一量子阱、一InGaAs/GaAlAs多重量子阱、一不对称共振遂穿结构、一InGaAsP/InGaAsP双异质结构、一InGaAsP/InGaAsP单一量子阱、一InGaAsP/InGaAsP多重量子阱、一GaAsSb/GaAlAs双异质结构、一InGaAsN/GaAlAs双异质结构、一GaAsSb/GaAlAs单一量子阱、一InGaAsN/GaAlAs单一量子阱、一GaAsSb/GaAlAs多重量子阱、一InGaAsN/GaAlAs多重量子阱、一InGaN/InGaAlN双异质结构、一InGaN/InGaAlN单一量子阱或一InGaN/InGaAlN多重量子阱所构成。
16.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该表面光栅共振器包含多个光栅，且各该光栅包含一多角形、圆形或椭圆形的形状并经由浮雕蚀刻或结合沉积与微影制程所形成，以使各该光栅得以产生波长为400-600nm、700-1000nm、1300nm、或1550nm的光线。
17.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该表面光栅共振器具有一平台结构，且该平台结构包含有多个光栅，以使光线得以从各该光栅以及该平台结构的侧边反射，并且产生波长为400-600nm的光线。
18.如权利要求7所述的半导体激光二极管，其中该上接触由一薄金属层所构成。
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