CN213093557U - 一种垂直腔面发射激光器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种垂直腔面发射激光器，包括：第一反射层；活性层，被配置为具备量子阱；以及高对比度光栅层，被配置为与第一反射层形成谐振腔，活性层位于高对比度光栅层与第一反射层之间；其中，沿第一反射层的中心区域指向第一反射层的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层的折射率在二维方向上按预设规则变化，以对通过所述高对比度光栅层出射的激光进行整形。本申请通过设置在二维方向上折射率按预设规则的高对比度光栅结层，一方面简化上反射镜外延结构，降低了器件外延工艺及制备难度；另一方面可以对出射激光进行针对性整形和控制，无需后续的光路设计，具有使用方便、光束质量高、制备工艺简单等优点。

Description

一种垂直腔面发射激光器

技术领域

本申请一般涉及激光器技术领域，具体涉及一种垂直腔面发射激光器。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical-cavitysurface-emittinglaser,VCSEL)具有体积微型化、功率损耗低、输出光束质量好、调制速度快等优点，被广泛应用于光通信、激光雷达、3D显示等众多领域。

传统的VCSEL需要上下反射镜实现激光的腔内震荡，常见的反射镜通常是分布式布拉格反射镜(DBR)，DBR由多个交替层构成，相邻两个交替层具有不同的折射率，每层由具有周期性折射率变化的介电质或半导体材料构成，每层的厚度与有源区的发光波长以及材料的折射率有关，为了获得大于99％的腔反射率，上下DBR的周期数基本在20-60之间，甚至更多，这给材料外延生长的精确度和外延时长带来的严峻挑战。

同时，由于半导体激光器本身的限制，所有的半导体激光器包括VCSEL都存在包括较大发散角的缺点，这使得VCSEL在应用过程中需要后续的光路或光学元件对VCSEL的输出光束进行控制，以此实现光束的诸如聚焦、扩束或准直功能，这给VCSEL的使用带来的很大的麻烦，而且增加了VCSEL的制造成本。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请期望提供一种垂直腔面发射激光器。

作为本申请的第一方面，本申请提供一种垂直腔面发射激光器。

作为优选，所述垂直腔面发射激光器包括：

第一反射层；

活性层，被配置为具备量子阱；以及

高对比度光栅层，被配置为与所述第一反射层形成谐振腔，所述活性层位于所述高对比度光栅层与所述第一反射层之间；

其中，沿所述第一反射层的中心区域指向所述第一反射层的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层的折射率在二维方向上按预设规则变化，以对通过所述高对比度光栅层出射的激光进行整形。

作为优选，沿所述第一反射层的中心区域指向所述第一反射层的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层的折射率在二维方向上逐渐降低。

作为优选，沿所述第一反射层的中心区域指向所述第一反射层的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层的折射率在二维方向上逐渐增加。

作为优选，所述高对比度光栅层由从所述活性层向上凸起的二维微柱阵列所形成；沿所述第一反射层的中心区域指向所述第一反射层的外边缘区域的方向，所述二维微柱阵列的占空比在二维方向上基于所述预设规则变化。

作为优选，所述二维微柱阵列的占空比为5～95％。

作为优选，还包括第二反射层，所述第二反射层位于所述高对比度光栅层和所述活性层之间，所述第二反射层、所述高对比度光栅层和所述第一反射层共同形成所述谐振腔；

其中，所述第一反射层和所述第二反射层中的一者为N型反射器层，另一者为P型反射器层。

作为优选，还包括位于所述高对比度光栅层与所述第二反射层之间的用于支撑所述高对比度光栅层的衬垫层。

作为优选，还包括位于所述第一反射层和所述第二反射层上的连接电极。

作为优选，所述活性层包括具有发光区域的有源层，所述有源层的至少一侧形成有氧化层，所述氧化层具有氧化区域和用于限定激光出射窗口的非氧化区域；

其中，所述高对比度光栅层覆盖所述激光出射窗口，所述高对比度光栅层的厚度为50～500nm。

本申请的有益效果：

本申请通过设置在二维方向上折射率按预设规则的高对比度光栅结层，一方面简化上反射镜外延结构，降低了器件外延工艺及制备难度；另一方面可以对出射激光进行针对性整形和控制，无需后续的光路设计，具有使用方便、光束质量高、制备工艺简单等优点。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例的一种垂直腔面发射激光器的结构示意图；

图2为本申请实施例的一种高对比度光栅层的俯视示意图；

图3为图2所示的高对比度光栅层在X方向的侧视示意图；

图4为图2所示的高对比度光栅层在Y方向的侧视示意图；

图5为图2所示的高对比度光栅层在其中一个一维方向的折射率分布图。

附图标记：第一反射层1，活性层2，有源层20，氧化层21，高对比度光栅层3，第二反射层4，衬底层5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

根据本申请的第一方面，请参照图1，示出了本申请一种优选的实施方式的垂直腔面发射激光器，包括第一反射层1，活性层2和高度比度光栅层3，所述活性层2被配置为具备量子阱，所述高对比度光栅层3被配置为与所述第一反射层1形成谐振腔，所述活性层2位于所述高对比度光栅层3与所述第一反射层1之间；其中，沿所述第一反射层1的中心区域指向所述第一反射层1的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层3的折射率在二维方向上按预设规则变化，以对通过所述高对比度光栅层3出射的激光进行整形。

在本实施方式中，活性层2被定义为能够使垂直腔面发射激光器实现特定区域出射激光的一层或多层结构，其通过配备量子阱，随着特定波长的光在谐振腔来回反射，形成激光。

在本实施方式中，第一反射层1可以为由AlGaAs和GaAs两种不同折射率的材料层叠构成的布拉格反射层。

在本实施方式中，高对比度光栅层3可以由高折射率对比的介质材料如Si、Al₂O₃、GaAs等通过激光器半导体工艺制备形成，通过用高对比度光栅层代替传统的用于与第一反射层配合以形成谐振腔的DBR层，一方面，高对比度光栅层3相对于DBR层具有更高的反射率和高宽的反射带宽，能够为激光器激射提供足够的反射率，高的反射率有利于减少谐振腔损耗，降低激光器阈值电流；另一方面，高对比度光栅层3的厚度较薄，可以减少外延的精度和外延时长，从而有效降低激光发射器的加工制备难度；此外，通过高对比度光栅层3折射率的改变，可以使得出射激光的形状被调制，诸如可以将高对比度光栅层操作为具有特定光学性质的反射镜(例如聚焦反射镜、扩束反射镜)或准直镜等，使得本申请的垂直腔面发射激光器在高对比度光栅层3的外延形成过程中即实现了激光光束的控制，不需要后续的光路设计，有效降低后续使用中的光学元件和光路的成本，可以方便应用在诸如光纤耦合，激光加工和通信等各个领域中，具有结构简单、制造成本低等优点。

其中，根据出射激光的形状调制要求，所述高对比度光栅层3的折射率在沿所述第一反射层1的中心区域指向所述第一反射层1的外边缘区域的方向按预设规则变化可以是均匀的变化、非均匀的变化或突变等。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，沿所述第一反射层1的中心区域指向所述第一反射层1的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层3的折射率在二维方向上逐渐降低，使得高对比度光栅层3被配置成具有聚焦功能的凸透镜，实现出射激光的聚焦。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，沿所述第一反射层1的中心区域指向所述第一反射层1的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层3的折射率在二维方向上逐渐增加，使得高对比度光栅层3被配置成具有扩束功能的凹透镜，实现出射激光的扩束。

上述两种示例性的实施方式中，高对比度光栅层3的折射率自其中心区域至外边缘区域的方向呈现均匀的渐变；可以理解的是，高对比度光栅层3的折射率的改变可以是非均匀的变化或突变，例如将高对比度光栅层3所在平面按X和Y方向分成多个区域，某区域的折射率大于或小于相邻区域的折射率，以使出射激光的形状基于高对比光栅层3不同区域的折射率变化而特异性地改变。其中，折射率为等效折射率。

其中，设定高对比度光栅层3所具有的最高折射率为R_x，所具有的最低折射率为R_y，R_x和R_y的差值ΔR优选为1～4。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，所述高对比度光栅层3由从所述活性层2向上凸起的二维微柱阵列所形成；沿所述第一反射层1的中心区域指向所述第一反射层1的外边缘区域的方向，所述二维微柱阵列的占空比在二维方向上基于所述预设规则变化。

示例性地，如图2、图3和图4所示，示出了本申请一种实施方式的由二维微柱阵列所形成的高对比度光栅层3，该二维微柱阵列包括在X方向以周期λ₁分开的长度为P₁，在Y方向上以周期λ₂分开的宽度为P₂的若干微柱，所述微柱在Z方向上延伸且被配置为高度相同，从而形成二维的光栅图案，即高对比度光栅层3是由若干由凹槽隔开的微柱所形成；微柱的占空比被定义为η＝P/λ，其中，p是微柱的长度或宽度，λ是微柱X方向或Y方向的周期性间距(即周期)，通过改变微柱X方向的长度和周期以及Y方向的宽度和周期可以使二维微柱阵列的占空比在相对第一反射层1的平面的X和Y方向上改变，进而引起高对比度光栅层3折射率的改变。其中，本申请的实施例不限于如图2和图3所示的横截面为矩形的微柱，在其他实施例中，所述微柱的横截面可以是正方形、长方形、圆形、椭圆形或者任何其他合适的形状。

进一步地，请参照图2、图3和图4，二维微柱阵列自其中心区域至外边缘区域的方向微柱的占空比连续地降低，使得二维微柱阵列自其中心区域至外边缘区域的占空比逐渐降低，从而引起高度比度光栅层3的折射率自其中心区域至外边缘区域逐渐降低，使得高对比度光栅层3被配置为具有聚焦作用。其中，位于高对比度光栅层3某区域的所述微柱的占空比基于该区域所对应的高对比度光栅层3的折射率而配置。

请参照图5，示出了本实施方式的高对比度光栅层3在其中一个一维方向上(X方向或Y方向上)的折射率分布图，可以看出高度比度光栅层3的折射率自其中心区域至外边缘区域逐渐降低。

其中，可通过改变不同占空比的微柱所对应的高对比度光栅3层的区域面积，以实现出射光束的焦点位置、焦点光斑大小及能量的改变。

在另一些方式中，为实现高对比度光栅层3的扩束功能，二维微柱阵列被配置为自其中心区域至外边缘区域的方向微柱的占空比连续地降低。

本实施方式通过采用二维结构的微柱使得高对比度光栅层3在二维方向(即相对第一反射层的平面的X和Y方向)具有按预设规则变化的折射率，通过调控构成二维微柱阵列的微柱的占空比即可实现出射激光形状的精确控制。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，所述二维微柱阵列的占空比为5～95％。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，请参照图1，所述垂直腔面发射激光器还包括第二反射层4，所述第二反射层4位于所述高对比度光栅层3和所述活性层2之间，所述第二反射层4、所述高对比度光栅层3和所述第一反射层1共同形成所述谐振腔；

其中，所述第一反射层1和所述第二反射层4中的一者为N型反射器层，另一者为P型反射器层。

在本实施方式中，第二反射层4可以为由AlGaAs和GaAs两种不同折射率的材料层叠构成的布拉格反射层。由于采用了二维结构高对比度光栅层3使得高对比度光栅层3的反射率可能存在一定的减少，通过设置具有一定周期数的第二反射层4可以在一定程度上提高反射率，加强激光在谐振腔内的震荡，其中，优选第二反射层4的周期数为0-10对，第二反射层4的周期数远远低于现有的垂直腔面发射激光器，不仅减少了制备第二反射层4的外延精度要求，也减少了外延时长，在提高激光器产量的同时降低了制造成本。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，还包括位于所述高对比度光栅层3与所述第二反射层4之间的用于支撑所述高对比度光栅层3的衬垫层(图中未示出)。

在本实施方式中，由于高对比度光栅层3是由二维结构的二维微柱阵列所形成，当在其与第二反射层4之间采用空气间隙限定供电流和激光流过的中央光圈时，高对比度光栅层3的稳定性不够，通过设置所述衬垫层可以增强高对比度光栅层3的稳定性，发挥支撑作用。所述衬垫层优选由Al₂O₃、SiO₂、SiN_x或Al_0.9GaAs高铝组分形成；其中，可以对衬垫层进行氧化，以进一步提高高对比度光栅层3的折射率差值ΔR。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，还包括位于所述第一反射层1和所述第二反射层4上的连接电极(图中为示出)，从而形成P面欧姆接触和N面欧姆接触。

在本实施方式中，可通过化学气相沉积、电镀、溅射、蒸镀等方式在第一反射层1和第二反射层4上形成高接触层，对该高接触层进行图案化，以形成对应的连接电极。高接触层可以是金属层，示例性地，若第二接触层4为N型，则位于第二反射层4上的高接触层是N型金属，N型金属包括Au、Ag、Pt、Ge、Ti及Ni中的一种或组合，具体可根据需要进行选择；相应地，若第二接触层4为P型，则位于第二反射层4上的高接触层是P型金属。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，所述活性层2包括具有发光区域的有源层20，所述有源层20的至少一侧形成有氧化层21，所述氧化层21具有氧化区域和用于限定激光出射窗口的非氧化区域；

其中，所述高对比度光栅层3覆盖所述激光出射窗口，所述高对比度光栅层3的厚度为50～500nm。

在本实施方式中，有源层20至少包括层叠设置的多量子阱层，多量子阱层由GaAs、AlGaAs、GaAsP及InGaAs材料层叠排列构成，用以将电能转换为光能。当然，在某些示例中还可以采用单量子阱层代替多量子阱层；其中，在有源层20中可以包括限制区域，限制区域可以采用Al_0.4GaAs量子阱材料，与GaAs等进行辐射复合发光；可通过调整限制区域的厚度将多个量子阱置于光增益最大处。

氧化层21由诸如Al_0.9GaAs等高铝组分形成，可通过诸如湿法氧化等工艺在氧化层上形成预定宽度的氧化区域，而剩余一部分不被氧化氧化，以此实现电流的限制，未氧化区域用于界定激光出射窗口，有源层发出的激光从激光出射窗口照射至外部。

在一些方式中，有源层20和氧化层21均可以只设置一层，在这种情况下，有源层20和氧化层21两者中的一个与第一反射层1连接，另外一个与第二反射层4连接。

在另一些方式中，氧化层21设置为两层，有源层20设置为一层，在这种情况下，有源层20位于两层氧化层21之间，其中一层氧化层21与第一反射层1连接，另外一层氧化层21与第二反射层4连接。

在本实施方式中，设置高对比度光栅层3的厚度为50～500nm，其远远小于传统的DBR的3-5μm的厚度，有效降低了激光器外延难度。

进一步地，在本申请一些优选的实施方式中，请参照图1，还包括衬底层5，衬底层5可以是硅衬底、蓝宝石衬底、砷化镓衬底或钻石衬底等，第一反射层1、活性层2、第二反射层4和高对比光栅层3依次在所述衬底层5上外延形成。

根据本申请的第二方面，提供了一种如上所述的垂直腔面发射激光器的制备方法，包括如下步骤：

形成层叠的第一反射层1和活性层2；

在所述活性层的上方形成所述高对比度光栅层3；

其中，形成所述高对比度光栅层3的方法包括：刻蚀、纳米压印、电子束曝光和全息曝光。

其中，形成层叠的第一反射层1和活性层2的过程与普通的激光器制备工艺相同，例如：

先采用半导体加工工艺在衬底层5的上表面上依次外延制作出包括第一反射层1、有源层20、氧化层21、第二反射层4的外延片，并在第二反射层4上沉积用于形成连接电极的高接触层；

进一步对沉积有高接触层的外延片通过第一版光刻与电子耦合等离子体刻蚀ICP相结合的方式实现激光器台面的刻蚀，之后利用第二版光刻与ICP的结合实现氧化沟道的刻蚀，并利用氧化沟道对氧化层进行湿氧氧化，以此进行电流的限制；具体的氧化时间和氧化温度由工艺条件以及需要氧化的深度决定，当然也可以通过精确的控制实现氧化孔径大小的改变；

进一步利用等离子增强化学气相沉积PECVD实现一层例如材料为Al₂O₃的绝缘层的淀积，并利用第三版光刻打开激光出射窗口，同时将多余的金属进行剥离，并利用蒸发形成用于P面欧姆接触的连接电极；

进一步采用刻蚀、纳米压印、电子束曝光和全息曝光等方式在激光出射窗口制备高对比度光栅层3；其中，纳米压印可以将所设计的具有二维结构的二维微柱阵列制备于纳米压印模板上，通过简单的纳米压印即可实现复杂的折射率按预设规则变化的高对比度光栅层3的制备；而采用电子束曝光需要对设计的二维结构进行电子束直写，其虽然效率低但是精度极高；在另一些方式中，也可以采用高精度的极紫外(EUV)光刻与刻蚀相结合的方法实现高对比度光栅层3的制备；

进一步对衬底层的下表面进行减薄、抛光，然后在衬底层5或第一反射层1的下表面溅射Ni或Au或Ge或Au并进行快速热退火，形成用于实现N面欧姆接触的连接电极。

以下示出了两种优选的实施例的垂直腔面发射激光器制备过程。

实施例1

1、提供衬底层5，所述衬底层5为N型掺杂浓度5E17的砷化镓衬底材料；

2、利用分子束外延(MBE)或金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)的外延生长方法在衬底层5的上表面从下至上依次制备第一反射层1、有源层20、氧化层21和第二反射层4：

其中，第一反射:1为N型掺杂的交替生长40对左右的厚度与有源区四分之一发光波长的Al0.9GaAs与Al0.6GaAs材料，掺杂浓度为10^18cm^-3量级，利用其折射率差形成下DBR区；

可选的，可以在下DBR区域中利用渐变Al组分材料以平滑异质结界面，也可采用渐变掺杂降低异质结电压降；

其中，有源层20采用Al_0.4GaAs量子阱材料，选用GaAs进行辐射复合发光，本实例中采用5个量子阱；

其中，氧化层21采用高铝组分Al0.9GaAs；

其中，第二反射层4采用4对P型掺杂厚度为四分之一光学波长的Al0.6GaAs与Al0.3GaAs材料形成，掺杂浓度通常为10^18cm^-3量级，利用其折射率差形成上DBR区；

3、在第二反射层4上形成高接触层，高接触层为P型金属层；

4、通过第一版光刻与电子耦合等离子体刻蚀ICP结合实现激光器台面的刻蚀；然后利用第二版光刻与ICP结合实现氧化沟道的刻蚀，氧化沟道至少从高接触层延伸至氧化层21；

5、通过湿法氧化工艺，例如在温度430℃下，2L/min的氮气携带一定温度的水蒸气对氧化层21进行选择性湿法氧化，使氧化层21自氧化沟道向内形成氧化区域，氧化区域围绕一未氧化区域，氧化深度即自氧化沟道向内延伸的深度由时间控制；

6、利用等离子增强化学气相沉积PECVD形成覆盖在高接触层上方的绝缘层，绝缘层由Al₂O₃形成，厚度为250nm；

7、利用第三版光刻打开激光出射窗口，同时将多余的金属进行剥离，形成用于P面欧姆接触的连接电极；

8、在激光出射窗口上淀积一层Si，在Si层表面镀PMMA光刻胶，利用电子束进行曝光，对曝光后的结构进行彰显，采用湿法刻蚀技术进行图形转移，经过切割后形成高对比度光栅层3；

9、对衬底层5的下表面进行减薄抛光，在第一反射层1上采用蒸镀法形成用于N面欧姆接触的连接电极。

实施例2

1、提供衬底层5，所述衬底层5如实施例1所述；

2、利用分子束外延(MBE)或金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)的外延生长方法在衬底层的上表面从下至上依次制备第一反射层1、有源层20、氧化层21和第二反射层4：

3、在第二反射层4上形成高接触层，高接触层为P型金属层；

4、在高接触层的上方外延一层高铝组分Al0.9GaAs的衬垫层，并在此基础上外延一层GaAs以形成高对比度光栅层3；

5、如实施例1所示的方式实现激光器台面的形成和氧化层的氧化；

6、进一步进行刻蚀，形成用于P面欧姆接触的连接电极；

7、利用纳米压印技术或EBL或全息曝光方式对最上面一层GaAs材料进行反应离子RIE刻蚀，形成高对比度光栅层3；可选地，进一步对衬垫层进行氧化，以提高高对比度光栅层3的折射率差值ΔR，并发挥支撑作用；

8、对衬底层5的下表面进行减薄抛光，在第一反射层1上采用蒸镀法形成用于N面欧姆接触的连接电极。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种垂直腔面发射激光器，其特征在于，包括：

第一反射层；

活性层，被配置为具备量子阱；以及

高对比度光栅层，被配置为与所述第一反射层形成谐振腔，所述活性层位于所述高对比度光栅层与所述第一反射层之间；

其中，沿所述第一反射层的中心区域指向所述第一反射层的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层的折射率在二维方向上按预设规则变化，以对通过所述高对比度光栅层出射的激光进行整形。

2.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，沿所述第一反射层的中心区域指向所述第一反射层的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层的折射率在二维方向上逐渐降低。

3.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，沿所述第一反射层的中心区域指向所述第一反射层的外边缘区域的方向，所述高对比度光栅层的折射率在二维方向上逐渐增加。

4.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述高对比度光栅层由从所述活性层向上凸起的二维微柱阵列所形成；沿所述第一反射层的中心区域指向所述第一反射层的外边缘区域的方向，所述二维微柱阵列的占空比在二维方向上基于所述预设规则变化。

5.根据权利要求4所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述二维微柱阵列的占空比为5～95％。

6.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，还包括第二反射层，所述第二反射层位于所述高对比度光栅层和所述活性层之间，所述第二反射层、所述高对比度光栅层和所述第一反射层共同形成所述谐振腔；

其中，所述第一反射层和所述第二反射层中的一者为N型反射器层，另一者为P型反射器层。

7.根据权利要求6所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，还包括位于所述高对比度光栅层与所述第二反射层之间的用于支撑所述高对比度光栅层的衬垫层。

8.根据权利要求6所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，还包括位于所述第一反射层和所述第二反射层上的连接电极。

9.根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器，其特征在于，所述活性层包括具有发光区域的有源层，所述有源层的至少一侧形成有氧化层，所述氧化层具有氧化区域和用于限定激光出射窗口的非氧化区域；

其中，所述高对比度光栅层覆盖所述激光出射窗口，所述高对比度光栅层的厚度为50～500nm。

Images