TWI830021B - 光子晶體面射型雷射 - Google Patents

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Abstract

一種光子晶體面射型雷射，包括一分布式布拉格反射鏡、一主動層、一光子晶體層、一第一電極、一第二電極及一透明導電層。主動層配置於分布式布拉格反射鏡上，光子晶體層配置於分布式布拉格反射鏡上。第一電極電性連接至主動層的一側，且第二電極電性連接至主動層的另一側。透明導電層配置於主動層與第二電極之間，其中第二電極藉由透明導電層電性連接至主動層。主動層所發出的光受到分布式布拉格反射鏡的反射，並從光子晶體面射型雷射的相對於分布式布拉格反射鏡的一出光面出射。

Description

光子晶體面射型雷射
本發明是有關於一種雷射，且特別是有關於一種光子晶體面射型雷射(photonic crystal surface-emitting laser,PCSEL)。
電致發光光子晶體面射型雷射可實現單模態輸出(single mode output)、窄光譜波長線寬(spectrum wavelength linewidth)及小的出光發散角，其主要結構包括一底披覆層(bottom cladding layer)、一主動層及一光子晶體層，其中主動層位於底披覆層與光子晶體層之間。在此架構及操作機制下，雷射光會從頂部與底部等兩個方向出射至外界。
如此一來，在一個方向上使用習知的電致發光光子晶體面射型雷射所發出的雷射光時，將只能利用到一半的雷射能量，使得利用的光功率相對於施加至電致發光光子晶體面射型雷射的電流的斜率效率較低，如此會造成能量上的浪費。
本發明提供一種光子晶體面射型雷射，具有較佳的能源利用率。
本發明的一實施例提出一種光子晶體面射型雷射，包括一分布式布拉格反射鏡(distributed Bragg reflector,DBR)、一主動層、一光子晶體層、一第一電極、一第二電極及一透明導電層。主動層配置於分布式布拉格反射鏡上，光子晶體層配置於分布式布拉格反射鏡上。第一電極電性連接至主動層的一側，且第二電極電性連接至主動層的另一側。透明導電層配置於主動層與第二電極之間，其中第二電極藉由透明導電層電性連接至主動層。主動層所發出的光受到分布式布拉格反射鏡的反射，並從光子晶體面射型雷射的相對於分布式布拉格反射鏡的一出光面出射。
在本發明的實施例的光子晶體面射型雷射中，由於採用了第一電極與第二電極提供電流來使主動層發光，且採用分布式布拉格反射鏡來將主動層所發出的光往單側反射，因此本發明的實施例的光子晶體面射型雷射具有較佳的能源利用率。
100、100a、100b、100c:光子晶體面射型雷射
105:出光面
110:分布式布拉格反射鏡
120:主動層
122:光
130、130c:光子晶體層
131:通孔
132、132b:披覆層
134、134a、134b:歐姆接觸層
140:第一電極
150:第二電極
152、182:開口
160:基板
170:透明導電層
180:電流限制層
190、190a’:光相位控制層
190a:N型半導體層
A、B:樣本
C:區
D:高原區
L:距離
P1、P2、P3:點
QW#1、QW#2、QW#3:發光光譜
R:反射率光譜
圖1為本發明的一實施例的光子晶體面射型雷射的剖面示意圖。
圖2為圖1的光子晶體面射型雷射的共振凹陷波長相對於光相位控制層的厚度的關係曲線圖。
圖3A為當圖1的光子晶體面射型雷射的共振凹陷波長與光相位控制層的厚度是落在圖2的P1點時，主動層的三個量子井層受到共振腔調變後的光譜相對於分布式布拉格反射鏡的反射率光譜的比較圖。
圖3B為當圖1的光子晶體面射型雷射的共振凹陷波長與光相位控制層的厚度是落在圖2的P2點時，主動層的三個量子井層受到共振腔調變後的光譜相對於分布式布拉格反射鏡的反射率光譜的比較圖。
圖3C為當圖1的光子晶體面射型雷射的共振凹陷波長與光相位控制層的厚度是落在圖2的P3點時，主動層的三個量子井層受到共振腔調變後的光譜相對於分布式布拉格反射鏡的反射率光譜的比較圖。
圖4A為本發明的另一實施例的光子晶體面射型雷射的剖面示意圖。
圖4B為本發明的又一實施例的光子晶體面射型雷射的剖面示意圖。
圖4C為本發明的再一實施例的光子晶體面射型雷射的剖面示意圖。
圖5為樣本A與樣本B的輸出光強度相對於輸入功率的曲線圖。
圖1為本發明的一實施例的光子晶體面射型雷射的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例的光子晶體面射型雷射100包括一分布式布拉格反射鏡110、一主動層120、一光子晶體層130、一第一電極140及一第二電極150。主動層120配置於分布式布拉格反射鏡110上。主動層120例如是量子井層、多重量子井層或量子點層，也就是發光層。光子晶體層130配置於分布式布拉格反射鏡110上。在本實施例中，光子晶體層130配置於主動層120上，也就是光子晶體層130藉由主動層120配置於分布式布拉格反射鏡110上，其中光子晶體層130位於光子晶體面射型雷射100的一出光面105與主動層120之間。第一電極140電性連接至主動層120的一側，在本實施例中例如是電性連接至分布式布拉格反射鏡110，且第二電極150電性連接至主動層120的另一側，在本實施例中例如是電性連接至光子晶體層130。主動層120所發出的光122在光子晶體層130中產生在圖1中的水平方向的共振，且光子晶體層130可包括二階光柵(grating)的結構，其將光122往圖1中的鉛直方向導引，而往圖1中的上方與下方傳遞。此外，此二階光柵的結構可以是具有二維孔洞陣列的結構。在其他實施例中，光子晶體層130也可以是三階以上的光柵結構，此外，光子晶體層130也可以是一維光柵結構。往圖1中的上方傳遞的光122從出光面105出射而離開光子晶體面射型雷射100，而往圖1中的下方傳遞的光122受到分布式布拉格反射鏡110的反射而往上傳遞，並從光子晶體面射型雷射100的相對於分布式布拉格反 射鏡110的出光面105出射。從出光面105出射的光122即為雷射光束。
在本實施例中，分布式布拉格反射鏡110例如是N型半導體層，而光子晶體層130例如是P型半導體層，因此在第一電極140與第二電極150施加順向電壓時可在主動層120產生電子電洞對的復合，進而發出光122，因此光子晶體面射型雷射100可以是電致發光雷射。然而，在其他實施例中，也可以是分布式布拉格反射鏡110為P型半導體層，而光子晶體層130為N型半導體層。
在本實施例的光子晶體面射型雷射100中，由於採用了第一電極140與第二電極150提供電流來使主動層120發光，且採用分布式布拉格反射鏡110來將主動層120所發出的光122往單側反射(例如往圖1的上方反射)，而與主動層120往圖1上方所發出的光122合併，因此本實施例的光子晶體面射型雷射100具有較佳的能源利用率，其能源利用率是習知電致發光光子晶體面射型雷射的約兩倍。具體而言，於理想膜層厚度的設計下，分布式布拉格反射鏡110的反射率幾乎達100%，若再加上下文將敘述的光相位控制層190的厚度優化，本實施例的光子晶體面射型雷射100的能源利用率可趨近於習知電致發光光子晶體面射型雷射的兩倍。
在本實施例中，光子晶體面射型雷射100更包括一基板160，配置於分布式布拉格反射鏡110與第一電極140之間，其中 基板160可電性連接第一電極140與分布式布拉格反射鏡110。
光子晶體面射型雷射100可更包括一透明導電層170，配置於主動層120與第二電極150之間，其中第二電極150藉由透明導電層170電性連接至主動層120。透明導電層170可覆蓋光子晶體層130，且電性連接第二電極150與光子晶體層130，其中出光面105為透明導電層170的背對分布式布拉格反射鏡110的表面。在本實施例中，第二電極150具有一開口152，暴露出出光面105。在本實施例中，光子晶體面射型雷射100更包括一電流限制層180，配置於光子晶體層130與透明導電層170之間，且具有一開口182，其中透明導電層170通過開口182而連接至光子晶體層130。
在本實施例中，光子晶體層130包括一披覆層(cladding layer)132及一歐姆接觸層134，披覆層132配置於主動層120上。歐姆接觸層134配置於披覆層132與透明導電層170之間，且與透明導電層170接觸以形成歐姆接觸，其中披覆層132與歐姆接觸層134具有光子晶體結構。舉例而言，光子晶體層130具有多個通孔131，位於披覆層132與歐姆接觸層134中，且從披覆層132往歐姆接觸層134延伸，以形成光子晶體結構。在本實施例中，通孔131貫穿歐姆接觸層134與披覆層132。此外，在一實施例中，通孔131可在平行於基板160的方向上排列成二維陣列。
在本實施例中，光子晶體面射型雷射100更包括一光相位控制層190，配置於分布式布拉格反射鏡110與主動層120之 間。光相位控制層190的厚度用以控制主動層120所發出的光122在分布式布拉格反射鏡110與出光面105之間的共振凹陷波長(resonance dip wavelength)落在分布式布拉格反射鏡110的反射光譜的高原區所對應的波長範圍內。
具體而言，圖2為圖1的光子晶體面射型雷射的共振凹陷波長相對於光相位控制層的厚度的關係曲線圖。圖3A為當圖1的光子晶體面射型雷射的共振凹陷波長與光相位控制層的厚度是落在圖2的P1點時，主動層的三個量子井層受到共振腔調變後的光譜QW#1、QW#2、QW#3相對於分布式布拉格反射鏡的反射率光譜R的比較圖。圖3B為當圖1的光子晶體面射型雷射的共振凹陷波長與光相位控制層的厚度是落在圖2的P2點時，主動層的三個量子井層受到共振腔調變後的光譜QW#1、QW#2、QW#3相對於分布式布拉格反射鏡的反射率光譜R的比較圖。圖3C為當圖1的光子晶體面射型雷射的共振凹陷波長與光相位控制層的厚度是落在圖2的P3點時，主動層的三個量子井層受到共振腔調變後的光譜QW#1、QW#2、QW#3相對於分布式布拉格反射鏡的反射率光譜R的比較圖。在圖3A至圖3C中，主動層120的三個量子井層受到共振腔調變後的光譜QW#1、QW#2、QW#3曲線在縱軸方向上的高度可以圖式右方的電場強度來度量，而分布式布拉格反射鏡110的反射率光譜R曲線在縱軸方向上的高度可以圖式左方的反射率來度量。請先參照圖1及圖2，如圖2所繪示，不同的光相位控制層190的厚度可能會產生不同的共振凹陷波長，且隨著 光相位控制層190的厚度的增加，共振凹陷波長也呈現高低振盪的情形。這種現象的發生是因為出光面105與分布式布拉格反射鏡110之間的距離L形成類似於法布立培若標準具(Fabry-Perot etalon)的共振腔長度，因此隨著光相位控制層190的厚度不同，距離L也隨之不同，因此可以調整共振凹陷波長。
當共振凹陷波長落在圖2中的C區時(如圖2中的P1點)，主動層120的三個量子井層受到共振腔調變後的光譜QW#1、QW#2、QW#3的波峰會落在分布式布拉格反射鏡110的反射光譜的高原區D所對應的波長範圍內，且C區也是主動層120的三個量子井層在尚未受到共振腔調變時的原始發光波長的所在範圍，舉例而言，共振凹陷波長所對應的光子能量與主動層120的材料所發出的原始峰值波長所對應的光子能量的差異小於15meV，較佳為小於10meV。在一實施例中，共振凹陷波長落在主動層120的材料的發光光譜的半高寬所對應的波長範圍內。因此，當共振凹陷波長落在C區時，發光效率最好，再加上分布式布拉格反射鏡110對主動層120所發出的光122具有高反射效率，因此可以增加光122從出光面105出射的比例，進而提升光子晶體面射型雷射100的光能量利用率。當共振凹陷波長落在圖2中的C區以外時(如可2中的P2點與P3點)，主動層的三個量子井層受到共振腔調變後的光譜QW#1、QW#2、QW#3的波峰會有至少一部分落在分布式布拉格反射鏡110的反射光譜的高原區D外或邊緣，導致分布式布拉格反射鏡110對主動層120所發出的光122 的反射效率較差，而使得光122從出光面105出射的比例減少，且此時共振凹陷波長落在主動層120的三個量子井層在尚未受到共振腔調變時的原始發光波長的所在範圍之外，導致發光效率較差。因此，適當的距離L對光子晶體面射型雷射100的光能量利用率的提升會有幫助，且與光122的波長有關。光的波長不同，適當的距離L也隨之不同。此外，藉由採用光相位控制層190並調整其成長厚度，有助於產生適當的距離L。然而，在另一實施例中，也可以不採用光相位控制層190，而讓主動層120與分布式布拉格反射鏡110接觸，並藉由適當地控制主動層120、光子晶體層130及透明導電層170的厚度來產生適當的距離L，而使主動層120所發出的光122在分布式布拉格反射鏡110與出光面105之間的共振凹陷波長落在分布式布拉格反射鏡110的反射光譜的高原區所對應的波長範圍內。
在本實施例中，光相位控制層190為N型半導體層，且光子晶體層130為P型半導體層。然而，在其他實施例中，光相位控制層190也可以是P型半導體層，且光子晶體層130為N型半導體層。在其他實施例中，光子晶體層130與光相位控制層190可位於主動層120的同一側，且同為N型半導體層或同為P型半導體層。此外，在其他實施例中，光子晶體層130、光相位控制層190與分布式布拉格反射鏡110可位於主動層120的同一側，且亦可以同為N型半導體層或同為P型半導體層。
本發明並不限定各膜層的材質，也不限定主動層120所 發出的光122的波長。主動層120所發出的光122的波長可以是可見光、紅外光或紫外光，本發明不以此為限。在一些實施例中，基板160的材質可以是氮化鎵(gallium nitride,GaN)、砷化鎵(gallium arsenide,GaAs)、磷化銦(indium phosphide,InP)、銻化鎵(gallium antimonide,GaSb)或其他適當的材質。分布式布拉格反射鏡110例如是具有交替或週期性變化特徵(例如折射率或厚度)的多層膜。舉例而言，分布式布拉格反射鏡110為鋁莫耳分率較高的砷化鋁鎵(aluminum gallium arsenide,AlGaAs)層與鋁莫耳分率較低的砷化鋁鎵層交替堆疊的多層膜、氮化鋁層與氮化鎵層交替堆疊的多層膜、二氧化鈦(titanium dioxide,TiO2)層與二氧化矽(silicon dioxide,SiO2)層交替堆疊的多層膜、鋁莫耳分率較高的銻化鋁鎵砷(aluminum gallium arsenic antimonide,AlGaAsSb)層與鋁莫耳分率較低的銻化鋁鎵砷層交替堆疊的多層膜、氮化鋁鎵(aluminum gallium nitride,AlGaN)層與氮化鎵(gallium nitride,GaN)層交替堆疊的多層膜、砷磷化銦鎵(indium gallium arsenide phosphide,InGaAsP)層與磷化銦(indium phosphide,InP)層交替堆疊的多層膜或其他適當的材質堆疊的多層膜。在一實施例中，分布式布拉格反射鏡110可包括沿著圖1的下方往上方交替堆疊的多個第一砷化鋁鎵層與多個第二砷化鋁鎵層，其中第一砷化鋁鎵層的化學式為Alx1Gay1As，而第二砷化鋁鎵層的化學式為Alx2Gay2As，其中x1+y1=1、x2+y2=1且x1<x2，而第一砷化鋁鎵層的折射率高於第二砷化鋁鎵層的折射率。舉例 而言，在一實施例中，0<x1<0.5，且0.5≦x2<1。主動層120的材質可包括氮化鎵、氮化鋁鎵(aluminum gallium nitride,AlGaN)、砷化鎵、砷化銦鎵(indium gallium arsenide,InGaAs)、砷化鋁鎵(aluminum gallium arsenide,AlGaAs)、磷化鎵(gallium phosphide,GaP)、砷化銦(indium arsenide,InAs)、銻化銦砷(indium arsenic antimonide,InAsSb)、銻化銦鎵砷(indium gallium arsenic antimonide,InGaAsSb)、砷銻化鋁鎵(aluminum gallium arsenic antimonide,AlGaAsSb)、砷磷化銦鎵(indium gallium arsenide phosphide,InGaAsP)、砷化鋁銦鎵(aluminum indium gallium arsenide,AlInGaAs)、其他適當的半導體材質或其組合，且主動層120可以採用兩種以上的不同材質或兩種以上的相同化合物但元素比例不同的材質，來形成量子井層、多種量子井層或量子點結構。
光相位控制層190與披覆層132的材質例如是砷化鋁鎵(aluminum gallium arsenide,AlGaAs)、砷化鎵、氮化鋁鎵、砷化鋁鎵銦(aluminum gallium indium arsenide,AlGaInAs)、磷化鋁鎵銦(aluminum gallium indium phosphide,AlGaInP)、砷銻化鋁鎵、砷化銦鎵(indium gallium arsenide,InGaAs)或其他適當材質。
歐姆接觸層134的材質可以是氮化鎵、砷化鎵、砷磷化銦鎵(indium gallium arsenide phosphide,InGaAsP)、砷化銦鎵(indium gallium arsenide,InGaAs)或其他適當的材質。此外，歐姆接觸層134可以重摻雜鈹(beryllium)、碳(carbon)、鋅(zinc) 或其組合而形成P型摻雜，以與透明導電層170有良好的歐姆接觸，其中鈹摻雜的濃度可以約為1019cm-3，而碳摻雜濃度可以約為1019cm-3至1020cm-3，且鋅摻雜的濃度可以約為1019cm-3至1020cm-3，但本發明不以此為限。電流限制層180的材質可以是氮化矽(silicon nitride)、氧化矽(silicon oxide)或其他適當的材質，電流限制層180可以阻擋電流，以使電流集中在開口182處並通過開口182。
透明導電層170的材料例如為氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銻錫(antimony tin oxide,ATO)、摻雜氟的氧化錫(fluorine doped tin oxide,FTO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化鎵鋅(gallium zinc oxide,GZO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鋅(zinc oxide,ZnO)、石墨烯(graphene)或其他適當的透明導電材料。第一電極140與第二電極150可以是金屬電極，其材質例如是金、鈦金合金、鈦鉑金合金、鎳鍺金合金或其他適當的金屬。透明導電層170可以傳導電流，使電流集中通過開口182，而同時透明導電層170也可以讓主動層120所發出的光122穿透，而不會遮住光122。
此外，在一實施例中，在上述各膜層中，P型摻雜可以是摻雜鈹、碳、鋅或其組合，而其摻雜濃度例如約為1017cm-3至1018cm-3(除了歐姆接觸層134的摻雜濃度是約為1019cm-3至1020cm-3之外)，而N型摻雜可以是摻雜矽，而其摻雜濃度例如約為1017cm-3至1018cm-3，但本發明不以此為限。在其他實施例中，也可以是 摻雜其他適當元素來達成P型摻雜與N型摻雜。在一實施例中，基板160、分布式布拉格反射鏡110、光相位控制層190皆為N型摻雜半導體層，而光子晶體層130包括披覆層132與歐姆接觸層134均為P型摻雜半導體層。或者，在另一實施例中，光相位控制層190、布拉格反射鏡110可與光子晶體層130及歐姆接觸層134位於主動層120的同一側，例如可同為N型半導體層，或同為P型半導體層。此外，在另一實施例中，光子晶體面射型雷射100也可以不包括光相位控制層190，而主動層120直接接觸分布式布拉格反射鏡110。
在一實施例中，分布式布拉格反射鏡110與基板160之間可設有折射率漸變層(graded index layer,GRIN layer)，且披覆層132與歐姆接觸層134之間可設有折射率漸變層，以降低光子晶體面射型雷射的電阻。折射率漸變層為所屬領域中具有通常知識者所熟知的膜層，因此在此不再詳細探討，只是在本實施例中折射率漸變層設於光子晶體層130中時，此折射率漸變層也具有多個通孔，以連通披覆層132與歐姆接觸層134的多個通孔。
圖4A為本發明的另一實施例的光子晶體面射型雷射的剖面示意圖。請參照圖4A，本實施例的光子晶體面射型雷射100a類似於圖1的光子晶體面射型雷射100，而兩者的主要差異如下所述。在本實施例的光子晶體面射型雷射100a中，光子晶體層130、光相位控制層190a’及分布式布拉格反射鏡110位於主動層120的同一側。此外，在本實施例中，主動層120位於分布式布拉格反 射鏡110與基板160之間。在本實施例中，光相位控制層190a’可配置於透明導電層170上，且分布式布拉格反射鏡110配置於光相位控制層190a’上。此外，主動層120配置於N型半導體層190a上。N型半導體層190a配置於歐姆接觸層134a上，且歐姆接觸層134a配置於基板160上，而第一電極140配置於歐姆接觸層134a上。或者，歐姆接觸層134a也可以用另一N型半導體層來取代。在本實施例中，第一電極140與第二電極150位於光子晶體面射型雷射100a的同一側。在另一實施例中，光子晶體面射型雷射100a也可以不採用光相位控制層190a’，而是採用N型半導體層190a作光相位的調控，而分布式布拉格反射鏡110配置於透明導電層170上且直接接觸透明導電層170。在本實施例中，由於光相位控制層190a’與分布式布拉格反射鏡110是形成於透明導電層170上，因此分布式布拉格反射鏡110可採用上述分布式布拉格反射鏡110的材質中的介電材質，而光相位控制層190a’的材質可以是氧化鋅(Zinc oxide,ZnO)、氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)或其他介電材質。此外，在本實施例中，光相位控制層190a’是配置於第二電極150的開口152處，而與透明導電層170接觸。
在本實施例中，基板160可以是透明基板，例如為非導電的且相對於主動層120所發出的光122而言為透明的基板或半絕緣基板(semi-insulation substrate)，其具有出光面105，而主動層120所發出的部分的光122被圖4A位於上方的分布式布拉格反射鏡110反射後，從圖4A下方的出光面105出射。
圖4B為本發明的又一實施例的光子晶體面射型雷射的剖面示意圖。請參照圖4B，本實施例的光子晶體面射型雷射100c類似於圖4A的光子晶體面射型雷射100a，而兩者的差異在於在本實施例的光子晶體面射型雷射100c中，N型半導體層190a配置於基板160上，基板160為導電基板，而第一電極140配置於基板160的下方邊緣，且透過基板160與N型半導體層190a電性連接。
圖4C為本發明的再一實施例的光子晶體面射型雷射的剖面示意圖。請參照圖4C，本實施例的光子晶體面射型雷射100b類似於圖1的光子晶體面射型雷射100，而兩者的主要差異如下所述。在本實施例的光子晶體面射型雷射100b中，光子晶體層130c、光相位控制層190及分布式布拉格反射鏡110位於主動層120的同一側，且同為N型半導體層或同為P型半導體層。此外，在主動層120的另一側則是依序設置有不具有光子晶體結構的披覆層132b與歐姆接觸層134b。也就是說，若光子晶體層130c、光相位控制層190及分布式布拉格反射鏡110同為N型半導體層，則披覆層132b為P型半導體層。若光子晶體層130c、光相位控制層190及分布式布拉格反射鏡110同為P型半導體層，則披覆層132b為N型半導體層。其中，披覆層132b覆蓋光子晶體層130c及主動層120。再者，分布式布拉格反射鏡110是配置於一歐姆接觸層134a上，且歐姆接觸層134a配置於第一電極140上。
圖5為樣本A與樣本B的輸出光強度相對於輸入功率的 曲線圖。請參照圖1與圖5，圖5中的樣本B為圖1的光子晶體面射型雷射100，而樣本A類似樣本B，但樣本A不具有如圖1的分布式布拉格反射鏡110。從圖5可知，在同樣的輸入功率下，樣本B的輸出光強度約為樣本A的2倍，由此可佐證採用了分布式布拉格反射鏡110的本實施例的光子晶體面射型雷射100的確可以有效提升光能量利用率。
綜上所述，在本發明的實施例的光子晶體面射型雷射中，由於採用了第一電極與第二電極提供電流來使主動層發光，且採用分布式布拉格反射鏡來將主動層所發出的光往單側反射，因此本發明的實施例的光子晶體面射型雷射具有較佳的能源利用率。
100:光子晶體面射型雷射
105:出光面
110:分布式布拉格反射鏡
120:主動層
122:光
130:光子晶體層
131:通孔
132:披覆層
134:歐姆接觸層
140:第一電極
150:第二電極
152、182:開口
160:基板
170:透明導電層
180:電流限制層
190:光相位控制層
L:距離

Claims (14)

  1. 一種光子晶體面射型雷射，包括：一分布式布拉格反射鏡；一主動層，配置於該分布式布拉格反射鏡上；一光子晶體層，配置於該分布式布拉格反射鏡上；一第一電極，電性連接至該主動層的一側；一第二電極，電性連接至該主動層的另一側；一透明導電層，配置於該主動層與該第二電極之間，其中該第二電極藉由該透明導電層電性連接至該主動層，該主動層所發出的光受到分布式布拉格反射鏡的反射，並從該光子晶體面射型雷射的相對於該分布式布拉格反射鏡的一出光面出射；以及一光相位控制層，配置於該分布式布拉格反射鏡與該主動層之間，該光相位控制層的厚度用以控制該主動層所發出的該光在該分布式布拉格反射鏡與該出光面之間的共振凹陷波長落在該分布式布拉格反射鏡的反射光譜的高原區所對應的波長範圍內。
  2. 如請求項1所述的光子晶體面射型雷射，其中該共振凹陷波長所對應的光子能量與該主動層的材料所發出的原始峰值波長所對應的光子能量的差異小於15meV。
  3. 如請求項1所述的光子晶體面射型雷射，其中該共振凹陷波長落在該主動層的材料的發光光譜的半高寬所對應的波長範圍內。
  4. 如請求項1所述的光子晶體面射型雷射，其中該光相位控制層為N型半導體層，且該光子晶體層為P型半導體層；或者該光相位控制層為P型半導體層，且該光子晶體層為N型半導體層。
  5. 如請求項1所述的光子晶體面射型雷射，其中該光子晶體層、該光相位控制層及該分布式布拉格反射鏡位於該主動層的同一側。
  6. 如請求項5所述的光子晶體面射型雷射，其中該光子晶體層、該光相位控制層及該分布式布拉格反射鏡同為N型半導體層，或同為P型半導體層。
  7. 如請求項1所述的光子晶體面射型雷射，更包括一披覆層，覆蓋該光子晶體層及該主動層，其中該披覆層為半導體層。
  8. 如請求項1所述的光子晶體面射型雷射，其中該透明導電層覆蓋該光子晶體層，且電性連接該第二電極與該光子晶體層，其中該出光面為該透明導電層的背對該分布式布拉格反射鏡的表面。
  9. 如請求項8所述的光子晶體面射型雷射，其中該第二電極具有一開口，暴露出該出光面。
  10. 如請求項8所述的光子晶體面射型雷射，更包括一電流限制層，配置於該光子晶體層與該透明導電層之間，且具有一開口，其中該透明導電層通過該開口而連接至該光子晶體層。
  11. 如請求項8所述的光子晶體面射型雷射，其中該光子晶體層包括： 一披覆層，配置於該主動層上；以及一歐姆接觸層，配置於該披覆層與該透明導電層之間，且與該透明導電層接觸以形成歐姆接觸，其中該披覆層與該歐姆接觸層具有光子晶體結構。
  12. 如請求項11所述的光子晶體面射型雷射，其中該光子晶體層具有多個通孔，位於該披覆層與該歐姆接觸層中，且從該披覆層往該歐姆接觸層延伸，以形成該光子晶體結構。
  13. 如請求項1所述的光子晶體面射型雷射，更包括一基板，配置於該分布式布拉格反射鏡與該第一電極之間。
  14. 如請求項1的光子晶體面射型雷射，更包括一基板，其中該主動層位於該分布式布拉格反射鏡與該基板之間。
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