[实用新型]一种可调出光波长的新型垂直腔面发射激光器

说明书

本实用新型提供一种可调出光波长的新型垂直腔面发射激光器，包括底面形成有VCSEL阴极层的衬底基板，衬底基板表面顺序形成有下DBR层、有源区域、氧化限制层和上DBR层，氧化限制层和上DBR层之间设置有液晶盒层和偏光片层，液晶盒层包括顺序层叠的液晶阳极、液晶盒和液晶阴极，液晶阳极为相隔预定间距的多列条状透明电极构成形成在氧化限制层表面，液晶盒包括相对配置的下取向层和上取向层及设置在上下取向层边缘的封框胶，液晶盒体内灌注有液晶和散布有隔离球，液晶阴极为整块透明电极构成形成在上取向层表面，偏光片层形成在液晶阴极表面并与上DBR层底面接触。本申请通过改变液晶阴阳极电压来改变VCSEL出光波长，能实现更低成本且应用范围广。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种可调出光波长的新型垂直腔面发射激光器。

背景技术

垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)，是指出射光方向垂直于衬底表面的半导体激光器。由于可以在衬底上并列集成多个激光器，因而在新的光电子领域中起着越来越重要的作用。与传统的边发射激光器(Edge EmittingLaser，EEL)不同，VCSEL是光从垂直于半导体衬底表面方向出射的一种新型半导体激光器，其具有单纵模、发散角小、圆形对称光斑、耦合效率高、阈值低、调制速率高、体积小、可二维集成、可在片测试和价格便宜等很多优点。而本实用新型的发明人经过研究发现，目前大部分VCSEL出光波长在制备完成后不能调节，因此导致其使用具有一定局限性。

实用新型内容

针对现有大部分VCSEL出光波长在制备完成后不能调节，因此导致其使用具有一定局限性的技术问题，本实用新型提供一种可调出光波长的新型垂直腔面发射激光器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种可调出光波长的新型垂直腔面发射激光器，包括衬底基板，所述衬底基板底面形成有VCSEL阴极层，所述衬底基板表面形成有高反射率的下DBR层，所述下DBR层表面形成有有源区域，所述有源区域表面形成有氧化限制层，所述氧化限制层表面形成有高反射率的上DBR层，所述氧化限制层和上DBR层之间设置有液晶盒层和偏光片层，所述液晶盒层包括顺序层叠的液晶阳极、液晶盒和液晶阴极，所述液晶阳极为相隔预定间距的多列条状透明电极构成形成在氧化限制层表面，所述液晶盒包括相对配置的下取向层和上取向层及设置在上下取向层边缘的封框胶，所述液晶盒体内灌注有液晶和散布有隔离球，所述液晶阴极为整块透明电极构成形成在上取向层表面，所述偏光片层形成在液晶阴极表面并与上DBR层底面接触。

与现有技术相比，本实用新型提供的可调出光波长的新型垂直腔面发射激光器，通过在氧化限制层和上DBR层之间设置液晶盒层和偏光片层，液晶盒层包括顺序层叠的液晶阳极、液晶盒和液晶阴极，液晶阳极为相隔预定间距的多列条状透明电极构成形成在氧化限制层表面，液晶阴极为整块透明电极构成形成在液晶盒上取向层表面，偏光片层形成在液晶阴极表面并与上DBR层底面接触，由此当有源区域发射的激光经液晶盒在上下DBR多次反射以后，能够从基板底面透射或衍射出来，具体通过改变加在液晶阳极和液晶阴极之间的电压V_LC，电压的更改产生电场而使上下取向层表面沿摩擦方向排列的液晶分子重新排列来改变光线透过率即光线会被液晶扭曲，而偏光片层可将不具偏极性的自然光转化为偏振光，透过液晶的转向来控制光线穿透与否，进而产生明暗之显示效果，即利用液晶分子的扭转特性达到控制光线的通过程度，从而让光线能够从衬底基板底面透射出来，即在本申请中，由于液晶阳极为相隔预定间距的多列条状透明电极，相比于液晶阴极为整块透明电极而言改变了电极形状，即改变了整个液晶盒内的电场分布，进而改变液晶本身的偏转方向，同时配合偏光片使用，最终表现为液晶的折射系数取值范围更广，同时折射系数控制也更精准，以此实现通过改变液晶阴阳极之间电压的方式，进而改变液晶本身的折射系数，最终来改变VSCEL出光波长，进而能够实现更低成本的VSCEL，具有广泛的应用范围。

进一步，所述衬底基板为GaAs基板或GaN基板。