本技術涉及半導體光電器件領域，尤其涉及一種氮化鎵基半導體激光器。
背景技術：
1、激光器廣泛應用于激光顯示、激光電視、激光投影儀、通訊、醫療、武器、制導、測距、光譜分析、切割、精密焊接、高密度光存儲等領域。激光器的各類很多，分類方式也多樣，主要有固體、氣體、液體、半導體和染料等類型激光器；與其他類型激光器相比，全固態半導體激光器具有體積小、效率高、重量輕、穩定性好、壽命長、結構簡單緊湊、小型化等優點。
2、激光器與氮化物半導體發光二極管存在較大的區別：
3、1)激光是由載流子發生受激輻射產生，光譜半高寬較小，亮度很高，單顆激光器輸出功率可在w級，而氮化物半導體發光二極管則是自發輻射，單顆發光二極管的輸出功率在mw級；
4、2)激光器的使用電流密度達ka/cm2，比氮化物發光二極管高2個數量級以上，從而引起更強的電子泄漏、更嚴重的俄歇復合、極化效應更強、電子空穴不匹配更嚴重，導致更嚴重的效率衰減droop效應；
5、3)發光二極管自發躍遷輻射，無外界作用，從高能級躍遷到低能級的非相干光，而激光器為受激躍遷輻射，感應光子能量應等于電子躍遷的能級之差，產生光子與感應光子的全同相干光；
6、4)原理不同：發光二極管為在外界電壓作用下，電子空穴躍遷到量子阱或p-n結產生輻射復合發光，而激光器需要激射條件滿足才可激射，必須滿足有源區載流子反轉分布，受激輻射光在諧振腔內來回振蕩，在增益介質中的傳播使光放大，滿足閾值條件使增益大于損耗，并最終輸出激光。
7、氮化物半導體激光器存在以下問題：熱損耗：泵浦光與振蕩光之間的光子能量差形成的斯托克斯頻移損耗轉換為熱量，以及泵浦能級到激光上能級的耦合率不為1的能量損失轉換為熱量，兩者共同產生大量廢熱，使激光器溫度分布不均勻，引起熱膨脹和熱應力分布不均勻，產生溫度淬滅、激光器斷裂、熱透鏡效應和應力雙折射效應；熱透鏡在空間中產生類似透鏡現象，而應力雙折射效應改變入射光的偏振狀態，使激光光束去極化和失真。激光器芯片有源區內存在非輻射復合損耗和自由載流子吸收產生大量熱量，同時，外延和芯片材料存在電阻在電流注入下會產生焦耳熱損耗和載流子吸收損耗，且芯片材料熱導率低，散熱性能差，導致有源層溫度升高，出現激射波長紅移、量子效率下降、功率降低、閾值電流增大、壽命變短和可靠性變差等問題。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題之一，本發明提供了一種氮化鎵基半導體激光器。
2、本發明實施例提供了一種氮化鎵基半導體激光器，包括從下至上依次設置的襯底、下限制層、下波導層、有源層、上波導層和上限制層，所述下限制層包括從下至上依次設置的第一下限制層、第二下限制層和第三下限制層，所述氮化鎵基半導體激光器還包括多重空位電子聲子調控層，所述多重空位電子聲子調控層包括第一多重空位電子聲子調控層、第二多重空位電子聲子調控層和第三多重空位電子聲子調控層，所述第一多重空位電子聲子調控層設置在所述第一下限值層與第二下限制層之間，所述第二多重空位電子聲子調控層設置在所述第二下限制層與第三下限制層之間，所述第三多重空位電子聲子調控層設置在所述第三下限制層與下波導層之間，所述第一多重空位電子聲子調控層、第二多重空位電子聲子調控層和第三多重空位電子聲子調控層均具有電子親和能分布特性和極化光學聲子能量分布特性；
3、所述第一多重空位電子聲子調控層的電子親和能具有函數y1＝a+b*ex1/x1第三象限曲線分布；所述第二多重空位電子聲子調控層的電子親和能具有函數y2＝c+d*lnx2/x2曲線分布；所述第三多重空位電子聲子調控層的電子親和能具有函數y3＝e+f*x3/lnx3第一象限曲線分布；
4、所述第一多重空位電子聲子調控層的極化光學聲子能量具有函數y4＝m+n*lnx1/ex1曲線分布；所述第二多重空位電子聲子調控層的極化光學聲子能量具有函數y5＝o+p*ex2/x2第三象限曲線分布；所述第三多重空位電子聲子調控層的極化光學聲子能量具有函數y6＝q+r*x3/ex3曲線分布；
5、其中，x1為第一多重空位電子聲子調控層往第二下限制層方向的深度，x2為第二多重空位電子聲子調控層往第三下限制層方向的深度，x3為第三多重空位電子聲子調控層往下波導層方向的深度。
6、優選地，所述第一多重空位電子聲子調控層的電子親和能為d，第二多重空位電子聲子調控層的電子親和能為e，第三多重空位電子聲子調控層的電子親和能為f，其中：0.1＜f＜e＜d＜10。
7、優選地，所述第一多重空位電子聲子調控層的極化光學聲子能量為j，第二多重空位電子聲子調控層的極化光學聲子能量為k，第三多重空位電子聲子調控層的極化光學聲子能量為l，其中：30(mev)＜j＜l＜k＜800(mev)。
8、優選地，所述第一多重空位電子聲子調控層、第二多重空位電子聲子調控層和第三多重空位電子聲子調控層還具有電子有效質量分布特性和介電常數分布特性；
9、所述第一多重空位電子聲子調控層的電子有效質量具有函數y7＝g+h*lnx1/x1曲線分布；所述第二多重空位電子聲子調控層的電子有效質量具有函數y8＝i+j*x2/lnx2第三象限曲線分布；所述第三多重空位電子聲子調控層的電子有效質量具有函數y9＝k+l*lnx3/x3曲線分布；
10、所述第一多重空位電子聲子調控層的介電常數具有函數y10＝s+t*cosx1/x1第二四象限曲線分布；所述第二多重空位電子聲子調控層的介電常數具有函數y11＝u+v*x2/ex2曲線分布；所述第三多重空位電子聲子調控層的介電常數具有函數y12＝w+z*sinx3/x32第一象限曲線分布。
11、優選地，所述第一多重空位電子聲子調控層的電子有效質量為g，第二多重空位電子聲子調控層的電子有效質量為h，第三多重空位電子聲子調控層的電子有效質量為i，其中：0.01＜g＜i＜h＜5。
12、優選地，所述第一多重空位電子聲子調控層的介電常數為m，第二多重空位電子聲子調控層的介電常數為n，第三多重空位電子聲子調控層的介電常數為p，其中：2＜n＜p＜m＜20。
13、優選地，所述多重空位電子聲子調控層為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、金剛石的任意一種或任意組合。
14、優選地，所述有源層為阱層和壘層組成的周期結構，周期數為3≥m≥1；
15、阱層為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的任意一種或任意組合，厚度為10埃米至100埃米；
16、壘層為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的任意一種或任意組合，厚度為10埃米至200埃米。
17、優選地，所述下限制層、下波導層、上波導層、上限制層為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的任意一種或任意組合的任意一種或任意組合。
18、優選地，所述襯底包括藍寶石、硅、cuw、mo、tiw、cu、ge、sic、aln、gan、gaas、inp、藍寶石/sio2復合襯底、藍寶石/aln復合襯底、藍寶石/sinx、藍寶石/sio2/sinx復合襯底、鎂鋁尖晶石mgal2o4、mgo、zno、zrb2、lialo2和ligao2復合襯底的任意一種。
19、本發明的有益效果如下：本發明在半導體激光元件中設置多層結構的多重空位電子聲子調控層，并將多層多重空位電子聲子調控層分別穿插設置在多層下限制層中，同時限定每層多重空位電子聲子調控層的電子親和能分布特性以及極化光學聲子能量分布特性，以形成單空位、空位集團與多空位調控電子聲子結構，將電子聲子局域在下限制層與下波導層之間，降低泵浦光與振蕩光之間的光子能量差形成的斯托克斯頻移，降低聲子振動和聲子輸運的熱損耗，提升激光元件的散熱性和改善外延層間熱失配，抑制激光器的熱透鏡效應和應力雙折射效應，改善激光光束失真和去極化問題，提升激光光束質量因子。