本申请涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种半导体激光器芯片。
背景技术：
1、激光器广泛应用于激光显示、激光电视、激光投影仪、通讯、医疗、武器、制导、测距、光谱分析、切割、精密焊接、高密度光存储等领域。激光器的各类很多，分类方式也多样，主要有固体、气体、液体、半导体和染料等类型激光器；与其他类型激光器相比，全固态半导体激光器芯片具有体积小、效率高、重量轻、稳定性好、寿命长、结构简单紧凑、小型化等优点。
2、激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别：
3、1)激光是由载流子发生受激辐射产生，光谱半高宽较小，亮度很高，单颗激光器输出功率可在w级，而氮化物半导体发光二极管则是自发辐射，单颗发光二极管的输出功率在mw级；
4、2)激光器的使用电流密度达ka/cm2，比氮化物发光二极管高2个数量级以上，从而引起更强的电子泄漏、更严重的俄歇复合、极化效应更强、电子空穴不匹配更严重，导致更严重的效率衰减droop效应；
5、3)发光二极管自发跃迁辐射，无外界作用，从高能级跃迁到低能级的非相干光，而激光器为受激跃迁辐射，感应光子能量应等于电子跃迁的能级之差，产生光子与感应光子的全同相干光；
6、4)原理不同：发光二极管为在外界电压作用下，电子空穴跃迁到有源层或p-n结产生辐射复合发光，而激光器需要激射条件满足才可激射，必须满足有源区载流子反转分布，受激辐射光在谐振腔内来回振荡，在增益介质中的传播使光放大，满足阈值条件使增益大于损耗，并最终输出激光。
7、氮化物半导体紫外激光器存在以下问题：激光器激射后，多量子阱有源区载流子浓度饱和，双极性电导效应减弱，激光器的串联电阻增加，导致激光器电压上升。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种半导体激光器芯片。
2、本发明实施例提供了一种半导体激光器芯片，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层，所述有源层具有弹性系数分布、介电常数分布和禁带宽度分布特性。
3、优选地，所述有源层的弹性系数分布具有近似二次函数y＝ax2+bx+c(a＜0)曲线分布。
4、优选地，所述有源层的介电常数分布具有函数y＝dx2+ex+f(d＞0)曲线分布。
5、优选地，所述有源层的禁带宽度分布具有函数y＝gx2+hx+i(g＜0)曲线分布。
6、优选地，所述有源层的弹性系数分布、介电常数分布和禁带宽度分布的函数系数具有如下关系：g≤a＜0＜d。
7、优选地，所述有源层的in/c元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为α，所述有源层的in/c元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为β，所述有源层的in/o元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为γ，所述有源层的in/o元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为θ，所述有源层的in/h元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为δ，所述有源层的in/h元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为σ，其中：25°≤σ≤δ≤θ≤γ≤β≤α≤90°。
8、优选地，所述有源层的in/si元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为所述有源层的in/si元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为ψ，所述有源层的in/mg元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为μ，所述有源层的in/mg元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为ρ，其中：
9、优选地，所述有源层为阱层和垒层组成的量子阱，周期数为3≥m≥1；
10、所述有源层的阱层为ingan、gan、alinn、inn、alingan的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至120埃米；
11、所述有源层的垒层为gan、algan、alingan、aln、alinn的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至200埃米。
12、优选地，所述上波导层为gan、algan、alingan、inn、ingan、alinn的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至5000埃米；
13、所述下波导层为gan、algan、alingan、inn、ingan、alinn的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至5000埃米；
14、所述上限制层为gan、algan、alingan、aln、ingan、alinn的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至50000埃米；
15、所述下限制层为gan、algan、ingan、alingan、aln、inn、alinn、sic、ga2o3、bn的任意一种或任意组合。
16、优选地，所述衬底包括蓝宝石、硅、ge、ga2o3、bn、sic、aln、gan、gaas、inp、蓝宝石/sio2复合衬底、蓝宝石/aln复合衬底、蓝宝石/sinx、金刚石、镁铝尖晶石mgal2o4、mgo、zno、zrb2、lialo2和ligao2复合衬底的任意一种。
17、本发明的有益效果如下：本发明将半导体激光器芯片中的有源层设计具有特定弹性系数分布、介电常数分布和禁带宽度分布特性，提升有源区载流子饱和后的双极性电导效应，减少有源层的串联电阻，降低激光器的电压和阈值电流密度。
1.一种半导体激光器芯片，包括从下至上依次设置的衬底、下限制层、下波导层、有源层、上波导层和上限制层，其特征在于，所述有源层具有弹性系数分布、介电常数分布和禁带宽度分布特性。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述有源层的弹性系数分布具有近似二次函数y＝ax2+bx+c(a＜0)曲线分布。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述有源层的介电常数分布具有函数y＝dx2+ex+f(d＞0)曲线分布。
4.根据权利要求3所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述有源层的禁带宽度分布具有函数y＝gx2+hx+i(g＜0)曲线分布。
5.根据权利要求4所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述有源层的弹性系数分布、介电常数分布和禁带宽度分布的函数系数具有如下关系：g≤a＜0＜d。
6.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述有源层的in/c元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为α，所述有源层的in/c元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为β，所述有源层的in/o元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为γ，所述有源层的in/o元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为θ，所述有源层的in/h元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为δ，所述有源层的in/h元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为σ，其中：25°≤σ≤δ≤θ≤γ≤β≤α≤90°。
7.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述有源层的in/si元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为所述有源层的in/si元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为ψ，所述有源层的in/mg元素比例分布的峰值位置往下限制层方向的下降角度为μ，所述有源层的in/mg元素比例分布的峰值位置往上限制层方向的下降角度为ρ，其中：
8.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述有源层为阱层和垒层组成的量子阱，周期数为3≥m≥1；
9.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述上波导层为gan、algan、alingan、inn、ingan、alinn的任意一种或任意组合，厚度为10埃米至5000埃米；
10.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片，其特征在于，所述衬底包括蓝宝石、硅、ge、ga2o3、bn、sic、aln、gan、gaas、inp、蓝宝石/sio2复合衬底、蓝宝石/aln复合衬底、蓝宝石/sinx、金刚石、镁铝尖晶石mgal2o4、mgo、zno、zrb2、lialo2和ligao2复合衬底的任意一种。
