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本发明公开了一种稀土掺杂的光子级联VCSEL激光器，该激光器为半导体衬底上制备的具有稀土掺杂半导体层的VCSEL芯片外延结构，包括激光谐振腔和稀土掺杂高增益有源区，两者形成光子级联复合腔，激光谐振腔内的激光产生机制形成电致发光，在注入电流的激励下，电子和空穴重新复核辐射大量光子，形成能带间的第一波长激光；当第一波长激光得到预设强度时，激发稀土掺杂高增益有源区中掺杂的金属离子的粒子能级从而跃迁产生第二波长激光，形成光致发光，使得第一波长激光被完全吸收，激光器只发出第二波长激光。通过本发明的技术方案，实现了能级跃迁过程中能量的高效利用，提高了发光效率，并实现了窄线宽激光输出。
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