垂直腔面发射激光器(VCSEL)由于其低成本，低功耗，光束发散角小，低电流状态下优异的高速调制特性等性能优势，在短距离数据传输、光互联、光存储等方面有很好的应用。而对于传统垂直腔面发射激光器由于其多横模激射和偏振方向不固定等缺点限制了其在传感和原子钟等领域中的应用。因此改善垂直腔面发射激光器的横向模式，实现激光器基横模工作，获得稳定的偏振态，成为垂直腔面发射激光器领域研究的关键。光子晶体结构是获得VCSEL单模工作的有效途径，因此受到全世界科技工作者高度关注。通常的光子晶体VCSEL采用氧化限制结构控制注入电流，其氧化孔径一般要比光子晶体出光孔径要大很多，阈值电流较大。本文主要研究用质子注入电流限制方法来制备光子晶体VCSEL。通过选择合适的质子注入孔径来制备出有较低阈值的单模的垂直腔面发射激光器。本文的主要研究内容如下:　　1.研究质子注入电流限制技术在光子晶体VCSEL中的应用。根据LSS理论指导和实际结构情况推导出注入浓度、能量、剂量等相关参数。分析光子晶体结构对折射率的影响，通过光子晶体光纤模型和实际工艺，在保证可以获得单模的条件下，设计出光子晶体刻蚀深度和合适的光子晶体结构以及光子晶体的周期，直径等相关参数。　　2.研究质子注入限制光子晶体VCSEL器件的制备流程，并且对工艺制备中的主要关键工艺进行深入研究，包括光刻工艺、质子注入自对准工艺、金电剥离工艺及光子晶体制备工艺中的电子数曝光和刻蚀工艺，研究出适合的电子束曝光胶和曝光剂量。　　3.制备出质子注入限制光子晶体垂直腔面发射激光器，搭建测试平台对器件的光电特性进行测试，包括近场特性、PIV特性、远场特性、光谱特性等，并对最终结果进行分析。