[發(fā)明專利]一種二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410005718.X
• 申請(qǐng)日: 2014-01-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103730833B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉迪;王曉薇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海特光電有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01S5/42
• 分類號(hào): H01S5/42
• 代理公司: 北京中北知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11253
• 代理人: 馮夢(mèng)洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體激光器件的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣。

背景技術(shù)

垂直腔面發(fā)射激光器由于其低閾值電流，低輸出光束發(fā)散角，低成本等優(yōu)點(diǎn)引起了高速數(shù)據(jù)傳輸，高分辨率打印以及泵浦固體激光器和光纖激光器等應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，隨著垂直腔面發(fā)射激光器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，對(duì)其輸出功率也提出了更高的要求。

在單個(gè)芯片上將各個(gè)單管單元集成為一個(gè)二維列陣是提高垂直腔面發(fā)射激光器輸出功率的有效方法之一，較高的集成度和適當(dāng)?shù)纳崮軌蚴沟眠@種二維列陣更容易獲得高功率輸出。但是，由于電流具有橫向擴(kuò)展效應(yīng)，在二維列陣單元之間會(huì)產(chǎn)生電流的疊加，進(jìn)而出現(xiàn)熱串?dāng)_。尤其在排布較密集的二維列陣器件中，由于單元間距較小使得單元之間的熱耦合問(wèn)題更為嚴(yán)重。這就導(dǎo)致垂直腔面發(fā)射激光器列陣的溫度升高，伴隨而來(lái)的是閾值電流密度的增加和輸出功率的降低，從而限制了器件的應(yīng)用領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)外報(bào)導(dǎo)的列陣均為單元間距相等的方陣排列方式，通過(guò)增大單元間距來(lái)減小單元間的熱串?dāng)_，從而降低器件的溫度。但是，對(duì)于方形排布的垂直腔面發(fā)射激光器列陣來(lái)說(shuō)，隨著單元間距的增大使得整個(gè)列陣的尺寸也會(huì)增大，從而限制了其在高密度集成方面的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣，其熱串?dāng)_更低、單元密度更大、單元激光器件不同耦合位置的溫度均勻分布、列陣整體溫度較低、顯著改善高功率垂直腔面發(fā)射激光器列陣的熱效應(yīng)、提高器件輸出性能、擴(kuò)展了激光器的應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：這種二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣，其包括面電極和n個(gè)單元激光器件，n為大于3的整數(shù)，單元激光器件分布在面電極上，單元激光器件包括(n-2)²個(gè)中心區(qū)單元激光器件、（n-1）*2個(gè)水平外圍單元激光器件、（n-2）*2個(gè)垂直外圍單元激光器件、2個(gè)邊緣單元激光器件，每個(gè)單元激光器件的有源區(qū)直徑均為d且出光孔徑為r,相鄰兩個(gè)中心區(qū)單元激光器件之間的距離為D，D>d，垂直外圍單元激光器件與相鄰中心區(qū)單元激光器件在同一水平線上且二者的間距為d，水平外圍單元激光器件位于相鄰兩個(gè)中心區(qū)單元激光器件的中垂線上且與該中垂點(diǎn)距離為d，或者水平外圍單元激光器件位于相鄰的中心區(qū)單元激光器件和垂直外圍單元激光器件的中垂線上且與該中垂點(diǎn)距離為d，邊緣單元激光器件位于該列陣的水平中心線上且與鄰近單元激光器件間距為d，或者與相鄰垂直外圍單元激光器件中垂點(diǎn)間距為d。

本發(fā)明通過(guò)采用這種類似菱形的布置方式，使得在同樣面電極面積的情況下熱串?dāng)_更低、單元密度更大、單元激光器件不同耦合位置的溫度均勻分布、列陣整體溫度較低、顯著改善高功率垂直腔面發(fā)射激光器列陣的熱效應(yīng)、提高器件輸出性能、擴(kuò)展了激光器的應(yīng)用領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中n=4；

圖2為圖1中各單元激光器件的距離的示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣的一個(gè)單元激光器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為現(xiàn)有的二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中n=5；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中n=5；

圖6為現(xiàn)有的二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中n=6；

圖7為根據(jù)本發(fā)明的二維垂直腔面發(fā)射的激光器列陣的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中n=6；

圖8為不同單元間距現(xiàn)有列陣的第一行溫度分布，其中n=4；

圖9不同單元間距現(xiàn)有列陣的第二行溫度分布，其中n=4；

圖10優(yōu)選實(shí)施例列陣的第一行溫度分布，其中n=4；

圖11優(yōu)選實(shí)施例列陣的第二行溫度分布，其中n=4。

具體實(shí)施方式