[發明專利]含鎵和氮激光源的智能可見光

在審

• 申請號: 201880064002.3
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN111164732A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 邁爾文·麥克勞林;詹姆斯·W·拉林;保羅·魯迪;弗拉德·諾沃特尼
• 申請（專利權）人: 天空激光二極管有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L27/02;H01L27/12;H01L33/00;H01L33/22;H01L33/26
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁小龍

1.一種被配置用于可見光通信的光源，包括：

控制器，包括調制解調器和驅動器，所述調制解調器被配置為接收數據信號，其中，所述控制器被配置為生成一個或多個控制信號，以操作所述驅動器，從而基于所述數據信號來生成驅動電流和調制信號；

光發射器，被配置為包括含鎵和氮的材料以及光腔的泵浦光裝置；所述光腔包括光波導區域和一個或多個刻面區域，其中，所述光腔配置有電極，以基于所述一個或多個控制信號中的至少一個控制信號向所述含鎵和氮的材料提供驅動電流，其中，所述驅動電流向在所述光波導區域中傳播的電磁輻射提供光學增益，其中，所述電磁輻射通過所述一個或多個刻面區域中的至少一個刻面區域而輸出，作為定向電磁輻射，所述定向電磁輻射的由在紫外或藍色波長范圍中的第一峰值波長表征，其中，使用由所述驅動器提供的所述調制信號來調制所述定向電磁輻射，以攜帶所述數據信號；

路徑，被配置為引導、過濾或分離所述定向電磁輻射；

波長轉換器，光耦合到所述路徑以接收來自所述泵浦光裝置的所述定向電磁輻射，其中，所述波長轉換器被配置為將具有所述第一峰值波長的所述定向電磁輻射的至少一部分轉換成比所述第一峰值波長長的至少第二峰值波長，并輸出至少包括所述第二峰值波長和部分所述第一峰值波長的白色光譜；以及

光束整形器，被配置為引導所述白色光譜以照射感興趣目標，并通過具有所述第一峰值波長的所述定向電磁輻射的至少一部分來將所述數據信號傳輸到所述感興趣目標處的接收器。

2.根據權利要求1所述的光源，其中，所述泵浦光裝置包括激光二極管裝置，或者其中，所述泵浦光裝置包括超發光二極管(SLED)裝置。

3.根據權利要求1所述的光源，其中，具有所述第一峰值波長的所述定向電磁輻射包括：具有在380nm-420nm范圍內的所述第一峰值波長的紫色光譜，和/或具有在420nm-480nm范圍內的所述第一峰值波長的藍色光譜。

4.根據權利要求1所述的光源，其中，所述調制解調器被配置為從有線或無線耦合的數據源接收所述數據信號，并將所述數據信號轉換成用于確定所述驅動器的輸出的模擬信號；其中，所述驅動器的輸出至少包括基于所述數據信號的用于控制從所述泵浦光裝置發射的定向電磁輻射的強度的驅動電流以及基于調幅或調頻的預定格式的調制信號。

5.根據權利要求1所述的光源，其中，所述定向電磁輻射包括在選自基于所述數據信號的大約50MHz到300MHz、300MHz到1GHz以及1GHz到100GHz的調制頻率范圍內的多個脈沖調制光信號；其中，所述白色光譜包括基于由來自所述光發射器的所述定向電磁輻射的至少一部分攜帶的所述數據信號而調制的多個脈沖調制光信號。

6.根據權利要求1所述的光源，其中，所述波長轉換器包括磷光體材料，所述磷光體材料被配置為在反射模式下具有接收以一入射角的所述定向電磁輻射的表面，其中，所述白色光譜是由所述磷光體材料轉換的所述第二峰值波長的光譜、從所述磷光體材料的表面反射的具有所述第一峰值波長的所述定向電磁輻射的一部分、以及從所述磷光體材料的內部散射的定向電磁輻射的一部分的組合。

7.根據權利要求1所述的光源，其中，所述波長轉換器包括磷光體材料，所述磷光體材料被配置為在透射模式下接收通過的所述定向電磁輻射，其中，所述白色光譜是未被所述磷光體材料吸收的所述定向電磁輻射的一部分和由所述磷光體材料轉換的所述第二峰值波長的光譜的組合；或者其中，所述波長轉換器包括多個波長轉換區域，所述波長轉換區域分別將藍色或紫色波長范圍轉換成主要紅色光譜、或主要綠色光譜、和/或峰值波長比所述定向電磁輻射的所述第一峰值波長長的主要藍色光譜。

8.根據權利要求1所述的光源，其中，所述光束整形器包括用于單獨地操縱主要紅色光譜、主要綠色光譜和主要藍色光譜的多個顏色特定的光學元件，以傳輸至針對不同的接收器攜帶不同的數據信號流的不同的感興趣目標。