[發明專利]具有可尋址孔隙的陣列的光學裝置和系統

在審

• 申請號: 201910294740.3
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110416873A
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 達·庫·王;鐘-伊·蘇
• 申請（專利權）人: 安華高科技股份有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/32
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

在本文中描繪和描述了具有可尋址孔隙的陣列的光學裝置和系統。所公開的光學系統的一個實例包含：半導體層；第一金屬條，其定位成鄰近于所述半導體層的第一表面；第二金屬條，其定位成鄰近于與所述半導體層的所述第一表面相對的所述半導體層的第二表面；以及第三金屬條，其定位成鄰近于所述半導體層的所述第二表面。在一個實例中，所述第一金屬條包含定位成鄰近于所述半導體層中的第一有源區的第一孔隙和定位成鄰近于所述半導體層中的第二有源區的第二孔隙。接近于所述第一有源區且不接近于所述第二有源區所述第二金屬條覆蓋所述第一金屬條并且所述第三金屬條與所述第二金屬條基本上平行地定向。

技術領域

實例實施例大體上涉及光學裝置和系統。

背景技術

形成二維陣列的簡易性是垂直空腔表面發射激光器(VCSEL)優于邊緣發射激光器的一個優點。此類陣列在陣列的每個元件可以單獨地尋址的應用中尤其有用，例如，在期望產生依序掃描激光源的應用中。然而，由于其低缺陷密度，n型襯底在構建VCSEL 中是優選的。通過導電襯底，個體尋址每個陣列元件可以僅通過以電氣方式隔離每個元件的p觸點與陣列中的另一元件來實現，而不是在更方便的行-列選擇配置中。此外，為了最小化個體元件的溫度升高以及防止陣列元件之間的熱量串擾降低VCSEL性能，在形成掃描激光源的組裝/封裝中，優選的是將具有p側向下的VCSEL裸片安裝到具有高熱導率的子安裝架上。

然而，為了將大陣列(例如，16x16陣列)的隔離的元件中的每一個連接到具有在子安裝架上的無源跡線的激光驅動電路，需要子安裝架的復雜的多層構造。此類復雜的子安裝架，即使是可行的，也會妨礙來自VCSEL的熱流。這有效地打敗了p向下配置所提供的優點。此外，所述配置需要用于陣列元件中的每一個的個體驅動器。

上文所注意到的問題的一個解決方案是使用有源矩陣行-列開關以簡化子安裝架上所需要的布線，但是此類有源矩陣開關類似地干擾來自VCSEL的熱流。即使由多層子安裝架和/或有源矩陣開關芯片引入的熱降解可以得到管理，但是光必須從n襯底側發射，并且因此，限制VCSEL在對襯底透明的長波長下操作(例如，對于基于GaAs的 VCSEL，所使用的波長必須長于940nm)。然而，襯底的n摻雜增大了自由載體吸收，尤其是在較長波長下，這降低了VCSEL的效率。相應地，所期望的VCSEL陣列是直接地行-列可尋址的同時維持高熱導率而沒有對發射波長的限制。

發明內容

在一個方面中，本發明涉及一種光學裝置，其包括：半導體層，其具有第一表面和與第一表面相對的第二表面，半導體層包括多個有源區；多個第一金屬條，其定位成鄰近于第一表面，多個第一金屬條中的每一個基本上平行布置并且定向在第一方向上；多個孔隙，其定位在多個第一金屬條上；以及多個第二金屬條，其定位成鄰近于第二表面，多個第二金屬條中的每一個基本上平行布置并且定向在相對于第一方向形成角度的第二方向上，其中多個有源區中的每一個定位在駐留在多個第一金屬條中的金屬條與多個第二金屬條中的金屬條之間的交叉點處，并且其中多個有源區分別與多個孔隙對應性地定位，使得多個有源區可適應于穿過對應的孔隙獨立地發射光。

在另一方面中，本發明涉及一種光學系統，其包括：半導體層；第一金屬條，其定位成鄰近于半導體層的第一表面，其中第一金屬條包括定位成鄰近于半導體層中的第一有源區的第一孔隙，并且其中第一金屬條包括定位成鄰近于半導體層中的第二有源區的第二孔隙；第二金屬條，其定位成鄰近于與半導體層的第一表面相對的半導體層的第二表面，其中接近于第一有源區且不接近于第二有源區第二金屬條覆蓋第一金屬條；以及第三金屬條，其定位成鄰近于半導體層的第二表面，其中第三金屬條與第二金屬條基本上平行地定向，并且其中接近于第二有源區且不接近于第一有源區第三金屬條覆蓋第一金屬條。