[發明專利]一種半導體激光發射器

在審

• 申請號: 202011361135.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112490846A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 雷述宇
• 申請（專利權）人: 寧波飛芯電子科技有限公司
• 主分類號: H01S5/042
• 分類號: H01S5/042;H01S5/183
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種半導體激光發射器，其特征在于，包括：第一DBR層，第二DBR層，配置于所述第一DBR層與所述第二DBR層之間的量子阱有源區，所述第二DBR層還連接襯底層，所述襯底層具有第一厚度，所述襯底遠離所述量子阱有源區的一側包含激發所述量子阱有源區的第一電極和第二電極；通過將驅動有源區的第一電極和第二電極設置在襯底的相同側，減少了引線電感，使得發射器能夠適應更高電信號傳遞速率要求的場景，同時也不用改變頂出光的出光方式。

技術領域

本發明涉及半導體激光發射器領域，具體而言，涉及一種VCSEL類型的激光器結構。

背景技術

半導體類型的激光器，由于其出色的可控性能，并且非常容易實現陣列型的集成化設計，被越來越多地利用在各個探測過程中，通過對于電壓等特性的控制也能比較方便地實現激光參數的調整，對于整個系統而言是非常有利的，半導體激光器是指以半導體材料為工作物質的激光器，又稱半導體激光二極管(LD)，是20世紀60年代發展起來的一種激光器。半導體激光器的工作物質有幾十種，例如砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)等，激勵方式主要有電注入式、光泵式和高能電子束激勵式三種。半導體激光器的優點主要包含以下幾個方面：1)體積小、重量輕。2)可注入激勵：僅用幾伏的電壓注入毫安級的電流就能夠驅動。除電源裝置以外不需要其它的激勵設備和部件。電功率直接變換成光功率，能量效率高。3)波長范圍寬：適當的選擇材料和合金比，在紅外和可見光很寬的波長范圍內能夠實現任意波長的激光器。4)可直接調制：把信號重疊在驅動電流上，在直流到G赫茲范圍內，可以調制振蕩強度、頻率和相位。5)相干性高：用單橫模的激光器可以得到空間上相干性高的輸出光。在分布反饋型(DFB)和分布布拉格反射型(DBR)激光器中能夠得到穩定的單縱模激射，得到時間上的高相干性等等優勢。

目前應用較多的一種半導體激光器為表面發射半導體激光器，與傳統的邊緣發射報道提激光器相比也具有許多的優勢，而在表面發射型半導體激光器中垂直腔表面發射激光器VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers)因其本身低閾值、圓形光束、易耦合和易二維集成其同時具有邊模抑制比高、閾值低、體積小、易于集成、輸出功率高等優點，成為光電子領域研究的熱點。例如用于3D成像的結構光源，激光檢測和測距(LADAR)，飛行時間(TOF)3D成像，航空防御和聚變研究等。垂直腔面發射激光器(VCSEL)由于低功率應用以及高頻優勢和制造優于其他類型的半導體激光器件而常用于許多半導體激光器應用中，在TOF測距過程中需要保證VCSEL激光源具有可靠的激光輸出，然而目前所采用的封裝方案，VCSEL器件通過焊料或環氧樹脂正面安裝到封裝的基板上。然后可以使用引線鍵合將VCSEL器件連接到外部電路，如此本身的引線之間存在寄生電感，例如在1mm的引線存在1nH的寄生電感，因此現有結構的半導體激光器還需要引線，這種結構本身所需要的引線數量有比較多，如此將存在因為寄生電感等效應而引起的一系列問題，例如需要傳輸高速電信號傳遞要求時，這對于現在越來越多地將VCSEL型半導體激光器用于高精度的TOF方案測量中，將非常重要，此時需要VCSEL高速精確地響應。

因此開發一種能夠消除現有技術的引線所產生的寄生電感，進而保證TOF類型測距系統的高電信號傳遞要求的VCSEL類型的半導體發射器是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術中的不足，提供一種半導體激光發射器，以便解決相關技術中，由于引出線而導致的寄生電感在TOF類型的探測系統精度對應的高速電信號傳遞要求等等引起的一些列問題，嚴重的甚至導致VCSEL類型的半導體激光器在TOF領域的應用被極大地限制的情形。

為實現上述目的，本發明實施例采用的技術方案如下：

本發明實施例提供了一種半導體激光發射器，其特征在于，包括：第一DBR層，第二DBR層，配置于所述第一DBR層與所述第二DBR層之間的量子阱有源區，所述第二DBR層還連接襯底層，所述襯底層具有第一厚度，所述襯底遠離所述量子阱有源區的一側包含激發所述量子阱有源區的第一電極和第二電極。