全文摘要
本实用新型提供一种外腔面光源VCSEL及其应用，其中，所述外腔面光源VCSEL包括：面光源以及位于所述面光源出光侧的透镜；所述面光源包括：‑N面电极、衬底层、外延层、‑P面电极，所述‑P面电极、外延层、衬底层、‑N面电极自上而下依次层叠设置，所述‑P面电极包括：上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构，所述上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构自上而下依次层叠设置，所述透镜的尺寸与所述面光源的发光面积相对应，所述‑P面电极发出的光线经所述透镜的调节后均匀出射。本实用新型的外腔面光源VCSEL利用透镜对光束的调节作用，将高阶模光束转化为低阶模光束，进而降低光束发散角，减小带宽。
主设计要求
1.一种外腔面光源VCSEL，其特征在于，所述外腔面光源VCSEL包括：面光源以及位于所述面光源出光侧的透镜；所述面光源包括：-N面电极、衬底层、外延层、-P面电极，所述-P面电极、外延层、衬底层、-N面电极自上而下依次层叠设置，所述-P面电极包括：上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构，所述上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构自上而下依次层叠设置，所述透镜的尺寸与所述面光源的发光面积相对应，所述-P面电极发出的光线经所述透镜的调节后均匀出射。
设计方案
1.一种外腔面光源VCSEL，其特征在于，所述外腔面光源VCSEL包括：面光源以及位于所述面光源出光侧的透镜；
所述面光源包括：-N面电极、衬底层、外延层、-P面电极，所述-P面电极、外延层、衬底层、-N面电极自上而下依次层叠设置，所述-P面电极包括：上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构，所述上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构自上而下依次层叠设置，所述透镜的尺寸与所述面光源的发光面积相对应，所述-P面电极发出的光线经所述透镜的调节后均匀出射。
2.根据权利要求1所述的外腔面光源VCSEL，其特征在于，所述衬底层为半绝缘的半导体衬底层。
3.根据权利要求1所述的外腔面光源VCSEL，其特征在于，所述外延层为高掺杂的半导体外延层。
4.根据权利要求3所述的外腔面光源VCSEL，其特征在于，多个发光芯片以非均匀或均匀阵列方式排布于所述半导体外延层上，适用于单一电极驱动或多电极分块驱动的列阵结构。
5.根据权利要求1所述的外腔面光源VCSEL，其特征在于，所述-P面电极为至少一个，所述-P面电极为多个时，多个-P面电极以阵列形式排布于所述外延层上。
6.根据权利要求5所述的外腔面光源VCSEL，其特征在于，所述-P面电极为多个时，多个-P面电极通过金属电极相连接。
7.根据权利要求1所述的外腔面光源VCSEL，其特征在于，适用于任何波长段，任何半导体材料体系的面发射激光器(VCSEL)。
8.根据权利要求1所述的外腔面光源VCSEL，其特征在于，适用于随机偏振结构，或偏振控制的结构。
9.根据权利要求1所述的外腔面光源VCSEL，其特征在于，所述外腔面光源VCSEL还包括光学支架，所述透镜通过所述光学支架设置于所述面光源的出光侧，所述光学支架上设置有所述透镜的安装槽。
10.一种三维成像系统，其特征在于，所述三维成像系统包括如权利要求1至6任一项所述的外腔面光源VCSEL。
11.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括如权利要求1至9任一项所述的外腔面光源VCSEL。
12.一种激光照明灯，其特征在于，所述激光照明灯包括如权利要求1至9任一项所述的外腔面光源VCSEL。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种外腔面光源VCSEL及其应用。
背景技术
目前，广泛使用的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的横模普遍为高阶模，其存在如下问题：光斑不均匀，光强分布分散，光束发散角大，带宽宽等，从而给应用过程造成诸多不便。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种外腔面光源VCSEL及其应用，以克服现有技术中存在的不足。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种外腔面光源VCSEL，其包括：面光源以及位于所述面光源出光侧的透镜；
所述面光源包括：-N面电极、衬底层、外延层、-P面电极，所述-P面电极、外延层、衬底层、-N面电极自上而下依次层叠设置，所述-P面电极包括：上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构，所述上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构自上而下依次层叠设置，所述透镜的尺寸与所述面光源的发光面积相对应，所述-P面电极发出的光线经所述透镜的调节后均匀出射。
作为本实用新型的外腔面光源VCSEL的改进，所述衬底层为半绝缘的半导体衬底层。
作为本实用新型的外腔面光源VCSEL的改进，所述外延层为高掺杂的半导体外延层。
作为本实用新型的外腔面光源VCSEL的改进，所述-P面电极为至少一个，所述-P面电极为多个时，多个-P面电极以阵列形式排布于所述外延层上。
作为本实用新型的外腔面光源VCSEL的改进，所述-P面电极为多个时，多个-P面电极通过金属电极相连接。
作为本实用新型的外腔面光源VCSEL的改进，所述多个发光芯片以非均匀或均匀阵列方式排布于所述半导体外延层上。适用于单一电极驱动或多电极分块驱动的列阵结构。
作为本实用新型的外腔面光源VCSEL的改进，适用于任何波长段，任何半导体材料体系的面发射激光器(VCSEL)。
作为本实用新型的外腔面光源VCSEL的改进，外腔结构适用于随机偏振结构，或偏振控制的结构。
作为本实用新型的外腔面光源VCSEL的改进，所述外腔面光源VCSEL还包括光学支架，所述透镜通过所述光学支架设置于所述面光源的出光侧，所述光学支架上设置有所述透镜的安装槽。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种三维成像系统，其包括如上所述的外腔面光源VCSEL。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种激光雷达，其包括如上所述的外腔面光源VCSEL。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种激光照明灯，其包括如上所述的外腔面光源VCSEL。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的外腔面光源VCSEL利用透镜对光束的调节作用，将高阶模光束转化为低阶模光束，进而降低光束发散角，减小带宽。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的外腔面光源VCSEL一具体实施方式的平面示意图；
图2为图1中面光源的层结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1、2所示，本实用新型提供一种外腔面光源VCSEL，其包括：面光源1以及位于所述面光源1出光侧的透镜2。
所述面光源1用于投射激光，其包括：-N面电极11、衬底层12、外延层13、-P面电极14。其中，所述-P面电极14、外延层13、衬底层12、-N面电极11自上而下依次层叠设置。优选地，所述衬底层12采用半绝缘的半导体衬底层。所述外延层13采用高掺杂的半导体外延层。
所述-P面电极14采用VCSEL激光芯片，从而所述-P面电极14包括：上DBR结构141、有源层结构142以及下DBR结构143。其中，所述上DBR结构141、有源层结构142以及下DBR结构143自上而下依次层叠设置。
进一步地，所述-P面电极14为至少一个，为了获得足够的激光光强，所述-P面电极14可以为多个，此时，多个-P面电极14以阵列形式排布于所述外延层13上，同时多个-P面电极14通过金属电极相连接。
所述透镜2用于对所述面光源1发出的激光进行调节。具体地，所述透镜2位于所述面光源1的出光侧，从而面光源1的激光光束经过透镜2后，由高阶模转化为低阶模，而透镜2对激光光束的调节作用，可以使激光光束的光强分布更为均匀，并降低光束发散角，减小带宽。
为了对面光源1发出的激光光束进行全面调节，所述透镜2的尺寸与所述面光源1的发光面积相对应，所述-P面电极14发出的光线经所述透镜2的调节后均匀出射。此外，为了使得位于面光源1出光侧的透镜2位置保持固定，所述外腔面光源VCSEL还包括光学支架，所述透镜2通过所述光学支架设置于所述面光源1的出光侧。相应的，所述光学支架上设置有所述透镜2的安装槽。
基于如上所述的外腔面光源VCSEL，本实用新型还提供了该外腔面光源VCSEL应用的技术方案。
在一个实施方式中，本实用新型提供一种三维成像系统，其包括如上所述的外腔面光源VCSEL。
在一个实施方式中，本实用新型提供一种激光雷达，其包括如上所述的外腔面光源VCSEL。
在一个实施方式中，本实用新型提供一种激光照明灯，其包括如上所述的外腔面光源VCSEL。
综上所述，本实用新型的外腔面光源VCSEL利用透镜对光束的调节作用，将高阶模光束转化为低阶模光束，进而降低光束发散角，减小带宽。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822269181.4
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209544818U
授权时间:20191025
主分类号:H01S 5/06
专利分类号:H01S5/06;H01S5/183;G01S7/481;F21K9/23;F21K9/69;F21Y115/30
范畴分类:38H;
申请人:苏州长光华芯半导体激光创新研究院有限公司
第一申请人:苏州长光华芯半导体激光创新研究院有限公司
申请人地址:215163 江苏省苏州市科技城昆仑山路189号2幢（长光华芯）
发明人:王俊;刘恒;谭少阳;闵大勇
第一发明人:王俊
当前权利人:苏州长光华芯半导体激光创新研究院有限公司
代理人:杨淑霞
代理机构:32293
代理机构编号:苏州国诚专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计