JP2020512700A - 垂直共振型面発光レーザを含む本質的に安全なレーザ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
基板を用意するステップと、
第1の電極を設けるステップと、
第1の分布ブラッグ反射器を設けるステップと、
活性層を設けるステップと、
活性層が第1の分布ブラッグ反射器と第2の分布ブラッグ反射器との間にはさまれるように、第2の分布ブラッグ反射器を設けるステップと、
電流が第1の電極および第2の電極によって活性層を横切って供給されるように第2の電極を設けるステップと、
光学構造をレーザ装置の半導体層構造に一体化するステップと、を含み、光学構造がレーザ装置の眼の安全性を高めるためにレーザ光のレーザ放射角を増加させるように構成されている。
本発明の基本的な考え方は、レーザ装置によって放射されたレーザ光150のレーザ放射角を増加させるように構成された光学構造140をレーザ装置の半導体層構造に一体化することである。半導体層構造は、さらなるエピタキシャル半導体層が処理される半導体基板101を含む。レーザ装置は、最終的にパッケージによって封入することができる。光拡散光学構造140を半導体層構造に一体化することによって、光学構造140にアクセスすることがほぼ不可能になる。さらに、レーザ放射角の増加を回避するためには、レーザ装置の半導体層構造を操作しなければならない。敏感な半導体層構造の操作には、通常、レーザ装置のレーザ光150放射構造が破壊されるという影響がある。光学構造140を平滑化するために使用することができる材料(例えば、液体)によって光学構造140を回避することは、光学構造140にアクセスすることがほぼ不可能であり、半導体層、特に半導体基板101の高屈折率のために本質的に効果がない。
101 基板
110 第1の分布ブラッグ反射器
115 活性層
120 第2の分布ブラッグ反射器
121 底部コンタクト層
122 頂部コンタクト層
125 第2の電極
130 光共振器
140 光学構造
150 レーザ光
152 コリメートされたレーザ光
154 角度の拡散
156 レーザ放射角
410 基板を用意するステップ
420 第1のDBRを設けるステップ
430 活性層を設けるステップ
440 第2のDBRを設けるステップ
450 光学構造を一体化するステップ
460 第2の電極を設けるステップ
470 第1の電極を設けるステップ
Claims (10)
- レーザ光(150)を放射するように構成されている同じ半導体基板(101)上に構成された垂直面発光レーザのアレイを含むレーザ装置であって、垂直共振型面発光レーザが第1の電極(100)、第1の分布ブラッグ反射器(110)、活性層(115)、第2の分布ブラッグ反射器(120)、および第2の電極(125)を含み、前記活性層(115)が前記第1の分布ブラッグ反射器(110)と前記第2の分布ブラッグ反射器(120)との間にはさまれ、前記第1の電極(100)および前記第2の電極(125)がレーザ光(150)を生成するために前記活性層(115)を横切って電流を供給するように構成され、前記垂直共振型面発光レーザが前記半導体基板(101)を通して前記レーザ光(150)を放射するように構成された底部エミッタであり、前記レーザ装置が前記レーザ装置の眼の安全性を高めるために、前記レーザ光(150)のレーザ放射角(156)を増加させるように構成された光学構造(140)を含み、前記光学構造(140)が前記レーザ装置の半導体層構造の一体化された部分であり、前記光学構造(140)が前記半導体基板(101)の表面構造を含み、前記半導体基板(101)の厚さが、隣接する垂直面発光レーザによって放射されたレーザ光(150)が前記表面構造の面内で互いに交差するように構成され、前記表面構造が、前記半導体基板(101)の放射面の均一な放射が可能になるように構成されている、レーザ装置。
- 前記光学構造(140)が屈折拡散器または回折拡散器を含む、請求項1に記載のレーザ装置。
- 前記第1の分布ブラッグ反射器(110)、前記活性層(115)、および前記第2の分布ブラッグ反射器(120)が前記半導体基板(101)の第1の側に配置され、前記表面構造が前記半導体基板(101)の前記第1の側とは反対の前記半導体基板(101)の第2の側に配置されている、請求項1に記載のレーザ装置。
- 前記表面構造が前記半導体基板(101)の前記第2の側でエッチングされている、請求項3に記載のレーザ装置。
- 前記半導体基板(101)の前記厚さが、少なくとも、隣接する垂直面発光レーザ間の最も近い距離を前記半導体基板(101)の前記レーザ光(150)の放射角の正接の2倍で割ったものである、請求項1に記載のレーザ装置。
- 前記表面構造が、2°〜20°、好ましくは2°〜8°、最も好ましくは4°〜8°の拡散角によって特徴付けられている、請求項5に記載のレーザ装置。
- 前記光学構造(140)が平坦化層によって覆われ、前記平坦化層が前記光学構造(140)の材料よりも低い屈折率によって特徴付けられている、請求項1から6のいずれか一項に記載のレーザ装置。
- 前記光学構造(140)が反射防止膜を含み、前記反射防止膜が前記垂直共振型面発光レーザの前記光共振器(130)へのレーザ光(150)の後方反射を低減させるように構成されている、請求項1から7のいずれか一項に記載のレーザ装置。
- 前記光学構造(140)が少なくとも2つの異なる幾何学的特徴を含み、第1の幾何学的特徴が前記レーザ放射角を増加させるように構成され、前記レーザ光(150)の発光波長よりも小さな特徴サイズを有する第2の幾何学的特徴が前記反射防止膜として作用する、請求項8に記載のレーザ装置。
- 垂直面発光レーザのアレイを含むレーザ装置を製造する方法であって、前記垂直共振型面発光レーザが前記半導体基板(101)を通してレーザ光(150)を放射するように構成された底部エミッタであり、前記方法が、
基板(101)を用意するステップと、
第1の電極(100)を設けるステップと、
第1の分布ブラッグ反射器(110)を設けるステップと、
活性層(115)を設けるステップと、
前記活性層(115)が前記第1の分布ブラッグ反射器(110)と第2の分布ブラッグ反射器(120)との間にはさまれるように前記第2の分布ブラッグ反射器(120)を設けるステップと、
電流が前記第1の電極(100)および第2の電極(125)によって前記活性層(115)を横切って供給されるように、前記第2の電極(125)を設けるステップと、
光学構造(140)が前記レーザ装置の半導体層構造に一体化するステップと、を含み、前記光学構造(140)が前記レーザ装置の眼の安全性を高めるために前記レーザ光(150)のレーザ放射角(156)を増加させるように構成され、前記光学構造(140)が前記半導体基板(101)の表面構造を含み、前記半導体基板(101)の厚さが、隣接する垂直面発光レーザによって放射されたレーザ光(150)が前記表面構造の面内で互いに交差するように構成され、前記表面構造が、前記半導体基板(101)の放射面の均一な放射が可能になるように構成されている、方法。
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