一种新型弧形VCSEL发光阵列、制作方法、控制系统和控制方法与流程

文档序号:15355570发布日期:2018-09-04 23:52阅读:281来源:国知局

本发明属于vcsel发光阵列领域,尤其涉及一种新型弧形vcsel发光阵列、制作方法、控制系统和控制方法。



背景技术:

垂直腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaser,即vcsel)是很有发展前景的新型光电器件,也是光通信中革命性的光发射器件。顾名思义,边发射激光器是沿平行于衬底表面、垂直于解理面的方向出射,而面发射激光器其出光方向垂直于衬底表面,现有的vcsel阵列单元的常见结构由反射镜、有源区和金属接触层组成。其主要结构分为两部分:中心是有源区,它有体异质结和量子阱两种结构。有源区上下是高反射率的半导体多量子阱的分布布拉格反射镜(dbr)。dbr反射镜由光学厚度为λ/4的高折射率层和低折射率层交替生长而成。vcsel器件常制作成圆形、方形和环形结构,分别在衬底和p-dbr的外表面制作金属接触层,并在p-dbr或n-dbr上制作一个圆形出光窗口,vcsel可形成高密度二维阵列(可以做成密集排列的二维激光阵列),也就是目前市场上的vcsel阵列单元。

但是对于一个vcsel阵列单元,其电极一般采用蒸镀的方式。这一过程使同一面上所有的vcsel发光单元都具有同一个电极。因此,它们的发光时间是一致的。如果需要实现指定发光单元的发光时间各自独立可控,则需要所有发光单元都具有独立的电极,这样使得vcsel阵列单元的使用效率大幅降低。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:现有的vcsel阵列单元都具有同一个电极,导致它们的发光时间和激光出射方向是一致的。如果需要实现指定发光单元的发光时间各自独立可控,则需要所有发光单元都具有独立的电极,这样使得vcsel阵列单元的使用效率大幅降低。

为解决上面的技术问题,本发明提供了一种新型弧形vcsel发光阵列的制作方法,其特征在于,该制作方法包括:

采用激光束对曲面弧形基底上的所述vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描加工,得到新型弧形vcsel发光阵列。

本发明的有益效果:通过上述制作方法,将vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描加工,可以去掉一些不用的电极,这样可以得到新型弧形vcsel发光阵列。

进一步地,所述采用激光束对曲面弧形基底上的所述vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描加工包括:

采用fs脉宽的激光光源发射的所述激光束依次经过聚焦透镜和激光扫描振镜后射在所述vcsel阵列单元表面上,并对所述vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描,烧蚀掉所述vcsel阵列单元表面上不用的电极层,得到所述新型弧形vcsel发光阵列。

本发明还涉及一种新型弧形vcsel发光阵列,所述新型弧形vcsel发光阵列采用如上所述的制作方法得到的。

本发明的有益效果:新型弧形vcsel发光阵列是通过将vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描加工,可以去掉一些不用的电极得到的,这样的新型弧形vcsel发光阵列,可以实现指定发光单元的发光时间各自独立可控,大大提高了vcsel阵列单元的使用效率。

本发明还涉及一种基于新型弧形vcsel发光阵列的控制系统,其特征在于,该控制系统包括:如上所述的新型弧形vcsel发光阵列、微透镜阵列、逻辑控制电路;

在所述新型弧形vcsel发光阵列的边沿上设置所述微透镜阵列,且由所述微透镜阵列排布成的弧面基准面与所述新型弧形vcsel发光阵列的基底弧面同心;

所述新型弧形vcsel发光阵列中的每个发光单元的电极分别与所述逻辑控制电路连接。

本发明的有益效果:通过使用新型弧形vcsel发光阵列,可以让将未洗去电极层的发光单元的电极引出,通过逻辑控制电路连接,可以独立地控制每个发光单元有序地发光。

进一步地,所述微透镜阵列包括:多个微透镜。

进一步地,每个微反射镜分别与所述新型弧形vcsel发光阵列中的每个发光单元一一对应,其中通过设置每个微反射镜不同的反射角度,每个发射单元发出的光与水平面垂直方向上呈预设角度的发射角。

进一步地,所述新型vcsel发光阵列与所述反射镜阵列连接包括:

所述新型弧形vcsel发光阵列通过粘接玻璃与所述微透镜阵列连接。

本发明还涉及一种基于新型弧形vcsel发光阵列的控制方法,该控制方法包括:

逻辑控制电路根据接收到的发光指令控制新型vcsel发光阵列中发光单元的发光顺序;

根据所述发光顺序,分别设置每个微反射镜不同的反射角度,以使所述新型弧形vcsel发光阵列中每个发射单元发出的光与水平面垂直的方向上呈预设角度的发射角。

本发明的有益效果:通过使用新型弧形vcsel发光阵列,可以让将未洗去电极层的发光单元的电极引出,通过逻辑控制电路连接,可以独立地控制每个发光单元有序地发光。

附图说明

图1为本发明实施例1中的一种新型弧形vcsel发光阵列的示意图;

图2为本发明实施例4的新型弧形vcsel发光阵列与微透镜阵列的位置示意图;

图3为本发明实施例8的一种基于新型弧形vcsel发光阵列的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

如图1所示,本发明实施例提供了一种新型弧形vcsel发光阵列的制作方法,该制作方法包括:

采用激光束对曲面弧形基底上的所述vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描加工,得到新型弧形vcsel发光阵列。

可以理解的是,在本实施例1中是将曲面弧形基底上的vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描加工,去电多余的电极层,得到如图1所示的新型弧形vcsel发光阵列。一般地,使用微米量级vcsel芯片,组成芯片阵列。以横竖各100个单元的阵列为例,则共有1万个发光单元。采用飞秒激光微加工技术对芯片上发光单元的金属接触层进行有选择性加工。图1中黑色部分为发光单元的金属接触层,即其电极。对集成好的vsecl阵列进行微加工,间隔的洗去部分发光单元的部分电极层(留下引出部分)。

过上述制作方法,将vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描加工,可以去掉一些不用的电极,这样可以得到新型弧形vcsel发光阵列。

可选地,在另一实施例2中所述采用激光束对曲面弧形基底上的所述vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描加工包括:

采用fs脉宽的激光光源发射的所述激光束依次经过聚焦透镜和激光扫描振镜后射在所述vcsel阵列单元表面上,并对所述vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描,烧蚀掉所述vcsel阵列单元表面上不用的电极层,得到所述新型弧形vcsel发光阵列。

可以理解的是,在本实施例2中是采用弧形基底,是由于曲面对单个发光单元的生产过程的影响很小,几乎可忽略不计。因此,采用弧形基底可不需要使用微反射镜阵列,直接实现给定角度的发散锥角输出,采用弧形基底使整个阵列呈弧形,采用实施例1中的方法去掉vcsel阵列单元表面上多余的电极层,这样的新型弧形vcsel发光阵列,可以实现指定发光单元的发光时间各自独立可控,大大提高了vcsel阵列单元的使用效率。

本发明实施例3中还涉及一种新型弧形vcsel发光阵列,所述新型弧形vcsel发光阵列采用如上所述的制作方法得到的。

可以理解的是,本发明实施例3中的新型弧形vcsel发光阵列采用上述实施例1或者实施例2的方法制作的。

在本发明实施例3中新型弧形vcsel发光阵列是通过将vcsel阵列单元表面上的电极层进行逐点扫描加工,可以去掉一些不用的电极得到的,这样的新型弧形vcsel发光阵列,可以实现指定发光单元的发光时间各自独立可控,大大提高了vcsel阵列单元的使用效率。

本发明实施例4中还涉及一种基于新型弧形vcsel发光阵列的控制系统,该控制系统包括:如上所述的新型弧形vcsel发光阵列、微透镜阵列、逻辑控制电路;

在所述新型弧形vcsel发光阵列的边沿上设置所述微透镜阵列,且由所述微透镜阵列排布成的弧面基准面与所述新型弧形vcsel发光阵列的基底弧面同心;

所述新型弧形vcsel发光阵列中的每个发光单元的电极分别与所述逻辑控制电路连接。

可以理解的是,本发明实施例4中如图2所示,是在新型弧形vcsel发光阵列的边沿上设置微透镜阵列,这样直接准直从vcsel发光芯片输出的每个发光单元,通过每个发光单元的电极分别与逻辑控制电路连接,可以独立地控制每个发光单元有序地发光(10°夹角左右的光)。

可选地,在另一实施例5中所述微透镜阵列包括:多个微透镜。

可选地,在另一实施例6中每个微反射镜分别与所述新型弧形vcsel发光阵列中的每个发光单元一一对应,其中通过设置每个微反射镜不同的反射角度,每个发射单元发出的光与水平面垂直方向上呈预设角度的发射角。

可以理解的是,在本实施例6中预设角度大于0°小于90°。

可选地,在另一实施例7中所述新型vcsel发光阵列与所述反射镜阵列连接包括:

所述新型弧形vcsel发光阵列通过粘接玻璃与所述微透镜阵列连接。

如图3所示,本发明实施例8中还涉及一种基于新型弧形vcsel发光阵列的控制方法,该控制方法包括:

s11,逻辑控制电路根据接收到的发光指令控制新型vcsel发光阵列中发光单元的发光顺序;

s12,根据所述发光顺序,分别设置每个微反射镜不同的反射角度,以使所述新型弧形vcsel发光阵列中每个发射单元发出的光与水平面垂直的方向上呈预设角度的发射角。

可以理解的是,通过本发明实施例8中的控制方法,使用新型弧形vcsel发光阵列,可以让未洗去电极层的发光单元的电极引出,通过逻辑控制电路连接,可以独立地控制每个发光单元有序地发光。

在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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