发光装置、测距装置和移动体的制作方法

本发明涉及发光装置、测距装置和移动体。

背景技术：

1、ptl 1描述了vcsel(垂直腔面发射激光器)用作使用tof(飞行时间)方式的lidar(光检测和测距)装置的光源。vcsel具有波长对温度的依赖性小的优点。

2、顺便提及，在上述系统中，通过提高要照射的光脉冲的峰值，在受光侧变得容易区分环境光和自身发出的光脉冲，从而可以提高s/n比，因此可以延长最大可测量距离。另一方面，从眼睛安全的角度来看，光脉冲的峰值受到限制。从眼睛安全的角度来看的峰值的上限取决于光脉冲的宽度，并且峰值可以随着光脉冲宽度变窄而增加。于是，作为应用于lidar系统的光源，能够产生具有短光脉冲宽度和高峰值的光脉冲的光源是可取的。

3、[引文列表]

4、[专利文献]

5、ptl 1：日本专利申请公开no.2020-148512

技术实现思路

1、[技术问题]

2、然而，从vcsel的角度和驱动vcsel的电气角度来看，实现能够产生适合于lidar系统的光脉冲的发光装置并不容易。

3、本发明的目的是提供一种包括能够产生具有短脉冲宽度和高峰值的光脉冲的半导体发光元件的发光装置，和使用这种发光装置的测距装置。

4、[问题的解决方案]

5、按照本公开的实施例，提供了一种发光装置，所述发光装置包括半导体发光元件，所述半导体发光元件包括按此顺序堆叠在半导体基板上的第一反射器、包括活性层的谐振器间隔部和第二反射器，其中所述半导体发光元件包括设置在所述半导体基板和第二反射器之间的可饱和吸收层，并且其中所述半导发光元件被配置为出射具有如下轮廓的光，该轮廓具有最大峰值并且在所述最大峰值之后收敛到预定光强度的稳定值。

6、按照本说明书的再一个实施例，提供了一种发光装置，所述发光装置包括半导体发光元件，所述半导体发光元件包括按此顺序堆叠在半导体基板上的第一反射器、包括活性层的谐振器间隔部和第二反射器，其中所述半导体发光元件包括设置在所述半导体基板和第二反射器之间的可饱和吸收层，并且其中所述半导体发光元件满足以下关系：γs×gmax(iop)>γa×α2+αm+αi，其中γs是活性层的光约束系数；γa是可饱和吸收层的光约束系数；gmax(iop)是当从驱动单元注入的电流值为iop时获得的活性层中的最大增益；α2是可饱和吸收层的吸收系数；αm是镜面损耗；以及αi是载流子的光吸收。

7、按照本说明书的又一个实施例，提供了一种发光装置，所述发光装置包括半导体发光元件，所述半导体发光元件包括按此顺序堆叠在半导体基板上的第一反射器、包括活性层的谐振器间隔部和第二反射器，其中所述活性层包括6～50个量子阱层，其中所述半导体发光元件还包括设置在所述半导体基板和第二反射器之间的可饱和吸收层，并且其中所述谐振器间隔部的光学厚度不小于与谐振波长的5倍对应的厚度。

8、按照本说明书的另一个实施例，提供了一种发光装置，所述发光装置包括半导体发光元件，所述半导体发光元件包括按此顺序堆叠在半导体基板上的第一反射器、包括活性层的谐振器间隔部和第二反射器，其中所述半导体发光元件包括设置在所述半导体基板和第二反射器之间的可饱和吸收层，并且其中所述活性层包括多个量子阱层和设置在所述多个量子阱层之间的多个势垒层，并且其中所述势垒层由gaas形成。

9、[发明的有益效果]

10、按照本发明，可以实现包括能够产生具有短光脉冲宽度和高峰值的光脉冲的半导体发光元件的发光装置、以及使用这种发光装置的高性能测距装置。

技术特征：

1.一种发光装置，包括：

2.一种发光装置，包括：

3.按照权利要求1或2所述的发光装置，其中所述可饱和吸收层位于所述半导体基板和所述活性层之间，并且充当第一反射器。

4.按照权利要求1或2所述的发光装置，其中所述可饱和吸收层位于所述活性层和第二反射器之间。

5.按照权利要求1所述的发光装置，其中指示所述最大峰值的光脉冲的半宽度值不小于50ps。

6.按照权利要求1所述的发光装置，其中开始将电流注入到所述半导体发光元件中的定时与光输出达到所述最大峰值的定时之间的时间差不小于50ps且不大于1ns。

7.按照权利要求1～6任意之一所述的发光装置，其中所述活性层包括多个量子阱层和设置在所述多个量子阱层之间的多个势垒层，并且量子阱层的发射能级与势垒层的带隙之间的能量差在105mev～230mev的范围内。

8.按照权利要求7所述的发光装置，

9.按照权利要求1～8任意之一所述的发光装置，还包括设置在所述活性层和所述可饱和吸收层之间的半导体层，

10.按照权利要求9所述的发光装置，其中所述半导体层还包括gaasp层。

11.按照权利要求1～10任意之一所述的发光装置，其中所述谐振器间隔部的光学厚度不小于相当于谐振波长5倍的厚度。

12.按照权利要求1～11任意之一所述的发光装置，其中所述谐振器间隔部的光学厚度不小于相当于谐振波长11倍的厚度。

13.按照权利要求1～12任意之一所述的发光装置，其中所述活性层包括6～50个量子阱层。

14.按照权利要求1～13任意之一所述的发光装置，还包括受光元件，所述受光元件安装在与所述半导体发光元件相同的封装上，并被配置为接收从所述半导体发光元件出射的光。

15.一种发光装置，包括：

16.按照权利要求15所述的发光装置，其中所述活性层位于在第一反射器和第二反射器之间产生的驻波的波腹和波节之间。

17.一种发光装置，包括：

18.按照权利要求17所述的发光装置，其中所述谐振器间隔部的光学厚度不小于相当于谐振波长5倍的厚度。

19.按照权利要求15～18任意之一所述的发光装置，其中所述谐振器间隔部的光学厚度不小于相当于谐振波长11倍的厚度。

20.一种测距装置，包括：

21.一种移动体，包括：

技术总结
提供了一种能够产生具有短光脉冲宽度和高峰值的光脉冲的发光装置。该发光装置具有半导体发光元件，所述半导体发光元件是通过将第一反射镜、包括活性层的谐振器间隔部和第二反射镜按所陈述的顺序堆叠在半导体基板上而获得的。所述半导体发光元件包括在半导体基板和第二反射镜之间的可饱和吸收层。此外，所述半导体发光元件被配置为出射具有如下轮廓的光，该轮廓具有最大峰值并且在所述最大峰值之后收敛到作为预定光强度的稳定值。

技术研发人员：内田武志,须贺贵子
受保护的技术使用者：佳能株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15