本发明涉及半导体激光器领域，更具体而言，涉及一种发射激光器及光源组件。
背景技术：
现有的垂直腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaser,vcsel)的阳极及阴极分别形成在发射激光器的相背的两侧表面上，当发射激光器安装在电路板上时，发射激光器与电路板电性连接比较困难。
技术实现要素：
本发明实施方式提供一种发射激光器及光源组件。
本发明实施方式的发射激光器包括依次层叠设置的阴极、衬底、n型分布式布拉格反射镜、量子阱、限制层、p型分布式布拉格反射镜、相位匹配层及阳极，所述发射激光器还包括导引电极，所述导引电极的一端穿过所述衬底并与所述阴极电性连接，所述导引电极的另一端露出在所述发射激光器外并与所述阳极位于所述衬底的同一侧。
在某些实施方式中，所述衬底的面积大于所述n型分布式布拉格反射镜的面积、大于所述量子阱的面积、大于所述限制层的面积、大于所述p型分布式布拉格反射镜的面积、大于所述相位匹配层的面积、及大于所述阳极的面积，所述衬底包括与所述n型分布式布拉格反射镜对齐的支撑部及凸出于所述n型分布式布拉格反射镜的延伸部，所述阴极设置在所述支撑部及所述延伸部上，所述导引电极位于所述发射激光器的与所述延伸部对应的一侧，所述导引电极穿过所述延伸部并与位于所述延伸部上的所述阴极连接。
在某些实施方式中，所述延伸部开设有贯穿所述延伸部的衬底过孔，所述导引电极的一端设置在所述衬底过孔内并与所述阴极连接，所述导引电极的另一端从所述衬底露出在所述发射激光器外。
在某些实施方式中，所述n型分布式布拉格反射镜的面积大于所述量子阱的面积、大于所述限制层的面积、大于所述p型分布式布拉格反射镜的面积、大于所述相位匹配层的面积、及大于所述阳极的面积，所述衬底与所述n型分布式布拉格反射镜匹配，所述阴极与所述衬底匹配，所述n型分布式布拉格反射镜包括与所述量子阱对齐的匹配部及凸出于所述量子阱的凸出部，所述导引电极位于所述发射激光器的与所述凸出部对应的一侧，所述导引电极穿过所述凸出部、及所述衬底并与位于与所述凸出部对应的所述阴极连接。
在某些实施方式中，所述凸出部开设有贯穿所述凸出部的反射镜过孔，所述衬底开设有贯穿所述衬底并与所述反射镜过孔连通的衬底过孔，所述导引电极的一端设置在所述反射镜过孔、及所述衬底过孔内并与所述阴极连接，所述导引电极的另一端从所述n型分布式布拉格反射镜露出在所述发射激光器外。
在某些实施方式中，所述衬底包括inp衬底、gaas衬底、gan衬底、sic衬底、si衬底中的任意一种。
在某些实施方式中，所述导引电极的远离所述阴极一端与所述阳极在同一平面上。
本发明实施方式的光源组件包括：
光源电路板；及
上述任意一项实施方式所述的发射激光器，所述发射激光器安装在所述光源电路板上。
在某些实施方式中，所述导引电极的远离所述阴极一端与所述阳极在同一平面上。
在某些实施方式中，所述发射激光器通过打线与所述光源电路板电性连接。
本发明实施方式的光源组件及发射激光器通过设置导引电极，并使导引电极的一端与阴极电性连接、及使导引电极的另一端露出在发射激光器外并与阳极位于衬底的同一侧，从而便于发射激光器与其他电子元件电性连接。
本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1至图5是本发明某些实施方式的发射激光器的结构示意图；
图6是本发明某些实施方式的光源组件的结构示意图。
图7至图9是本发明某些实施方式的激光投射模组的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
另外，下面结合附图描述的本发明的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1，本发明实施方式的发射激光器10包括依次层叠设置的阴极11、衬底12、n型分布式布拉格反射镜(distributedbraggreflection,dbr)13、量子阱14、限制层15、p型分布式布拉格反射镜16、相位匹配层17及阳极18。发射激光器10还包括导引电极19，导引电极19的一端穿过衬底12并与阴极11电性连接，导引电极19的另一端露出在发射激光器10外并与阳极18位于衬底12的同一侧。
导引电极19与阳极18间隔设置。导引电极19的远离阴极11一端与阳极18的远离相位匹配层17的表面可以在同一平面上(如图1所示)；或者，导引电极19的远离阴极11一端与衬底12之间的距离小于阳极18与衬底12之间的距离(如图2所示)；或者，导引电极19的远离阴极11一端的距离大于阳极18与衬底12之间的距离(如图3所示)。导引电极19有导电材料制成，例如，导引电极19的材料包括钛、金、银、铜、铝、氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)中的任意一种。
本发明实施方式的发射激光器10通过设置导引电极19，并使导引电极19的一端与阴极11电性连接、及使导引电极19的另一端露出在发射激光器10外并与阳极18位于衬底12的同一侧，从而便于发射激光器10与其他电子元件(例如，光源电路板20(如图6所示)、激光电路板32(如图7所示))电性连接。
请参阅图4，本发明实施方式的发射激光器10包括阴极11、衬底12、n型分布式布拉格反射镜(distributedbraggreflection,dbr)13、量子阱14、限制层15、p型分布式布拉格反射镜16、相位匹配层17、阳极18及导引电极19。阴极11、衬底12、n型分布式布拉格反射镜(distributedbraggreflection,dbr)13、量子阱14、限制层15、p型分布式布拉格反射镜16、相位匹配层17及阳极18依次层叠设置。
阴极11形成在衬底12的一表面上。阴极11与衬底12匹配，也即是，阴极11设置在衬底12的整个表面上。阴极11的材料由导电材料制成，例如，阴极11的材料包括钛、金、银、铜、铝、氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)中的任意一种。
衬底12为片状结构，具体地，衬底12可以为矩形片状结构、圆形片状结构、椭圆形片状结构等。衬底12的边缘与阴极11的边缘对齐，衬底12开设有贯穿衬底12并被阴极11遮挡的衬底过孔123。衬底12包括inp(磷化铟)衬底、gaas(砷化镓)衬底、gan(氮化镓)衬底、sic(碳化硅)衬底、si(硅)衬底中的任意一种。
n型分布式布拉格反射镜13形成在衬底12的远离阴极11的一表面上。n型分布式布拉格反射镜13与衬底12匹配，也即是，n型分布式布拉格反射镜13形成在衬底12的整个表面上，或者说n型分布式布拉格反射镜13的边缘与衬底12的边缘对齐。n型分布式布拉格反射镜13的面积大于量子阱14的面积，n型分布式布拉格反射镜13包括与量子阱14对齐的匹配部131及凸出于量子阱14的凸出部132。匹配部131可以位于n型分布式布拉格反射镜13的中间位置，而凸出部132位于n型分布式布拉格反射镜13的边缘位置并环绕匹配部131(如图1所示)；或者，匹配部131与凸出部132相连接并位于n型分布式布拉格反射镜13的相背两端。凸出部132开设有贯穿凸出部132(或者n型分布式布拉格反射镜13)的反射镜过孔133，衬底过孔123与反射镜过孔133对应连通，优选的，衬底过孔123的轴线与反射镜过孔133的轴线在同一直线上。n型分布式布拉格反射镜13可以由28.5对n型dbr组成。
量子阱14形成在n型分布式布拉格反射镜13的远离衬底12的一侧上并与匹配部131对齐。量子阱14的面积小于n型分布式布拉格反射镜13的面积。量子阱14的材料包括gaas或铝砷化镓(algaas)。
限制层15形成在量子阱14的远离n型分布式布拉格反射镜13的一侧上。限制层15的边缘与量子阱14的边缘齐平，限制层15的面积小于n型分布式布拉格反射镜13的面积。限制层15的材料包括砷化铝(alas)或氧化铝。
p型分布式布拉格反射镜16形成在限制层15的远离量子阱14的一侧上。p型分布式布拉格反射镜16的边缘与限制层15的边缘齐平，p型分布式布拉格反射镜16的面积小于n型分布式布拉格反射镜13的面积。p型分布式布拉格反射镜16可以由23对p型dbr组成。
相位匹配层17形成在p型分布式布拉格反射镜16的远离限制层15的一侧上。相位匹配出17的边缘与p型分布式布拉格反射镜16的边缘齐平，相位匹配出17的面积小于n型分布式布拉格反射镜13的面积。相位匹配层17的材料包括algaas。
阳极18形成在相位匹配层17的远离p型分布式布拉格反射镜16的一侧上。阳极18的边缘与相位匹配层17的边缘齐平，阳极18的面积小于n型分布式布拉格反射镜13的面积。阳极18的材料由导电材料制成，例如，阳极18的材料包括钛、金、银、铜、铝、氧化铟锡(indiumtinoxide,ito)中的任意一种。
导引电极19位于发射激光器10的与凸出部132对应的一侧，也就是说，导引电极19位于量子阱14、限制层15、p型分布式布拉格反射镜16、相位匹配层17、及阳极18的同一侧，并且导引电极19与阳极18间隔设置。导引电极19穿过凸出部132、及衬底12并与位于与凸出部132对应的阴极11连接。具体地，导引电极19的一端穿过反射镜过孔133、及衬底过孔123并与阴极11电性连接，导引电极19的另一端从反射镜过孔133露出在发射激光器10外并与阳极18位于衬底12的同一侧。本实施方式的导引电极19的远离阴极11的一端与阳极18在同一平面上。
本发明实施方式的发射激光器10通过设置导引电极19，并使导引电极19的一端与阴极11电性连接、及使导引电极19的另一端露出在发射激光器10外并与阳极18位于衬底12的同一侧，从而便于发射激光器10与其他电子元件(例如，光源电路板20(如图6所示)、激光电路板32(如图7所示))电性连接。
本发明实施方式的发射激光器10还具有以下有益效果：第一，n型分布式布拉格反射镜13开设反射镜过孔133，并使导引电极19穿过发射镜过孔133与阴极11连接，此时衬底12及阴极11不需要做得比n型分布式布拉格反射镜13更大，从而使发射激光器10的体积可以做得较小；第二，导引电极19的远离阴极11的一端与阳极18在同一平面上，从而更加便于发射激光器10与其他电子元件电性连接。
请参阅图5，在某些实施方式中，上述实施方式的衬底12的面积也可以大于n型分布式布拉格反射镜13的面积，衬底12包括与n型分布式布拉格反射镜13对齐的支撑部121及凸出于n型分布式布拉格反射镜13的延伸部122。支撑部121与延伸部122可相连接并位于衬底12的相背两端(如图5所示)；或者，支撑部121位于衬底12的中间位置，延伸部122位于衬底12的边缘位置并环绕支撑部121。此时，n型分布式布拉格反射镜13的面积可以大于或等于量子阱14的面积。n型分布式布拉格反射镜13可以不开设反射镜过孔133，仅在延伸部122上开设贯穿延伸部122(或衬底12)的衬底过孔123。导引电极19的一端穿过衬底过孔123并与阴极11电性连接，导引电极19的另一端从衬底过孔123露出在发射激光器10外并与阳极18位于衬底12的同一侧。本实施方式的发射激光器10不需要在n型分布式布拉格反射镜13上开设反射镜过孔133，降低了发射激光器10的制造难度并使发射激光器10的性能更加稳定。
请参阅图6，本发明实施方式的光源组件100包括光源电路板20及上述任意一实施方式的发射激光器10，发射激光器10安装在光源电路板20上。具体地，发射激光器10可以通过打线的方式与光源电路板20电性连接。
请参阅图1及图6，本发明实施方式的光源组件100中的发射激光器10通过设置导引电极19，并使导引电极19的一端与阴极11电性连接、及使导引电极19的另一端露出在发射激光器10外并与阳极18位于衬底12的同一侧，从而便于发射激光器10与光源电路板20电性连接。
请参阅图6，在某些实施方式中，导引电极19的远离阴极11的一端与阳极18在同一平面上。发射激光器10通过打线及表面贴装技术(surfacemountedtechnology,smt)(如图6所示)与光源电路板20电性连接。
请参阅图7，本发明实施方式的激光投射模组200包括上述任意一实施方式的发射激光器10、电路板组件30、镜筒40、准直元件50及衍射光学元件60。
电路板组件30包括激光电路板31。激光电路板31可以是印刷电路板、柔性电路板、软硬结合板中的任意一种。激光电路板31的一部分被镜筒40罩住，激光电路板31的另一部分延伸出至镜筒40外。激光电路板31的远离镜筒40的一端设置有连接器33，连接器33可以将激光投射模组200连接到其他电子元件(例如，主板)上。
镜筒40设置在电路板组件30上。镜筒40包括相背的第一面41及第二面42。本实施方式中，镜筒40的第二面42设置在激光电路板31上，具体地，第二面42可以通过胶合、卡合、螺纹连接等方式中的至少一种设置在激光电路板31上。
镜筒40包括镜筒侧壁43及环形台阶44。镜筒侧壁43环绕形成有收容腔431，收容腔431贯穿第一面41及第二面42。镜筒侧壁43包括靠近收容腔431的内表面432，台阶44自内表面432朝收容腔431内延伸形成。环形台阶44围成有过光孔441，过光孔441可以作为收容腔431的一部分。台阶44包括第一限位面442和第二限位面443，第一限位面442与第二限位面443相背。具体地，台阶44位于第一面41与第二面42之间，第一限位面442较第二限位面443更靠近第一面41，第一限位面442与第二限位面443可以是平行的平面。本实施方式的镜筒40的横截面呈圆环形。在其他实施方式中，镜筒40的横截面的外轮廓可以呈圆形、椭圆形、矩形或任意边形，镜筒40的横截面的内轮廓也可以呈圆形、椭圆形、矩形或任意边形，例如，镜筒40的横截面的外轮廓为圆形、内轮廓为椭圆形；或者，镜筒40的横截面的外轮廓为圆形、内轮廓为矩形；或者，镜筒40的横截面的外轮廓为圆形、内轮廓为多边形；或者，镜筒40的横截面的外轮廓为矩形、内轮廓为圆形。
发射激光器10设置在电路板组件30上并收容在收容腔431内。具体地，发射激光器10设置在第一面41的中心位置上。发射激光器10可通过打线的方式与电路板组件30电性连接。发射激光器10用于发射激光，激光可以是红外光。
准直元件50可以是光学透镜，准直元件50用于准直发射激光器10发射的激光，准直元件50收容在收容腔431内，准直元件50可以沿第二面42指向第一面41的方向组装到收容腔431内，具体地，准直元件50包括较第二面42更靠近第一面41的结合面51，当准直元件50安装在收容腔431内时，结合面51与第二限位面443结合。当结合面51与第二限位面443结合时，可以认为准直元件50安装到位。准直元件50包括光学部52和安装部53，安装部53用于与镜筒侧壁43结合以使准直元件50固定在收容腔431内，在本发明实施例中，结合面51为安装部53的一个端面，光学部52包括位于准直元件50相背两侧的两个曲面。准直元件50的其中一个曲面伸入过光孔441内。
衍射光学元件60收容在收容腔431内。衍射光学元件60安装在台阶44上，具体地，衍射光学元件60与第一限位面442结合以安装在台阶44上。衍射光学元件60的外表面包括顶面61、底面62和侧面63。顶面61和底面62相背，侧面63连接顶面61和底面62，当衍射光学元件60安装在台阶44上时，底面62与第一限位面442结合。本发明实施例中，底面62上形成有衍射结构，顶面61可以是光滑的平面，衍射光学元件60可以将经准直元件50准直后的激光投射出与衍射结构对应的激光图案。衍射光学元件60可以由玻璃制成，也可以说由复合塑料(如pet)制成。
本发明实施方式的激光投射模组200中的发射激光器10通过设置导引电极19，并使导引电极19的一端与阴极11电性连接、及使导引电极19的另一端露出在发射激光器10外并与阳极18位于衬底12的同一侧，从而便于发射激光器10与电路板组件30电性连接。
请参阅图8，在某些实施方式中，电路板组件30还包括基板32，基板32设置在激光电路板31与镜筒40之间。激光电路板31开设有贯穿激光电路板31并与收容腔431连通的安装孔311，发射激光器10设置在基板32上并收容在安装孔311内，发射激光器10与激光电路板31电性连接。基板32可以采用pet、pmma、pc或pi中任意一种的单一塑料材质制成。本实施方式的安装孔311的轴线与收容腔431的轴线在同一直线上。如此，本实施方式的电路板组件30通过设置基板32并将发射激光器10设置在基板32上，从而发射激光器10能够牢固地安装在电路板组件30上。
请参阅图7及图8，在某些实施方式中，激光投射模组200还包括设置在镜筒40与电路板组件30之间的密封件70，密封件70用于密封电路板组件30与镜筒40之间的间隙以防止发射激光器10发射的激光从电路板组件30与镜筒40之间的间隙穿出收容腔431。密封件70可以为不导光的密封胶。
请参阅图9，在某些实施方式中，激光投射模组200还包括设置在镜筒40上的保护盖80，保护盖80包括保护顶壁81，保护顶壁81开设有通光孔811，通光孔811与衍射光学元件60对应，衍射光学元件60位于台阶44起与保护顶壁81之间。具体地，保护顶壁81设置在第一面41上。本实施方式激光投射模组200通过在镜筒40上设置保护盖80，从而能够防止衍射光学元件60与镜筒40的结合失效后从镜筒40上脱落。
在某些实施方式中，保护盖80还包括自保护顶壁81的周缘延伸的保护侧壁82，保护盖80罩设在镜筒40上，保护侧壁82与镜筒侧壁43固定连接。保护侧壁82环绕保护顶壁81并与保护顶壁81围成收容空间821，当保护盖80安装在镜筒40上时，镜筒40的靠近第一面41的一端收容在收容空间内，保护侧壁82与镜筒侧壁43可通过点胶的方式连接。本实施方式的保护盖80通过设置保护侧壁82，从而便于保护侧壁82与镜筒侧壁43结合以将保护盖80固定在镜筒40上。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。