集成的边缘生成的垂直发射激光器的制作方法

本公开整体涉及用于垂直地发射光的光源。更具体地，本公开涉及一种被修改为以较低的热阻和减少的扩散电流垂直发射的边缘生成的垂直发射激光器。

背景技术：

1、一般来讲，光源诸如二极管和激光器被用在日常设备，诸如电视、计算机鼠标、激光打印机等中。光源的类型可以基于许多特性来选择，这些特性诸如为光的发射波长、可靠性、设备的大小、成本等。在一些示例中，一种类型的激光器的属性可以使激光器成为用于特定应用的更适当的选择。例如，垂直腔表面发射激光器(vcsel)可以是用于提供激光器阵列的适当选择。即使由于在阵列中组装激光器的能力以及由于晶圆上测试能力，vcsel对于一些应用可能是期望的，但vcsel可能不能满足一些应用的所有要求，因此使得这种类型的激光器成为吸引力不足的选择。

技术实现思路

1、本公开中描述的系统、设备、方法和装置的实施方案涉及一种垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器。还描述了涉及由边缘生成的垂直发射激光器进行的光的垂直发射的系统、设备和方法。边缘生成的垂直发射激光器可包括分布式反馈(dfb)激光器结构和光栅耦合器。dfb激光器结构可以生成平行于dfb激光器结构的有源区域并且也平行于边缘生成的垂直发射激光器的顶表面传播的光。如本文所用，“顶表面”可以指光可以从边缘生成的垂直发射激光器发射的表面，并且“底表面”可以指与边缘生成的垂直发射激光器的“顶表面”相对的表面。光可以朝向光栅耦合器传播，并且光栅耦合器可以将光朝向边缘生成的垂直发射激光器的顶表面引导以从顶表面垂直发射。垂直发射的光可以垂直于dfb激光器结构的有源区域并且也垂直于边缘生成的垂直发射激光器的顶表面。在一些示例中，光的垂直发射可有助于增加封装和晶片上测试的简易性，这可以提高制造期间的激光器产量。

2、在一些示例中，本公开描述了垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器。垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器可包括：分布式反馈(dfb)激光器结构，该dfb激光器结构被配置为生成平行于边缘发射激光器的顶表面传播的光；光栅耦合器，该光栅耦合器被配置为从dfb激光器结构接收所生成的光并且将所生成的光朝向垂直于边缘生成的垂直发射激光器的顶表面的边缘生成的垂直发射激光器的顶表面引导；光学元件，该光学元件被配置为允许光从边缘生成的垂直发射激光器的顶表面发射；以及金属接触件，该金属接触件在边缘生成的垂直发射激光器的底表面上，该底表面与边缘生成的垂直发射激光器的顶表面相对。在一些示例中，金属接触件可包括在边缘生成的垂直发射激光器的底表面上的n-金属接触件和在边缘生成的垂直发射激光器的底表面上的p-金属接触件。在一些示例中，光学元件可以是准直导光光学元件，并且边缘生成的垂直发射激光器可包括光学元件上的抗反射涂层。在一些示例中，光学元件包括集成微透镜阵列，并且边缘生成的垂直发射激光器可包括设置在集成微透镜阵列上的抗反射涂层。在一些示例中，光栅耦合器可以是被配置为将光引导到边缘生成的垂直发射激光器的顶表面的高对比度光栅。

3、另外，在一些示例中，金属接触件可包括n-金属接触件和p-金属接触件，其中n-金属接触件和p-金属接触件均在边缘生成的垂直发射激光器的底表面上，从而在边缘生成的垂直发射激光器的一个侧面上提供电接触件。在一些示例中，光栅耦合器可以是可操作以将光引导到边缘生成的垂直发射激光器的顶表面的时间奇偶光栅耦合器。在一些示例中，垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器可包括dfb激光器结构的背面，并且高反射率材料可以定位在dfb激光器结构的背面处。在一些示例中，光栅耦合器可以是二阶光栅。在一些示例中，金属接触件可操作以将朝向边缘生成的垂直发射激光器的底表面传播的光重新引导到边缘生成的垂直发射激光器的顶表面。在一些示例中，垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器可包括dfb激光器结构的涂覆有抗反射材料的背面。

4、在一些示例中，本公开描述了一种用于使用边缘生成的垂直发射激光器提供垂直发射光的方法。该方法可包括：在分布式反馈(dfb)激光器结构中生成平行于边缘生成的垂直发射激光器的顶表面并且在dfb激光器结构内传播的光；使用作为边缘生成的垂直发射激光器的一部分的光栅耦合器将来自dfb激光器结构的光朝向边缘生成的垂直发射激光器的顶表面引导；以及垂直于dfb激光器结构的有源区域并且从边缘生成的垂直发射激光器的顶表面发射光。在一些示例中，该方法可包括：在边缘生成的垂直发射激光器的底表面上提供p-金属接触件；在边缘生成的垂直发射激光器的底表面上提供n-金属接触件；经由高反射率材料反射来自dfb激光器结构的背面的光；以及使用边缘生成的垂直发射激光器的顶表面处的衍射光学器件来操纵所发射的光。在一些示例中，该方法可包括从边缘生成的垂直发射激光器的dfb激光器结构的背面发射预先确定的量的光，使用光电检测器检测所发射的预先确定的量的光，以及使用光电检测器监测所发射的预先确定的量的光的特性。在一些示例中，该方法可包括使用接合的微透镜阵列引导从边缘生成的垂直发射激光器的顶表面发射的光。在一些示例中，该方法可包括：在边缘生成的垂直发射激光器的底表面上提供p-金属接触件；在边缘生成的垂直发射激光器的底表面上提供n-金属接触件；以及将朝向边缘生成的垂直发射激光器的底表面传播的所生成的光重新引导回到边缘生成的垂直发射激光器的顶表面。

5、在一些示例中，本公开描述了边缘生成的垂直发射激光器。该边缘生成的垂直发射激光器可包括：分布式反馈(dfb)激光器结构，该dfb激光器结构被配置为生成光；波导，该波导可操作以平行于边缘生成的垂直发射激光器的顶表面传播所生成的光；光栅耦合器，该光栅耦合器是边缘生成的垂直发射激光器的一部分，可操作以朝向边缘生成的垂直发射激光器的顶表面反射所生成的光，使得光垂直于边缘生成的垂直发射激光器的顶表面发射；以及金属接触件，该金属接触件在边缘生成的垂直发射激光器的底表面上，该底表面与边缘生成的垂直发射激光器的顶表面相对。在一些示例中，金属接触件是n-金属接触件，并且边缘生成的垂直发射激光器可包括与n-金属接触件在边缘生成的垂直发射激光器的同一侧上的p-金属接触件、被配置为接收所生成的光的基于衍射的准直光学元件，以及设置在基于衍射的准直光学元件上的抗反射涂层。在一些示例中，边缘生成的垂直发射激光器可包括被配置为接收所生成的光在波导中传播远离光栅耦合器的一部分的背面，以及设置在背面上的抗反射涂层。在一些示例中，边缘生成的垂直发射激光器可包括被配置为接收所生成的光在波导中传播远离光栅耦合器的一部分的背面，以及设置在边缘生成的垂直发射激光器的背面上的电介质堆叠。在一些示例中，边缘生成的垂直发射激光器可包括定位在光输出端处的光栅，其中光栅可被配置为从光栅耦合器接收光并且从边缘生成的垂直发射激光器的顶表面发射光。

6、除了所述示例性方面和实施方案之外，参考附图并通过研究以下描述，更多方面和实施方案将为显而易见的。

技术特征：

1.一种垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，包括：

2.根据权利要求1所述的垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，其中：

3.根据权利要求1所述的垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，其中：

4.根据权利要求1所述的垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，其中所述光栅耦合器是被配置为将光引导到所述边缘生成的垂直发射激光器的所述顶表面的高对比度光栅。

5.根据权利要求1所述的垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，其中：

6.根据权利要求1所述的垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，其中所述光栅耦合器是可操作以将光引导到所述边缘生成的垂直发射激光器的所述顶表面的时间奇偶光栅耦合器。

7.根据权利要求6所述的垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，还包括：

8.根据权利要求1所述的垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，其中所述光栅耦合器是二阶光栅。

9.根据权利要求1所述的垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，其中所述金属接触件可操作以将朝向所述边缘生成的垂直发射激光器的所述底表面传播的光重新引导到所述边缘生成的垂直发射激光器的所述顶表面。

10.根据权利要求1所述的垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器，还包括：

11.一种使用边缘生成的垂直发射激光器提供垂直发射光的方法，包括：

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

13.根据权利要求11所述的方法，还包括：

14.根据权利要求11所述的方法，还包括：

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：

16.一种边缘生成的垂直发射激光器，包括：

17.根据权利要求16所述的边缘生成的垂直发射激光器，其中：

18.根据权利要求16所述的边缘生成的垂直发射激光器，还包括：

19.根据权利要求16所述的边缘生成的垂直发射激光器，还包括：

20.根据权利要求16所述的边缘生成的垂直发射激光器，还包括光栅，所述光栅定位在光输出端处并且被配置为：

技术总结
本发明公开了用于垂直地发射光的边缘生成的垂直发射激光器的配置以及该边缘生成的垂直发射激光器的制造方法。该边缘生成的垂直发射激光器可包括分布式反馈(DFB)激光器结构、光栅耦合器和接触件层。光可以穿过该DFB激光器结构传播，大致平行于该边缘生成的垂直发射激光器的顶表面，并且由该光栅耦合器朝向该边缘生成的垂直发射激光器的该顶表面引导。该光可以大致垂直于该边缘生成的垂直发射激光器的该顶表面从该边缘生成的垂直发射激光器垂直地发射。另外，这些接触件层可以是n‑金属和p‑金属，它们可以位于该边缘生成的垂直发射激光器的同一侧上。该边缘生成的垂直发射激光器的这些特征可以有助于简化测试并且增加封装的选项。

技术研发人员：J·T·希尔,A·比斯穆托,T·萨米恩托
受保护的技术使用者：苹果公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13