一种激光器芯片及其制造方法与应用技术

本发明专利技术提出一种激光器芯片，包括，至少两个垂直腔面发射激光器阵列，所述至少两个垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同，每一所述垂直腔面发射激光器阵列包括至少两个垂直腔面发射激光器；其中，所述垂直腔面发射激光器包括，衬底；第一反射层，形成在所述衬底上；至少两个有源层，形成在所述第一反射层上，所述至少两个有源层之间设置有隧道结；第二反射层，形成在所述至少两个有源层上。本发明专利技术提出的激光器芯片可以提高光输出功率。

A laser chip and its manufacturing method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种激光器芯片及其制造方法与应用
本专利技术涉及激光
，特别涉及一种激光器芯片及其制造方法与应用。
技术介绍
垂直腔面发射激光器(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser，VCSEL)是以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED（发光二极管）和LD(LaserDiode，激光二极管)等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、光存储等领域。垂直腔面发射激光器阵列广泛应用三维感测技术中，但是也会受到一定的限制，例如常规的垂直腔面发射激光器受到有源区光子生成速率的影响，因此也就限制了垂直腔面发射激光器阵列的功率密度，因此常规的垂直腔面发射激光器也很难提高点云阵列中的光点的强度。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的缺陷，本专利技术提出一种激光器芯片，以产生更高强度的光束，从而提高激光源的功率密度。为实现上述目的及其他目的，本专利技术提出一种激光器芯片，包括，至少两个垂直腔面发射激光器阵列，所述至少两个垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同，每一所述垂直腔面发射激光器阵列包括至少两个垂直腔面发射激光器；其中，所述垂直腔面发射激光器包括，衬底；第一反射层，形成在所述衬底上；至少两个有源层，形成在所述第一反射层上，所述至少两个有源层之间设置有隧道结；第二反射层，形成在所述至少两个有源层上。进一步地，所述激光器芯片包括第一垂直腔面发射激光器阵列和第二垂直腔面发射激光器阵列，当所述第一垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同于所述第二垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径时，所述第一垂直腔面发射激光器阵列的台型结构的宽度不同于所述第二垂直腔面发射激光器阵列的台型结构的宽度。进一步地，所述台型结构包括所述第一反射层，所述有源层及所述第二反射层，所述台型结构的宽度小于所述衬底的宽度。进一步地，所述激光器芯片包括第一垂直腔面发射激光器阵列和第二垂直腔面发射激光器阵列，当所述第一垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同于所述第二垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径时，所述第一垂直腔面发射激光器阵列及所述第二垂直腔面发射激光器阵列用于扫描不同距离的物体。进一步地，所述至少两个垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径在4-20微米之间。进一步地，所述有源层包括第一半导体层，第二半导体层及有源区，所述有源区设置在所述第一半导体层及第二半导体层之间。进一步地，所述第二半导体层内设置有电流限制层，通过所述电流限制层定义发光孔。进一步地，所述隧道结的两面分别接触所述第一半导体层及所述第二半导体层。进一步地，本专利技术还提出一种激光器芯片的制造方法，包括，形成至少两个垂直腔面发射激光器阵列，所述至少两个垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同，每一所述垂直腔面发射激光器阵列包括至少两个垂直腔面发射激光器；其中，所述垂直腔面发射激光器包括，衬底；第一反射层，形成在所述衬底上；至少两个有源层，形成在所述第一反射层上，所述至少两个有源层之间设置有隧道结；第二反射层，形成在所述至少两个有源层上。进一步地，本专利技术还提出一种激光雷达，包括，基板；激光源，设置在所述基板上；光学元件，设置在所述激光源上；其中，所述激光源包括至少一激光器芯片，所述激光器芯片包括至少两个垂直腔面发射激光器阵列，所述至少两个垂直腔面发射激光器阵列相互独立，所述至少两个垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同，每一所述垂直腔面发射激光器阵列包括至少两个垂直腔面发射激光器；其中，所述垂直腔面发射激光器包括，衬底；第一反射层，形成在所述衬底上；至少两个有源层，形成在所述第一反射层上，所述至少两个有源层之间设置有隧道结；第二反射层，形成在所述至少两个有源层上。综上所述，本专利技术提出一种激光器芯片，该激光器芯片的发光孔的孔径可以不同，当激光器芯片的发光孔的孔径不同时，大孔径的激光器可以用于远距离的扫描，小孔径的激光器可以用于近距离的扫描。该激光器芯片可以用作结构光中的激光源，从而可以增加激光源的功率密度，提高点云阵列中光点的强度。附图说明图1：本实施例中激光器芯片的一个简要示意图。图2：本实施例中激光器芯片的一个简要示意图。图3：本实施例中激光器芯片的制造方法流程图。图4：步骤S1-S4的结构示意图。图5：隧道结的简要示意图。图6：形成图案化光阻层的结构示意图。。图7：沟槽的结构示意图。图8：第一台型结构和第二台型结构的结构示意图。图9：步骤S5的结构示意图。图10：步骤S6的结构示意图。图11：光输出功率-电流曲线图。图12：点云阵列图案的对比图。图13：本实施例提出的三维感测装置的结构示意图。图14：本实施例提出的激光雷达的结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所示，本实施例提出一种激光器芯片，该激光器芯片包括两个垂直腔面发射激光器阵列，每个垂直腔面发射激光器阵列内包括多个垂直腔面发射激光器，例如多个第一垂直腔面发射激光器100形成了第一垂直腔面发射激光器阵列，多个第二垂直腔面发射激光器200形成了第二垂直腔面发射激光器阵列。需要说明的是，图1仅示出两个垂直腔面发射激光器阵列，不限定第一垂直腔面发射激光器100和第二垂直腔面发射激光器200的排列方式，第一垂直腔面发射激光器100和第二垂直腔面发射激光器200的发光孔的孔径一致，第一垂直腔面发射激光器100和第二垂直腔面发射激光器200的结构可以相同或不同。在本实施例中，可例如同时点亮第一垂直腔面发射激光器阵列和第二垂直腔面发射激光器阵列。在一些实施例中，还可以单独点亮第一垂直腔面发射激光器阵列或第二垂直腔面发射激光器阵列。如图2所示，本实施例提出另一种激光器芯片，图2与图1的区别在于第二垂直腔面发射激光器200的发光孔的孔径小于第一垂直腔面发射激光器100的发光孔的孔径。当然在一些实施例中，第二垂直腔面发射激光器200的发光孔的孔径也可以大于第一垂直腔面发射激光器100的发光孔的孔径。需要说明的是，图2仅示出两个垂直腔面发射激光器阵列，不限定第一垂直腔面发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光器芯片，其特征在于，包括，/n至少两个垂直腔面发射激光器阵列，所述至少两个垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同，每一所述垂直腔面发射激光器阵列包括至少两个垂直腔面发射激光器；/n其中，所述垂直腔面发射激光器包括，/n衬底；/n第一反射层，形成在所述衬底上；/n至少两个有源层，形成在所述第一反射层上，所述至少两个有源层之间设置有隧道结；/n第二反射层，形成在所述至少两个有源层上。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光器芯片，其特征在于，包括，
至少两个垂直腔面发射激光器阵列，所述至少两个垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同，每一所述垂直腔面发射激光器阵列包括至少两个垂直腔面发射激光器；
其中，所述垂直腔面发射激光器包括，
衬底；
第一反射层，形成在所述衬底上；
至少两个有源层，形成在所述第一反射层上，所述至少两个有源层之间设置有隧道结；
第二反射层，形成在所述至少两个有源层上。


2.根据权利要求1所述的激光器芯片，其特征在于，所述垂直腔面发射激光器阵列包括第一垂直腔面发射激光器阵列和第二垂直腔面发射激光器阵列，当所述第一垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同于所述第二垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径时，所述第一垂直腔面发射激光器阵列的台型结构的宽度不同于所述第二垂直腔面发射激光器阵列的台型结构的宽度。


3.根据权利要求2所述的激光器芯片，其特征在于，所述台型结构包括所述第一反射层，所述有源层及所述第二反射层，所述台型结构的宽度小于所述衬底的宽度。


4.根据权利要求1所述的激光器芯片，其特征在于，所述激光器芯片包括第一垂直腔面发射激光器阵列和第二垂直腔面发射激光器阵列，当所述第一垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径不同于所述第二垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径时，所述第一垂直腔面发射激光器阵列及所述第二垂直腔面发射激光器阵列用于扫描不同距离的物体。


5.根据权利要求1所述的激光器芯片，其特征在于，所述至少两个垂直腔面发射激光器阵列的发光孔的孔径在4-20微米之间。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍轶杰，张成，刘嵩，梁栋，
申请(专利权)人：常州纵慧芯光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32