单色光源制造技术

本发明专利技术公开了发光系统。该发光系统包括发射第一波长的光的电致发光装置。该发光系统还包括增强从发光系统的顶面的光发射并抑制从发光系统的一个或多个侧面的光发射的共振腔。该光腔包括可接收所发射的第一波长的光并将接收光的至少一部分转换为第二波长的光的半导体多层叠堆。该半导体多层叠堆包括ＩＩ－ＶＩ势阱。离开发光系统的第二波长所有光的积分发光强度为离开发光系统的第一波长所有光的积分发光强度的至少１０倍。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及半导体光源。本专利技术特别适用于包含一种或多种II-VI半导体化合物的半导体光源。
技术介绍
激光二极管被用于许多不同应用，例如激光指示器、投影显示器和传感器。在光谱的近紫外、紫色、近红外或红外区发光的激光二极管可以是小型且低成本的。然而，在光谱的其他区中，已知的激光二极管(例如，倍频激光二极管)是复杂、大型、低效且高成本的。 非常需要能够在其他所需波长下(例如，在光谱的青色、绿色、黄绿色、黄色和琥珀色区)发光的小型、高效且低成本的激光二极管系统。
技术实现思路
总体上，本专利技术涉及半导体光源。在一个实施例中，光源包括基于III-V的泵浦光源，该光源包含氮并发射第一波长的光。光源进一步包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)，该激光器将由泵浦光源发射的第一波长的光的至少一部分转换为第二波长的至少部分相干光。VCSEL包括形成第二波长的光的共振腔的第一和第二反射镜。第一反射镜在第二波长下大量地反射，并包括第一多层叠堆。第二反射镜在第一波长下大量地透射并在第二波长下部分反射且部分透射。第二反射镜包括第二多层叠堆。VCSEL进一步包括设置在第一和第二反射镜之间并将第一波长的光的至少一部分转换为第二波长的光的半导体多层叠堆。 半导体多层叠堆包括含有Cd(Mg)S^e合金的量子阱。在另一实施例中，光源包括基于III-V的泵浦光源，该光源包含氮并发射第一波长的光。光源进一步包括光学组件，该组件将由泵浦光源发射的第一波长的光转换为第二波长的至少部分相干光。光学组件包括形成第二波长的光的共振腔的第一和第二反射镜。 第一反射镜在第二波长下大量地反射，并包括第一多层叠堆。第二反射镜在第二波长下部分地反射。光学组件进一步包括设置在第一和第二反射镜之间并将第一波长的光的至少一部分转换为第二波长的光的半导体多层叠堆。半导体多层叠堆包括含有Cd(Mg)S^e合金的量子阱。在另一实施例中，发光系统包括发射第一波长的光的电致发光装置。发光系统还包括增强从发光系统的顶面的光发射并抑制从发光系统的一个或多个侧面的光发射的共振腔。光腔包括可接收所发射的第一波长的光并将接收光的至少一部分转换为第二波长的光的半导体多层叠堆。半导体多层叠堆包括II-VI势阱。离开发光系统的第二波长所有光的积分发光强度为离开发光系统的第一波长所有光的积分发光强度的至少10倍。在一些情况下，II-VI势阱包括Cd(Mg)S^e或a^eTe。在一些情况下，电致发光装置被设计成使得半导体多层叠堆接收的第一波长的光的大部分通过电致发光装置的顶面离开电致发光装置。在一些情况下，由发光系统沿第一方向发射的光具有第一组色坐标，由发光系统沿不同于第一方向的第二方向发射的光具有第二组色坐标，其中第二组色坐标与第一组色坐标基本相同。在一些情况下，第一组色坐标是U1 ’和V1'，第二组色坐标是U2 ’和V2 ’，U1 ’和U2 ’ 之间以及V1'和v2’之间差值中每一个的绝对值不超过0. 003。在一些情况下，再发射的第二波长的光的主要部分从发光系统的顶面离开发光系统。顶面具有最小横向尺寸Wmin再发射的第二波长的光的剩余部分的大部分从具有最大边缘厚度Tmax的光腔的一个或多个侧面离开发光系统。比率Wmin/Tmax至少约为30。发射的第一波长的光的主要部分从电致发光装置的顶面离开电致发光装置。顶面具有最小的横向尺寸Wlmin。发射的第一波长的光的剩余部分从具有最大边缘厚度Tlmax的电致发光装置的一个或多个侧面离开电致发光装置。比率WWTlmax至少约为30。在一些情况下，比率Wmin/Tmax和WlminAlmax各自至少为约100。附图说明结合附图对本专利技术的各种实施例所做的以下详细描述将有利于更完整地理解和体会本专利技术，其中图1是光源的示意性侧视图；图2是包括离散光源阵列的光源的示意性侧视图；图3A-3E是处于用于制造光源的方法中的中间阶段或步骤的装置的示意图；图4是另一光源的示意性侧视图；图5是另一光源的示意性侧视图；图6是发光系统的示意性侧视图；和图7是光指示器的示意图。多个图中使用的相同附图标记指代具有相同或相似性能和功能的相同或相似元件。具体实施例方式本申请公开了半导体光源，其包括一个或多个泵浦光源和用于将由泵浦光源发射的光转换为不同波长光的一个或多个半导体光腔。在一些情况下，所公开的半导体光腔是能够将入射光变频(例如下变频)的共振腔。在一些情况下，所公开的半导体共振腔波长转换器是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。所公开的光源是高效、小型的，并且在一些情况下， 将光转换VCSEL与由两个或更多个不同半导体组构成的泵浦光源低成本地集成。例如，本申请公开了一种光源，其将III-V泵浦光源(例如，包括N的泵浦光源，例如AKialnN泵浦 LED或激光二极管)与包括II-VI半导体波长转换器(例如，Cd(Mg)ZnSe波长转换器)的 II-VI VCSEL 集成。在一些情况下，泵浦光源例如激光二极管(LD)光源至少为部分相干光源，这意味着其发射至少部分相干的光。在一些情况下，泵浦光源例如发光二极管(LED)光源是非相干光源，这意味着其发射非相干光。在一些情况下，半导体VCSEL和泵浦光源来自同一个半导体组，例如III-V组。在此类情况下，直接将例如III-V VCSEL单块生长并制造到III-V泵浦光源(例如，III-V泵浦)是可行的。然而，在一些情况下，发射所需波长光并具有高转换效率和/或其他所需特性的VCSEL来自不同于泵浦LD或LED所属组的半导体组。例如，VCSEL可来自II-VI组，而光源例如LD或LED可来自III-V组。在这种情况下，以高品质将一个元件生长到另一元件上可能是不可能或不可行的。在这种情况下，VCSEL可以附接到泵浦光源来形成混合光源。 此类混合光源能够以高的总体效率发射例如在光谱可见区中不同波长的光。2007年10月 8日提交的美国专利申请No. 60/978304描述了附接两种构造的示例性方法，其全文以引用方式并入本文。在一些情况下，所公开的光源可以输出例如一种或多种原色，例如RGB原色系统中的蓝色、绿色或红色，或者CM^(原色系统中的青色、品红和黄色。在一些情况下，所公开的光源可以输出具有其他颜色(例如琥珀色或白色)的光。所公开的光源的发射效率和紧凑度可以导致新改进的光学系统，例如重量、尺寸和功耗降低的高效投影系统。在一些情况下，VCSEL可以包括将光转换为更长波长光的势阱或量子阱，例如半导体势阱或量子阱。在一些情况下，所公开的光源将来自半导体组(例如II-VI组)的一个或多个VCSEL与来自不同半导体组(例如III-V组)的一个或多个泵浦光源(例如泵浦LD 或LED)高效地集成。所公开的光源阵列包括泵浦光源阵列和对应的VCSEL阵列。这样的光源阵列可以形成单色(例如，绿色或绿黑色)或彩色图像。所公开的光源阵列可以结合常规光源和图像形成装置的主要功能，从而导致功耗、尺寸和成本减少。例如，在显示系统中，所公开的光源阵列可以同时用作光源和图像形成装置，从而消除或减少对单独背光或空间光调制器的需要。又如，将所公开的光源阵列并入投影系统可消除或减少对图像形成装置和中继器光学器件的需要。例如，所公开的光源阵列可以在显示系统中形成像素阵列。光本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光系统，包括：电致发光装置，发射第一波长的光；以及光腔，增强从所述发光系统的顶面的光发射并抑制从所述发光系统的一个或多个侧面的光发射，所述光腔包括半导体多层堆叠，所述半导体多层堆叠接收所发射的第一波长的光并将所接收的光的至少一部分转换为第二波长的光，所述半导体多层堆叠包括ＩＩ－ＶＩ势阱；其中，离开所述发光系统的所述第二波长的所有光的积分发光强度是离开所述发光系统的所述第一波长的所有光的积分发光强度的至少１０倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯瑟琳·A·莱瑟达勒，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US