一种用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块制造技术

本发明专利技术涉及半导体光电子器件技术领域，尤其涉及一种用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块，其不同之处在于：其包括热沉；形成于所述热沉之上的下电极；形成于所述下电极之上的半导体激光器巴条单元，所述半导体激光器巴条单元包括依次向上呈叠层排列的蓝光光子晶体半导体激光器巴条层、绿光光子晶体半导体激光器巴条层、红光光子晶体半导体激光器巴条层；所述半导体激光器巴条单元还包括形成于相邻半导体激光器巴条层间的中间电极层；形成于所述半导体激光器巴条单元之上的上电极。本发明专利技术激光显示高效、成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块
本专利技术涉及半导体光电子器件
，尤其涉及一种用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块。
技术介绍
近年来，以红、绿、蓝（RGB）三基色激光为光源的显示技术崭露头角，是继黑白显示、彩色显示、数字高清晰度显示后第四代显示技术；因其具有色饱和度高（图像色彩更鲜艳）、大色域（图像色彩更丰富）、高强度、高亮度（可实现大屏幕）、方向性好、高分辨（图像更清晰等优势，越来越受到业界关注，是未来显示领域竞争的焦点；与目前普遍采用的UHP灯源照明技术相比，激光光源具有明显优势；第一是大色域：激光的单色性好，红、绿、蓝（RGB）三基色纯正，显示器色饱和度极高，具有200%NTSC（美国电视制式委员会标准）的色域覆盖率，色彩鲜明、亮度对比度高，任何显示技术都无法比拟；第二是长寿命，激光器寿命长（至少可达5万小时），有效地解决了传统显示光源昂贵的灯源维护费用；第三是屏幕尺寸灵活，可大可小；第四是光源效率高，耗电量小，节能环保；第五是热损耗小；第六是激光光斑小，可有效减小光学引擎的体积等，可有效提升竞争力；激光光源虽具有很多优点，但它作为背投光源，产业化缓慢；激光显示产业化的难关在于高性价比的三基色激光源，目前主要是全固态激光器和半导体激光器；从激光显示前端基频的产生源看，国外主要是半导体，国内是全固态；在全固态激光器技术中，国内已经比较成熟，在半导体激光器的红、绿、蓝三基色中，红色发展比较成熟，蓝色技术也已开发，而绿色技术也已经获得突破，随着技术的进步，路线会越来越明朗，最后还是以半导体激光器为主，因为它效率更高，更容易规模化；半导体激光器之所以应用越来越广泛，主要原因还是效率高，目前红、蓝光半导体激光器效率接近40%，而绿光半导体激光器也已经达到14%以上，还会继续提高；其缺陷在于：光束质量还是较差，边发射激光器垂直发散角达到40度，应用时要经过特殊的光学元件整形，增加成本和系统的复杂性；光子晶体材料是近二十年来发展迅速的一种能够控制光子的人工微结构材料，通过对这样的人工材料的设计和调控，能够调控光场的分布，从而改善光束质量；在传统半导体激光器结构中引入光子晶体人工微结构，可以从芯片层次提高半导体激光输出的光束质量，降低半导体激光器的垂直发散角，如降到10度以下，这样水平和垂直发散角就保持一致性，克服象散问题，既能直接应用；因此，我们可以借助光子晶体实现低发散角的用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块，激光显示高效、成本低。为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块，其不同之处在于：其包括热沉；形成于所述热沉之上的下电极；形成于所述下电极之上的半导体激光器巴条单元，所述半导体激光器巴条单元包括依次向上呈叠层排列的蓝光光子晶体半导体激光器巴条层、绿光光子晶体半导体激光器巴条层、红光光子晶体半导体激光器巴条层；所述半导体激光器巴条单元还包括形成于相邻半导体激光器巴条层间的中间电极层；形成于所述半导体激光器巴条单元之上的上电极。按以上方案，所述半导体激光器巴条单元为多个，多个所述半导体激光器巴条单元依次向上呈叠层排列。按以上方案，所述蓝光光子晶体半导体激光器巴条层包括在同一平面内规则排列的第一绝缘层和蓝光光子晶体半导体激光器巴条；所述绿光光子晶体半导体激光器巴条层包括在同一平面内规则排列的第二绝缘层和绿光光子晶体半导体激光器巴条；所述红光光子晶体半导体激光器巴条层包括在同一平面内规则排列的第三绝缘层和红光光子晶体半导体激光器巴条。按以上方案，所述蓝光光子晶体半导体激光器巴条包括若干水平排列的蓝光光子晶体半导体激光器单管、所述绿光光子晶体半导体激光器巴条包括若干水平排列的绿光光子晶体半导体激光器单管、所述红光光子晶体半导体激光器巴条包括若干水平排列的红光光子晶体半导体激光器单管。按以上方案，所述蓝光光子晶体半导体激光器单管包括依次向上排列的第一下电极层、第一衬底层、第一光子晶体区、第一下波导层、第一量子阱有源区、第一上波导层、第一上盖层、第一欧姆接触层、第一上电极层；所述绿光光子晶体半导体激光器单管包括依次向上排列的第二下电极层、第二衬底层、第二光子晶体区、第二下波导层、第二量子阱有源区、第二上波导层、第二上盖层、第二欧姆接触层、第二上电极层；所述红光光子晶体半导体激光器单管包括依次向上排列的第三下电极层、第三衬底层、第三光子晶体区、第三下波导层、第三量子阱有源区、第三上波导层、第三上盖层、第三欧姆接触层、第三上电极层。按以上方案，所述第一量子阱有源区的增益波长为蓝光所在波长、所述第二量子阱有源区的增益波长为绿光所在波长、所述第三量子阱有源区的增益波长为红光所在波长。按以上方案，所述蓝光光子晶体半导体激光器巴条输出波长范围为440～460nm；所述绿光光子晶体半导体激光器巴条输出波长范围为515～530nm；所述红光光子晶体半导体激光器巴条输出波长范围为635～670nm。按以上方案，所述热沉、下电极、上电极为镀金无氧铜或镀金钨铜材料。按以上方案，所述绝缘层为AlN、SiC或其他导热绝缘材料。按以上方案，所述衬底层、光子晶体区、下波导层、量子阱有源区、上波导层、上盖层、欧姆接触层为III-V族或II-VI族半导体材料。由上述方案，本专利技术采用巴条交替叠阵封装形式，有利于红绿蓝不同波长和功率的组合、配比，红绿蓝通过引出电极可单独进行出光控制，在激光显示系统中省去色轮等机械部件；将光子晶体引入到其中，不仅可以对光束质量进行调控，还可以对波长进行调控；这样通过多波长叠加，有利于消除激光显示中的散斑问题，改善了半导体激光器的垂直远场特性，实现低发散角输出；单管排列形成的巴条通过叠层技术，增强了功率输出，可用于用于高效激光显示，具有高亮度、高效率、性能稳定、制作工艺简单、成本低廉的特点。附图说明图1为本专利技术实施例整体结构示意图；图2为本专利技术实施例中蓝光光子晶体半导体激光器巴条的结构示意图；图3为本专利技术实施例中蓝光光子晶体半导体激光器单管的结构示意图；图4为本专利技术实施例中绿光光子晶体半导体激光器巴条的结构示意图；图5为本专利技术实施例中绿光光子晶体半导体激光器单管的结构示意图；图6为本专利技术实施例中红光光子晶体半导体激光器巴条的结构示意图；图7为本专利技术实施例中红光光子晶体半导体激光器单管的结构示意图；图8为本专利技术的一个实施例基模近场图；图9为本专利技术的一个实施例基模远场图；其中：1-半导体激光器巴条单元（11-蓝光光子晶体半导体激光器巴条层、12-绿光光子晶体半导体激光器巴条层、13-红光光子晶体半导体激光器巴条层、14-中间电极层、111-蓝光光子晶体半导体激光器巴条、112-第一绝缘层、121-绿光光子晶体半导体激光器巴条、122-第二绝缘层、131-红光光子晶体半导体激光器巴条、132-第三绝缘层、1111-第一下电极层、1112-第一衬底层、1113-第一光子晶体区、1114-第一下波导层、1115-第一量子阱有源区、1116-第一上波导层、1117-第一上盖层、1118-第一欧姆接触层、1119-第一上电极层、1211-第二下电极层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块，其特征在于：其包括：热沉；形成于所述热沉之上的下电极；形成于所述下电极之上的半导体激光器巴条单元，所述半导体激光器巴条单元包括依次向上呈叠层排列的蓝光光子晶体半导体激光器巴条层、绿光光子晶体半导体激光器巴条层、红光光子晶体半导体激光器巴条层；所述半导体激光器巴条单元还包括形成于相邻半导体激光器巴条层间的中间电极层；形成于所述半导体激光器巴条单元之上的上电极。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块，其特征在于：其包括：热沉；形成于所述热沉之上的下电极；形成于所述下电极之上的半导体激光器巴条单元，所述半导体激光器巴条单元包括依次向上呈叠层排列的蓝光光子晶体半导体激光器巴条层、绿光光子晶体半导体激光器巴条层、红光光子晶体半导体激光器巴条层；所述半导体激光器巴条单元还包括形成于相邻半导体激光器巴条层间的中间电极层；形成于所述半导体激光器巴条单元之上的上电极。2.根据权利要求1所述的用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块，其特征在于：所述半导体激光器巴条单元为多个，多个所述半导体激光器巴条单元依次向上呈叠层排列。3.根据权利要求1所述的用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块，其特征在于：所述蓝光光子晶体半导体激光器巴条层包括在同一平面内规则排列的第一绝缘层和蓝光光子晶体半导体激光器巴条；所述绿光光子晶体半导体激光器巴条层包括在同一平面内规则排列的第二绝缘层和绿光光子晶体半导体激光器巴条；所述红光光子晶体半导体激光器巴条层包括在同一平面内规则排列的第三绝缘层和红光光子晶体半导体激光器巴条。4.根据权利要求3所述的用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块，其特征在于：所述蓝光光子晶体半导体激光器巴条包括若干水平排列的蓝光光子晶体半导体激光器单管、所述绿光光子晶体半导体激光器巴条包括若干水平排列的绿光光子晶体半导体激光器单管、所述红光光子晶体半导体激光器巴条包括若干水平排列的红光光子晶体半导体激光器单管。5.根据权利要求4所述的用于激光显示的红绿蓝光子晶体半导体激光模块，其特征在于：所述蓝光光子晶体半导体激光器单管包括依次向上排列的第一下电极层、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岩，罗帅，季海铭，
申请(专利权)人：江苏华兴激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32