边缘发射激光光源以及包括该光源的三维图像获取装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种边缘发射激光光源和包括该边缘发射激光光源的三维(3D)图像获取装置。边缘发射激光光源包括基底；设置在基底上的活性层；波长选择部分，包括配置为选择从活性层发射的光的波长的光栅区域；以及增益部分，配置为使具有选择的波长的光在与活性层平行的方向上共振。

【技术实现步骤摘要】
边缘发射激光光源以及包括该光源的三维图像获取装置
与示例性实施例一致的装置和方法涉及具有单个芯片结构的多种波长的边缘光发射光源、三维(3D)图像获取装置以及制造边缘发射激光光源的方法。
技术介绍
三维(3D)相机可以测量从物体表面上的点到3D相机的距离。已经提出了用于测量物体和3D相机之间的距离的各种算法，并且主要使用飞行时间(TOF)方法。TOF方法是发射照明光(例如红外线)到物体上并且测量从物体反射直到光接收器接收反射光为止的照明光的飞行时间的方法。照明光的飞行时间可以通过测量照明光的相位延迟获得，并且高速光调制器可以用于精确测量相位延迟。从光被物体反射后返回的飞行时间中提取距离图像。
技术实现思路
一个或多个示例性实施例提供了具有单个芯片结构的、发射多个波段的光的边缘发射激光光源。此外，一个或多个示例性实施例提供了三维(3D)获取装置，该装置包括具有单个芯片结构的、能够发射多个波段的光的边缘发射激光光源。根据实施例的一方面，提供了边缘发射激光光源，包括：基底；设置在基底上的活性层；波长选择部分，包括配置为选择从活性层发射的光的波长的光栅区域；以及增益部分，配置为使具有选择的波长的光在与活性层平行的方向上共振。光栅区域可以设置在活性层和增益部分之间以及基底和活性层之间中的至少一个。光栅区域可以布置在与来自增益部分的光发射方向平行的方向上。光栅区域可以与基底平行地布置。光栅区域可以设置在增益部分外部。增益部分可以包括光发射表面和反射表面，并且光栅区域可以位于光发射表面的前部和反射表面的后部中的至少一个上。光栅区域可以与来自增益部分的光发射方向平行地布置。光栅区域可以与基底平行地布置。光栅区域可以配置为根据光栅区域的光栅阵列结构选择不同波长的光。光栅区域可以设置在相同的基底上。边缘发射激光光源可以具有集成的单个芯片结构。活性层可以具有多量子阱结构。光栅区域可以包括含有In、Ga、As和P中的至少一种的材料。光栅区域可以包括介电材料、聚合物和金属的组合，该介电材料包括SiO2、SiNx、TiO2、MgF2、Al2O3和Ta2O5中的至少一个。通过光栅区域选择的波长范围可以从780nm到1650nm。基底可以包括GaAs基底。边缘发射激光光源还可以包括：设置在基底和活性层之间的第一类型包覆层；以及设置在活性层上的第二类型包覆层。根据另一实施例的一方面，提供了3D图像获取装置，包括：边缘发射激光光源，配置为发射多个波段的光；光调制器，配置为调制从边缘发射激光光源发射并且由物体反射的光；以及图像传感器，配置为感测通过光调制器调制的光，其中，边缘发射激光光源包括基底；设置在基底上的活性层；波长选择部分，包括配置为选择从活性层发射的光的波长的光栅区域；以及增益部分，配置为使具有选择的波长的光在与活性层平行的方向上共振。附图说明通过参考附图描述特定示例性实施例，上述和/或其它方面将更清楚，在附图中：图1是根据示例性实施例的边缘发射激光光源的示意性透视图；图2是边缘发射激光光源沿图1的线I-I的剖视图；图3是示出了图1的边缘发射激光光源包括三种或更多种波段的光栅区域的示例的图；图4是示出了波长随边缘发射激光光源、光调制器和单个波长的边缘发射激光光源的温度变化的图；图5是示出了相对于相对较高温度和相对较低温度，光调制器和边缘发射激光光源的光强根据波长变化的图；图6是示出了相对于相对较高温度和相对较低温度，光调制器和边缘发射激光光源的光强根据波长变化的图；图7是示出了边缘发射激光光源以及单个波长的边缘发射激光光源的透光率差根据温度变化而变化的图；图8是示出了相对于25℃、40℃和50℃的温度，在单个波长的边缘发射激光光源的情况下，光调制器的透射率差根据波长的变化的图；图9是示出了相对于25℃、40℃和50℃的温度，在多种波长的边缘发射激光光源的情况下，光调制器的透射率差根据波长的变化的图；图10是示出了边缘发射激光光源以及单个波长的边缘发射激光光源的光强根据物体位置变化的图；图11是示出了由边缘发射激光光源形成的图像的图；图12是示出了由单个波长的边缘发射激光光源形成的图像的图；图13是图1的边缘发射激光光源还包括包覆层的图；图14是根据示例性实施例的边缘发射激光光源的示意性透视图；图15是边缘发射激光光源沿图14的线II-II的剖视图；图16是示出了图14的边缘发射激光光源包括三个或更多个波段的光栅区域的示例的图；图17是根据示例性实施例的边缘发射激光光源的示意性透视图；图18是边缘发射激光光源沿图17的线III-III的剖视图；图19是示出了图17的边缘发射激光光源包括三个或更多个波段的光栅区域的示例的图；图20是根据示例性实施例的三维(3D)图像获取装置的示意图；图21是根据示例性实施例的3D图像获取装置的示意图；图22是根据示例性实施例的3D获取装置的示意图；图23到26是制造图1的边缘发射激光光源的方法的图；以及图27到31是制造图14的边缘发射激光光源的方法的图。具体实施方式下面参考附图更详细地描述示例性实施例。在以下描述中，甚至在不同的附图中，相同的附图标记用于相同的元件。描述中限定的事项(如详细的结构和元件)设置为辅助示例性实施例的全面理解。然而，明显的是，示例性实施例可以在没有那些具体限定的事项时实现。此外，公知的功能或结构不再详细描述，因为它们会通过不必要的细节使该描述难以理解。将理解到的是，虽然术语“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种部件，但是这些部件不应该受到这些术语的限制。这些术语只是用于将一个元件与另一个元件区分开。如本文使用的，单数形式“一个”及其变体试图还包括复数形式，除非上下文明确表示。还将理解的是，本文使用的术语“包括”及其变体指定存在所陈述的特征或元件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征或元件。在本公开中，术语如单元或模块用于表示具有至少一个功能或执行至少一个操作并且用硬件、软件或软硬件结合实现的单元。此外，表述如“A设置在B上”可以解释为A以接触或非接触的方式提供给B。如本文使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出的项目的任一个和所有组合。当前面列出元件列表时，表述如“至少一个”修饰元件的整个列表，而不是修饰列表中的单个元件。图1是根据示例性实施例的边缘发射激光光源的透视图，图2是边缘发射激光光源沿图1的线I-I的剖视图。边缘发射激光光源可以包括基底10、位于基底10上的活性层20、包括多个光栅区域35的波长选择部分30以及使由多个光栅区域35选择的具有多个波段的光共振的增益部分40。基底10可以是GaAs基底。活性层20可以包括含有In、Ga、As和P中至少一个的材料，如GaAs材料。活性层20可以包括量子阱结构。例如，活性层20可以包括单量子阱或多量子阱，包括拉紧的(压紧的)量子阱和拉伸阻挡层。阱结构可以包括单量子阱结构或多量子阱结构，包括GaInN量子阱和AlGaInN阻挡层，但不限于此。也就是说，形成活性层20的材料可以根据所需的振荡波段不同地变化。多个光栅区域35可以设置在活性层20和增益部分40之间以及基底10和活性层20之间中的至少一个。多个光栅区域35中的每个可以包括与其它光栅区域的光栅阵列结构不同的光栅阵列结构。多个光栅区域35可以根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种边缘发射激光光源，包括：基底；设置在所述基底上的活性层；波长选择部分，包括配置为选择从所述活性层发射的光的波长的光栅区域；以及增益部分，配置为使具有选择的波长的光在与所述活性层平行的方向上共振。

【技术特征摘要】
2015.10.08 KR 10-2015-0141820;2016.04.15 KR 10-2011.一种边缘发射激光光源，包括：基底；设置在所述基底上的活性层；波长选择部分，包括配置为选择从所述活性层发射的光的波长的光栅区域；以及增益部分，配置为使具有选择的波长的光在与所述活性层平行的方向上共振。2.根据权利要求1所述的边缘发射激光光源，其中，所述光栅区域设置在所述活性层和所述增益部分之间以及所述基底和所述活性层之间中的至少一个。3.根据权利要求2所述的边缘发射激光光源，其中，所述光栅区域布置在与来自所述增益部分的光发射方向平行的方向上。4.根据权利要求3所述的边缘发射激光光源，其中，所述光栅区域与所述基底平行地布置。5.根据权利要求1所述的边缘发射激光光源，其中，所述光栅区域设置在所述增益部分的外部。6.根据权利要求5所述的边缘发射激光光源，其中，所述增益部分包括光发射表面和反射表面，并且所述光栅区域设置在所述光发射表面的前部和所述反射表面的后部中的至少一个上。7.根据权利要求5所述的边缘发射激光光源，其中，所述光栅区域与来自所述增益部分的光发射方向平行地布置。8.根据权利要求7所述的边缘发射激光光源，其中，所述光栅区域与所述基底平行地布置。9.根据权利要求1所述的边缘发射激光光源，其中，所述光栅区域配置为根据所述光栅区域的光栅阵列结构选择不同波长的光。10.根据权利要求1所述的边缘发射激光光源，其中，所述光栅区域设置在所述基底上。11.根据权利要求1所述的边缘发射激光光源，其中，所述边缘发射激光光源具有集成的单个芯片结构。12.根据权利要求1所述的边缘发射激光光源，其中，所述活性层具有多量子阱结构。13.根据权利要求1所述的边缘发射激光光源，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴昌泳，罗炳勋，朴勇和，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR