基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组，所述模组包括水平腔面发射激光器(HCSEL)芯片、热沉、耦合镜和底板；所述HCSEL芯片固定于所述热沉上，所述热沉、耦合镜固定于所述底板上。所述HCSEL芯片的激光信号常规下一边准直，一边不准直，此时仅仅需要在另一个方向准直，然后加入耦合镜即可进入光纤；当HCSEL芯片的激光信号在快轴和慢轴两个方向都准直时，在半导体激光发射模组中就无需加入光学器件对HCSEL芯片发出的激光信号进行准直处理，HCSEL芯片出光后直接进入耦合镜，然后聚焦，大大简化了半导体激光发射模组的结构，由于结构简单，有效降低了半导体激光发射和耦合模组的复杂度和制作成本，简化了工序工艺，提升了效率。

Semiconductor laser emission and coupling module based on new semiconductor laser chip

【技术实现步骤摘要】
基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组
本技术涉及激光器件
，特别涉及一种基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组。
技术介绍
半导体激光器由于体积小、重要轻、效率高等优点，广泛应用于工业、军事、医疗、通信、民用等领域。在实际应用中，大多半导体激光需要耦合进入光纤，在传统半导体激光发射和耦合模组发射的激光耦合进入光纤波导、晶体或者增益介质时，由于发散角度大，必须进行快轴和慢轴方向准直，而快轴准直镜加工困难、封装困难、成本过高，使得工序多且复杂，并且成本较高。
技术实现思路
为了解决相关半导体激光发射和耦合模组系统复杂，不易于集成，并且成本较高的问题，本公开提供了一种基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组。本技术提供了一种基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组，所述半导体激光发射和耦合模组包括水平腔面发射激光器(HCSEL)芯片、热沉、耦合镜和底板；所述HCSEL芯片固定于所述热沉上，所述热沉、耦合镜固定于所述底板上；所述HCSEL芯片发出的激光在两个方向上均准直或仅在一个方向上准直。优选地，沿所述半导体激光发射和耦合模组中的光路方向，在所述耦合镜的前方装设有光纤头，通过所述耦合镜将激光聚焦于所述光纤头的芯径上(可为光纤波导、晶体或者增益介质(实例中为光纤))。优选地，所述耦合镜为柱面镜、球面镜、非球面镜、二元光学元件、衍射光学元件中的任一种或任几种的组合。优选地，所述HCSEL芯片发出的激光仅在一个方向上准直时，所述半导体激光发射和耦合模组还包括快轴准直镜，所述快轴准直镜位于所述HCSEL芯片和所述耦合镜之间。优选地，所述快轴准直镜为柱面镜、球面镜、非球面镜、二元光学元件、衍射光学元件中的任一种或任几种的组合。优选地，所述半导体激光发射和耦合模组还包括反射镜，所述反射镜位于所述HCSEL芯片和所述耦合镜之间。优选地，所述反射镜为棱镜或平面反射镜。优选地，所述HCSEL芯片、热沉的数量为1个或至少2个，所述耦合镜的数量为1个。优选地，所述HCSEL芯片的出光方向垂直于所述HCSEL芯片中水平腔的上表面或者下表面，且为条形或方形出光方式。半导体激光发射和耦合模组包括水平腔面发射激光器(HCSEL)芯片、热沉、耦合镜和底板；所述HCSEL芯片固定于所述热沉上，所述热沉、耦合镜固定于所述底板上，HCSEL芯片发出的激光在两个方向上均准直或仅在一个方向上准直。当HCSEL芯片的激光信号在快轴和慢轴两个方向都准直时，在半导体激光发射和耦合模组中就无需加入光学器件对HCSEL芯片发出的激光信号进行准直处理，HCSEL芯片出光后直接进入耦合镜，然后聚焦，大大简化了半导体激光发射和耦合模组的结构，由于结构简单，有效降低了半导体激光发射和耦合模组的复杂度和制作成本，简化了工序工艺，提升了效率。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据一示例性实施例示出的基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组示意图。图2是根据一示例性实施例示出的基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组的俯视图。图3是根据一示例性实施例示出的基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组的侧视图。图4是根据一示例性实施例示出的一种HCSEL的结构示意图。图5是根据一示例性实施例示出的采用二元光栅或衍射光栅后的一种出光示意图。图6是根据图5对应实施例示出的HCSEL的远场发散角度图。图7是根据一示例性实施例示出的HCSEL芯片不同出光方式的示意图。图8是根据一示例性实施例示出的基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同构造。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和连接关系进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组示意图。图1中，基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组X包括水平腔面发射激光器(HCSEL)芯片10、热沉20、耦合镜30和底板40。HCSEL芯片10固定于所述热沉20上，所述热沉20、耦合镜30固定于所述底板40上。HCSEL芯片10发出的激光在两个方向上均准直或仅在一个方向上准直。由此可知，该半导体激光发射和耦合模组中的半导体激光芯片为HCSEL(HorizontalCavitySurfaceEmittingLaser，水平腔面发射激光器)芯片。HCSEL芯片的出光面不需要特殊的腔面处理，表面损伤阈值高；另因表面出光，出光发散角小，避免了大的快轴发散角所附带的问题，其发出的激光信号具有在一个方向上或两个方向准直的特点；激光器共振腔较长，出光面积大，是理想的高功率照明光源。同时HCSEL芯片在制造上简单，更容易集成二维列阵。当HCSEL芯片的激光信号在快轴和慢轴两个方向都准直时，在半导体激光发射和耦合模组中就无需加入光学器件对HCSEL芯片发出的激光信号进行准直处理，HCSEL芯片出光后直接进入耦合镜，然后聚焦，大大简化了半导体激光发射和耦合模组的结构，由于结构简单，有效降低了半导体激光发射和耦合模组的复杂度和制作成本，简化了工序工艺，提升了效率。HCSEL芯片10固定于热沉20上，所述热沉20、耦合镜30固定于底板40上，从而快速散掉光电转换过程中所产生的余热，避免了长时间使用时HCSEL芯片10的过热问题，有效提高了HCSEL芯片10的使用寿命及性能。HCSEL芯片10发出的激光经耦合镜30进行耦合后能够聚焦于光路的某一位置。具体的，沿所述半导体激光发射和耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组，其特征在于，所述半导体激光发射和耦合模组包括水平腔面发射激光器(HCSEL)芯片、热沉、耦合镜和底板；/n所述HCSEL芯片固定于所述热沉上，所述热沉、耦合镜固定于所述底板上/n所述HCSEL芯片发出的激光信号在一个方向准直，一个方向不准直；或者所述HCSEL芯片发出的激光信号在两个方向都准直。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于新型半导体激光芯片的半导体激光发射和耦合模组，其特征在于，所述半导体激光发射和耦合模组包括水平腔面发射激光器(HCSEL)芯片、热沉、耦合镜和底板；
所述HCSEL芯片固定于所述热沉上，所述热沉、耦合镜固定于所述底板上
所述HCSEL芯片发出的激光信号在一个方向准直，一个方向不准直；或者所述HCSEL芯片发出的激光信号在两个方向都准直。


2.根据权利要求1所述的半导体激光发射和耦合模组，其特征在于，沿所述半导体激光发射和耦合模组中的光路方向，在所述耦合镜的前方装设有光纤波导、晶体或者增益介质，通过所述耦合镜将激光聚焦于所述光纤波导、晶体或者增益介质。


3.根据权利要求1所述的半导体激光发射和耦合模组，其特征在于，所述耦合镜为柱面镜、球面镜、非球面镜、二元光学元件、衍射光学元件中的任一种或任几种的组合。


4.根据权利要求1所述的半导体激光发射和耦合模组，其特征在于，所述HCSEL芯片发出的激光仅在一个方向上准直时，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：勾志勇，肖岩，周德来，
申请(专利权)人：深圳市柠檬光子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44