具有基于非线性频率转换的集成光学器件的单片光源制造技术

一种半导体光源，其包括平面光学部件，该平面光学部件将在谐振腔中发射的长波长(例如红外)光聚焦到非线性晶体中，该非线性晶体然后通过倍频将长波长的光转换为具有较短波长的光(例如可见光)。非线性晶体上的波长选择性反射层将长波长的光反射回谐振腔中以形成外腔，并将具有较短波长的光从外腔透射出去。谐振腔包括以高效率发射长波长的光的有源区域。平面光学部件包括形成在半导体层中的微透镜或形成在非线性晶体中的梯度折射率透镜。或形成在非线性晶体中的梯度折射率透镜。或形成在非线性晶体中的梯度折射率透镜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有基于非线性频率转换的集成光学器件的单片光源
[0001]背景
[0002]半导体发光设备(例如发光二极管(LED)、微LED(micro
‑
LED)、谐振腔LED(RCLED)、垂直腔面发射激光器(VCSEL)和垂直外腔面发射激光器(VECSEL))将电能转换为光能，并提供比其他光源更多的益处，例如减小尺寸、改进耐用性和提高效率。半导体发光设备可以用作许多显示系统(例如电视、计算机显示器、膝上型计算机、平板计算机、智能手机、投影系统和可穿戴电子设备)中的光源。例如，可以使用发射不同颜色(例如，红色、绿色和蓝色)的光的微LED或VCSEL来形成显示系统(例如近眼显示系统)的子像素。发射红外光的微LED可以用来照亮眼睛以进行眼睛跟踪。微LED、VCSEL和其他半导体发光设备还可以部署在各种传感器系统(例如用于深度感测、三维感测、对象跟踪(例如，手部跟踪或面部跟踪)等的系统)中。
[0003]概述
[0004]本公开总体上涉及半导体发光设备。更具体地且没有限制地，本公开涉及一种半导体发光设备，该半导体发光设备包括以高效率发射较长波长(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体光源，包括：谐振腔，所述谐振腔包括第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜和所述第二反射镜各自包括相应的一组半导体层；半导体发光区域，所述半导体发光区域位于所述谐振腔中，并被配置为发射红外光；平面透镜，所述平面透镜包括多个半导体层，并被配置为聚焦从所述半导体发光区域发射的所述红外光；非线性晶体，所述非线性晶体被配置为通过二次谐波产生将由所述平面透镜聚焦的所述红外光转换为可见光；和选择性反射层，所述选择性反射层在所述非线性晶体上，并且被配置为：将所述红外光反射回所述谐振腔中以形成外腔；和将所述可见光从所述半导体光源透射出去。2.根据权利要求1所述的半导体光源，其中，所述平面透镜在所述谐振腔中；或所述平面透镜在所述谐振腔和所述非线性晶体之间或在所述非线性晶体中。3.根据权利要求1所述的半导体光源，其中：所述多个半导体层中的每个半导体层包括第一横向区域和第二横向区域，所述第一横向区域和所述第二横向区域由不同的相应折射率来表征；所述多个半导体层中的每个半导体层中的所述第一横向区域由不同的横向尺寸来表征；并且，可选地，其中，所述多个半导体层中的每个半导体层中的所述第一横向区域包括具有不同的相应组成的第一半导体材料。4.根据权利要求3所述的半导体光源，其中，所述多个半导体层中的每个半导体层中具有所述不同的相应组成的所述第一半导体材料由不同的相应横向氧化速率或横向蚀刻速率来表征。5.根据权利要求3所述的半导体光源，其中，所述多个半导体层中的每个半导体层中的所述第一横向区域包括：Al
x
Ga1‑
x
As并且由大于0.7的不同的相应x值来表征；或者(Al
x
Ga1‑
x
)
0.5
In
0.5
P并且由不同的相应x值来表征。6.根据权利要求3所述的半导体光源，其中：所述第二横向区域包括氧化物区域、气隙或填充材料；和所述第一横向区域包括未氧化半导体区域。7.根据权利要求3所述的半导体光源，其中，所述多个半导体层在相邻的外延层中。8.根据权利要求3所述的半导体光源，其中，所述多个半导体层与多个中间层交错，所述多个中间层包括第二半导体材料；并且，可选地，其中，所述多个半导体层和所述多个中间层形成抗反射结构。9.根据权利要求1所述的半导体光源，其中：所述第一反射镜包括由第一反射率表征的第一分布式布拉格反...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿努拉格，
申请(专利权)人：元平台技术有限公司，
类型：发明
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