[发明专利]具有聚合物光导的激光器和监测光电检测器

说明书

相关申请的交叉引用

此申请依据35U.S.C 119(e)要求2007年3月5日提交的美国临时专利 申请No.60/904,805的优先权，该申请通过引用整体结合于此。

发明背景

1.发明领域

本发明一般涉及分立的半导体激光器与分立的监测光电检测器(MPD) 的集成，其中来自半导体激光器的后端面的光通过聚合物光导被引导至 MPD。

2.背景技术描述

通常通过金属有机化学汽相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE) 在衬底上生长适当层叠的半导体材料以形成平行于衬底表面的有源层来制 造半导体激光器。然后利用多种半导体加工工具处理该材料以制造包括有 源层的激光光学腔，并使金属接触点附着到半导体材料。最后，通常通过 解理该半导体材料以限定激光光学腔的边缘或末端而在激光腔的末端形成 激光反射镜端面，从而当在接触点上施加偏置电压时，所产生的流过有源 层的电流使光子沿垂直于电流流动的方向从有源层的成端面的边缘出射。

现有技术公开了用于通过蚀刻形成半导体激光器的反射镜端面的工 艺，允许激光器与其它光子器件单片地集成在同一衬底上。还已知通过以 大于光学腔内传播的光的临界角的角度形成此类端面从而在该光学腔内形 成全内反射端面。

通过蚀刻的反射镜或端面已经制造了新型的面发射半导体激光器。这 种激光被称为水平腔面发射激光器(HCSEL)，其在2005年4月21日公 开的美国专利申请公开No.US 2005/0083982 A1和2007年7月17日出版 的美国专利7,245,645中公开，上述专利的公开内容通过引用结合于此。

半导体边发射激光器(EEL)与MPD的封装要求EEL相对于MPD以 一角度被安装在晶体管外形封装(TO)中，如图1中所示，其示出TO罐 10的内部，其中安装有EEL 12和MPD 14。在图1的示例中，EEL 12被示 为水平地安装在垫块(submount)16上。设置了第一、第二以及第三TO 罐引脚18、20以及22，它们用作对EEL 12和MPD 14的电连接。示出 MPD 14垂直于中心引脚20的末端安装。设置了多个引线接合24，以使EEL 12和MPD 14与TO罐引脚18和22以及罐10互连。

EEL 12的后端面面对MPD 14，从而MPD 14可监测来自该端面的光。 有时候，将MPD 14定位成稍稍偏离垂直于来自后端面的入射光束，以防 止反射回此端面。如所示，因此需要三维的封装操作来形成图1中所示的 封装，其中芯片安装和引线接合在该封装的两个不同平面内。

发明概述

根据本发明，分立的半导体激光器和分立的监测光电检测器(MPD) 的改进集成通过面发射激光器与MPD的简单二维封装实现。在本发明中使 用的激光器类型的输出端面相对于其衬底成45°或接近45°角，而且其后端 面相对于其衬底成90°或约90°角。优选该激光器是水平腔面发射激光器 (HCSEL)。

在优选实施例中，HCSEL和MPD被安装在晶体管外形(TO)封装的 单个平面上，从而激光器的水平腔和MPD的检测器表面彼此平行。HCSEL 被安排成其后端面比HCSEL的输出端面更靠近MPD。聚合物沉积在 HCSEL的后端面和MPD检测器表面上。此聚合物被固化，从而产生光导。 来自HCSEL的后端面的光通过光导被引导到MPD的检测器表面。这允许 MPD监测来自HCSEL的后端面的光。

附图简述

根据本发明的优选实施例的以下详细描述以及附图，本发明的上述和 附加的特征和优点对于本领域普通技术人员将会显而易见，附图如下简单 地描述：

图1是封装在TO罐内的HCSEL和MPD的现有技术安排的示意图。

图2是在本发明的优选实施例中使用的HCSEL类型的示意性侧视图。

图3A是根据本发明的优选实施例而封装的HCSEL和MPD的示意性 侧视图。图3B是图3A的一部分的放大。

图4A是图3A中所示的器件的示意性俯视图。图4B是图4A的一部 分的放大。

本发明的描述

现在转到本发明的更详细描述，分立的半导体激光器和分立的监测光 电检测器(MPD)的改进集成通过面发射激光器与MPD的简单二维封装实 现。优选该面发射激光器是水平腔面发射激光器(HCSEL)。