[发明专利]垂直腔表面发射激光器件、垂直腔表面发射激光器阵列、光学扫描设备、成像设备、光学发射模块和光学发射系统

权利要求书

1.一种垂直腔表面发射激光器件，其相对于衬底正交地发光，该垂直腔表面发射激光器件包括：

包括有源层的谐振器结构；

半导体多层反射器，该半导体多层反射器设置成在其间夹置该谐振器结构，并且包括限制结构，该限制结构同时限制注入的电流和振荡光的横向模式，所述限制结构具有氧化区域，该氧化区域围绕电流通过区域，氧化区域是通过氧化包含铝的选择性氧化层并包括至少一种氧化物来形成的，

其中，所述选择性氧化层在厚度上至少为25nm；且

所述半导体多层反射器包括减小在横向上的光学限制的光学限制减弱区域，并且该光学限制减弱区域相对于谐振器结构设置在衬底侧上。

2.如权利要求1所述的垂直腔表面发射激光器件，其中，所述半导体多层反射器包括多对低折射率层和高折射率层，所述光学限制减弱区域包括至少一对，所述至少一对中的低折射率层和高折射率层中的至少一个具有(2n+1)λ/4的光学厚度，其中，λ是振荡波长，而n是等于或大于1的整数。

3.如权利要求2所述的垂直腔表面发射激光器件，其中，所述至少一对设置在所述光学限制减弱区域和所述谐振器结构之间，所述至少一对中的低折射率层和高折射率层都具有λ/4的光学厚度。

4.如权利要求1至3中任一项所述的垂直腔表面发射激光器件，其中，在25℃或更低温度下获得最低振荡阈值电流。

5.如权利要求1至4中任一项所述的垂直腔表面发射激光器件，其中，满足表达式：

-2.54d²-0.14t²-0.998d·t+53.4d+12.9t-216≥0.9

其中，d是电流通过区域的宽度，单位为μm，而t是氧化区域的厚度，单位是nm。

6.如权利要求1至3中任一项所述的垂直腔表面发射激光器件，其中，所述选择性氧化层在厚度上是30nm或更大，且最低振荡阈值电流在35℃或更低温度下获得。

7.如权利要求1至6中任一项所述的垂直腔表面发射激光器件，其中，当脉冲周期为1ms且脉冲宽度为500μs的方波电流脉冲被施加时，满足表达式(P1-P2)/P2≥-0.1，其中P1是在施加之后10ns获得的光学输出，而P2是在施加之后1μs获得的光学输出。

8.一种垂直腔表面发射激光器阵列，其上集成有多个如权利要求1至7中任一项所述的垂直腔表面发射激光器件。

9.一种光学扫描设备，用于用光对扫描表面扫描，所述光学扫描设备包括：

光源，该光源包括如权利要求1至7中任一项所述的垂直腔表面发射激光器件；

偏转器，该偏转器被构造成偏转从所述光源发出的光；以及

扫描光学系统，该扫描光学系统被构造成将被偏转的光聚焦到所述扫描表面上。

10.一种光学扫描设备，用于用光对扫描表面扫描，所述光学扫描设备包括：

光源，该光源包括如权利要求8所述的垂直腔表面发射激光器阵列；

偏转器，该偏转器被构造成偏转从所述光源发出的光；以及

扫描光学系统，该扫描光学系统被构造成将被偏转的光聚焦到所述扫描表面上。

11.一种成像设备，该成像设备包括：

至少一个图像载体；以及

一个或多个如权利要求9或10所述的光学扫描设备，该光学扫描设备被构造成将包含图像信息的光照射到所述至少一个图像载体上。

12.如权利要求11所述的成像设备，其中，所述图像信息是多颜色图像信息。

13.一种垂直腔表面发射激光器件，其相对于衬底正交地发光，该垂直腔表面发射激光器件包括：

包括有源层的谐振器结构；以及

半导体多层反射器，该半导体多层反射器设置成在其间夹置该谐振器结构，并且包括多对第一层和第二层，所述第一层和第二层具有不同的折射率，

其中，所述第二层比第一层具有更高的导热率，

所述半导体多层反射器包括第一局部反射器和第二局部反射器，第一局部反射器包括至少一对，其中所述第二层在光学厚度上大于第一层，所述第二局部反射器设置在第一局部反射器和谐振器结构之间，并且包括至少一对，其中，第一层和第二层中每一个在光学厚度上都小于所述第一局部反射器的第二层的。