[发明专利]一种面发射激光器、面发射激光器阵列及光学扫描装置

说明书

本发明公开了一种面发射激光器，所述面发射激光器包括光子晶体区域，所述光子晶体区域包括具有孔洞的光子晶体，所述孔洞的刻蚀周期、刻蚀深度及刻蚀半径满足产生的激光频率位于所述光子晶体能带中简并的Γ2位置；所述光子晶体为三角晶格构成的矩形光子晶体；所述光子晶体内部的光子晶体腔及反馈区形成的耦合反馈腔，产生谐振的方向相同。本发明通过调整光子晶体与反馈区，使上述光子晶体腔和上述耦合反馈腔的谐振方向相同，因此可以在不借助现有技术中上下匹配的布拉格反射镜的情况下，实现高功率单模面发射输出，避免了布拉格反射镜制备过程中复杂的键合与外延生长工艺。本发明还提供了一种具有上述有益效果的面发射激光阵列和光学扫描装置。

技术领域

本发明涉及半导体光电子器件领域，特别是涉及一种面发射激光器、面发射激光器阵列及光学扫描装置。

背景技术

近年来，随着科技的发展，垂直腔面发射激光器(vertical—cavitysurface—emittinglaser，简称vcsel)及其阵列作为一种新型半导体激光器，越来越在领域内外受到重视，它是光子学器件在集成化方面的重大突破。面发射激光器具有在片检测、易于制备二维阵列、成本低等优点，在高速光互连、城际光通讯、3D识别、光学传感等方面有着广阔的应用前景。

然而传统的垂直腔面发射激光器需要生长上下匹配的布拉格反射镜(DBR)，其外延生长过程复杂，难度高，同时还要进行低串联电阻工艺和湿法氧化限制技术的处理，这使得制备成本、成品率控制难度大，特别是在长波长上，由于材料增益问题和DBR材料兼容问题，DBR的设置难度进一步增加，致使良品率下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种面发射激光器、面发射激光器阵列及光学扫描装置，以解决现有技术中DBR生长困难，面发射激光器制作工艺复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种面发射激光器，所述面发射激光器包括光子晶体区域，所述光子晶体区域包括具有孔洞的光子晶体，所述孔洞的刻蚀周期、刻蚀深度及刻蚀半径满足产生的激光频率位于所述光子晶体能带中简并的Γ2位置；

所述光子晶体为三角晶格构成的矩形光子晶体；

所述光子晶体内部的光子晶体腔及反馈区形成的耦合反馈腔，产生谐振的方向相同。

可选地，在所述面发射激光器中，所述孔洞为圆孔。

可选地，在所述面发射激光器中，所述光子晶体区域包括多个光子晶体。

可选地，在所述面发射激光器中，所述面发射激光器的出光区域的数量与所述光子晶体的数量相同。

可选地，在所述面发射激光器中，所述出光区域的形状与所述光子晶体的俯视形状相同。

可选地，在所述面发射激光器中，所述出光区域位于所述光子晶体正上方并与所述光子晶体一一对应。

可选地，在所述面发射激光器中，所述面发射激光器的电极注入区的电极，可以为共面电极或上下电极。

可选地，在所述面发射激光器中，所述面发射激光器的反馈区还包括高反射介质膜、光子晶体反射镜、布拉格反射镜或外置高反射镜中的至少一个。

本发明还提供了一种面发射激光器阵列，所述面发射激光器阵列包括上述任一种面发射激光器。

本发明还提供了一种光学扫描装置，包括：

光源单元，用于发射光束，所述光源单元包括上述的面发射激光器阵列；

偏转单元，用于偏转来自所述光源单元的光束；

扫描光学单元，用于将片状后的光束汇聚于待扫描物体的表面。