[实用新型]可调控光学模态的激光结构

说明书

一种可调控光学模态的激光结构，包括基板；堆栈于该基板上的第一分布式布拉格反射镜；堆栈于该第一分布式布拉格反射镜上的发光层；以及依序堆栈于该发光层上的第二及第三分布式布拉格反射镜，该第三分布式布拉格反射镜由单层或多层介电质组成，并且在该第三分布式布拉格反射镜中央或周围区域呈现开口结构。如此，可透过控制开口的直径或面积以及介电质晶层数目以调控激光结构所产生的光学模态，进而改变发散角度，令其发散角度变小，可使得远场发光呈现均匀的强度分布和增大在光纤中传输距离。藉此，达到结构设计合理，装配简单，易于生量制造的功效，真正实现可量产性且具成本效益的激光结构。

技术领域

本实用新型有关于一种可调控光学模态的激光结构，尤指涉及一种将开口（Aperture）结构实现于整体激光结构顶端的分布式布拉格反射镜（Distributed BraggReflector, DBR）的介电质晶层结构。

背景技术

近年来人工智能（AI）与自驾车产业正在快速发展中，由于红外波长（700～1600nm）的垂直共振腔面射型激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers, VCSELs）具有：(1)高速；(2)高功率转换效率（Power Conversion Efficiency, PCE）；(3)同调性（Coherency）；(4)面射发光，(5)可以形成大功率距阵；以及(6)芯片生产与封装容易、制造成本低的特点。因此，可大量应用于AI与自驾车的传感系统中。但是一般已知的VCSELs是多模态发光，远场（Far-field）呈现周边高中央低不均匀的强度（Intensity）分布，为了改善修正该远场发光强度不均匀现象，在封装上需要增加二次光学透镜，导致成本增加、制造困难与良率下降等问题。另外，一般已知的VCSELs发光角是25°左右，对于需要小角度（小于15°）的传感光源与照明应用也需要增加二次光学透镜，同样地也会导致成本增加、制造困难与良率下降等问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，克服已知技术所遭遇的上述问题，并提供一种可调控光学模态的激光结构，其将开口结构实现于整体激光结构顶端的第三分布式布拉格反射镜的介电质结构中，可透过控制开口的直径或面积以及介电质晶层数目以调控激光结构所产生的光学模态。

为达上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种可调控光学模态的激光结构，其特征在于，其包括：基板、第一分布式布拉格反射镜、发光层、第二分布式布拉格反射镜及第三分布式布拉格反射镜；该第一分布式布拉格反射镜堆栈于该基板上；该发光层堆栈于该第一分布式布拉格反射镜上；该第二分布式布拉格反射镜堆栈于该发光层上；该第三分布式布拉格反射镜堆栈于该第二分布式布拉格反射镜上，该第三分布式布拉格反射镜由单层或多层介电质组成，并且在该第三分布式布拉格反射镜中央或周围区域呈现开口结构。

于本实用新型的实施例中，该第三分布式布拉格反射镜的介电质晶层数目介于1～20之间。

于本实用新型的实施例中，该第三分布式布拉格反射镜中央区域的开口结构的直径范围介于2～15μm之间。

于本实用新型的实施例中，该第三分布式布拉格反射镜的介电质晶层由氮化硅（SiN_x）、氧化硅（SiO₂）、氧化铝（AlO_x）、氧化锌（ZnO）或氧化镁（MgO）所制成。

于本实用新型的实施例中，该基板为半导体基板。

附图说明

图1是本实用新型的剖面示意图。

标号对照：

基板11

第一分布式布拉格反射镜12

发光层13

第二分布式布拉格反射镜14

第三分布式布拉格反射镜15