发明名称 半导体雷射组件,其光学装置以及光学装置之制造方法
摘要 一种半导体雷射组件,具有:一产生辐射用的半导体雷射晶片(1);以及一光学装置,其包括一载体(7),一配置在载体上的辐射转向元件(8)和一配置在载体上的镜面,其中该镜面形成半导体雷射晶片(1)用之外部光学共振器之外部镜面(9),辐射转向元件配置在共振器内部中,须形成该辐射转向元件,使半导体雷射晶片(1)所产生之由外部镜面所反射的辐射(13,160)之至少一部份被转向,载体具有一种横向之主延伸方向且半导体雷射晶片(1)在与横向之主延伸方向相垂直之方向中配置在载体之后。
申请公布号 TWI292246 申请公布日期 2008.01.01
申请号 TW094125358 申请日期 2005.07.27
申请人 欧斯朗奥托半导体股份有限公司 发明人 麦可库内特;尔瑞奇史提格穆勒;法兰克辛格;汤玛斯休瓦兹
分类号 H01S5/10(200601120200601) 主分类号 H01S5/10(200601120200601)
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;林荣琳 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 1.一种半导体雷射组件,具有:一产生辐射用的半导 体雷射晶片(1);以及一光学装置,其包括一载体(7), 一配置在载体上的辐射转向元件(8)和一配置在载 体上的镜面,其特征为: -该镜面形成半导体雷射晶片(1)用之外部光学共振 器之外部镜面(9), -辐射转向元件配置在共振器内部中, -形成该辐射转向元件,使半导体雷射晶片(1)所产 生之由外部镜面所反射的辐射(13,160)之至少一部 份被转向, -载体具有一种横向之主延伸方向, -半导体雷射晶片(1)在与横向之主延伸方向相垂直 之方向中配置在载体之后, -半导体雷射晶片(1)藉由一个或多个泵辐射源来进 行光学传送,以便在活性区中产生辐射。 2.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中辐 射转向元件使共振器中的辐射(13,160)转向至一种 与载体(7)之横向的主延伸方向相平行的方向中。 3.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中该 外部镜面(9)形成一种共振器终端镜面。 4.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中该 共振器藉由辐射转向元件(8)而形成褶皱。 5.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中该 辐射转向元件(8)及/或外部镜面(9)固定在载体(7)上 。 6.如申请专利范围第1至5项中任一项之半导体雷射 组件,其中该辐射转向元件(8)配置在载体(7)和外部 镜面(9)之间。 7.如申请专利范围第1至5项中任一项之半导体雷射 组件,其中该辐射转向元件(8)和外部镜面(9)在横向 中相邻地配置着。 8.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中该 半导体雷射晶片(1)是一种表面发射式半导体雷射 晶片。 9.如申请专利范围第8项之半导体雷射组件,其中该 辐射转向元件(8)使半导体雷射晶片(1)所发出的平 行于载体(7)之横向的主延伸方向之辐射转向至外 部镜面(9)。 10.如申请专利范围第1至5项及8项中任一项之半导 体雷射组件,其中该半导体雷射晶片(1)藉由一个或 多个泵辐射源来进行光学泵送以产生辐射。 11.如申请专利范围第10项之半导体雷射组件,其中 泵辐射源和半导体雷射晶片(1)之待泵送的活性区 以单石方式积体化于半导体雷射晶片(1)中。 12.如申请专利范围第10项之半导体雷射组件,其中 该半导体雷射晶片藉由外部之泵辐射源来进行光 学泵送。 13.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中 载体(7)藉由至少一间隔元件(6)(较佳是多个间隔元 件)而与半导体雷射晶片(1)相隔开。 14.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中 载体(7)含有一种玻璃或一种半导体材料,较佳是矽 。 15.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中 光学装置形成此半导体雷射组件之外壳之一部份 。 16.如申请专利范围第1至5项及8,13,14,15项中任一项 之半导体雷射组件,其中半导体雷射晶片(1)预先安 装在晶片载体上且光学装置配置在半导体雷射晶 片(1)之后及/或固定在晶片载体上。 17.如申请专利范围第11项之半导体雷射组件,其中 半导体雷射晶片(1)预先安装在晶片载体上且光学 装置配置在半导体雷射晶片(1)之后及/或固定在晶 片载体上。 18.如申请专利范围第1至5项及8,13,14,15项中任一项 之半导体雷射组件,其中辐射转向元件(8)和外部镜 面(9)配置在载体(7)之面向半导体雷射晶片(1)之此 侧上。 19.如申请专利范围第11项之半导体雷射组件,其中 辐射转向元件(8)和外部镜面(9)配置在载体(7)之面 向半导体雷射晶片(1)之此侧上。 20.如申请专利范围第1至5项及8,13,14,15项中任一项 之半导体雷射组件,其中辐射转向元件(8)和外部镜 面(9)配置在载体(7)之远离半导体雷射晶片(1)之此 侧上。 21.如申请专利范围第11项之半导体雷射组件,其中 辐射转向元件(8)和外部镜面(9)配置在载体(7)之远 离半导体雷射晶片(1)之此侧上。 22.如申请专利范围第1至5项及8,13,14,15项中任一项 之半导体雷射组件,其中该共振器中配置一种非线 性之光学元件(16)以进行频率转换,较佳是使频率 成为复数倍。 23.如申请专利范围第11项之半导体雷射组件,其中 该共振器中配置一种非线性之光学元件(16)以进行 频率转换,较佳是使频率成为复数倍。 24.如申请专利范围第22项之半导体雷射组件,其中 该非线性之光学元件(16)配置-及/或固定在载体(7) 上。 25.如申请专利范围第22项之半导体雷射组件,其中 该非线性之光学元件(16)配置在外部镜面(9)和载体 (7)之间。 26.如申请专利范围第22项之半导体雷射组件,其中 该非线性之光学元件(16)配置在外部镜面(9)和辐射 转向元件(8)之间。 27.如申请专利范围第22项之半导体雷射组件,其中 该非线性之光学元件(16)可藉由一种调温元件(19) 来调温。 28.如申请专利范围第23项之半导体雷射组件,其中 该非线性之光学元件(16)可藉由一种调温元件(19) 来调温。 29.如申请专利范围第24项之半导体雷射组件,其中 该非线性之光学元件(16)可藉由一种调温元件(19) 来调温。 30.如申请专利范围第25项之半导体雷射组件,其中 该非线性之光学元件(16)可藉由一种调温元件(19) 来调温。 31.如申请专利范围第26项之半导体雷射组件,其中 该非线性之光学元件(16)可藉由一种调温元件(19) 来调温。 32.如申请专利范围第27项之半导体雷射组件,其中 该调温元件(19)(较佳是一种热阻)积体化于载体(7) 中。 33.如申请专利范围第22项之半导体雷射组件,其中 该调温元件形成一种未积体化于载体中的外部调 温元件。 34.如申请专利范围第22项之半导体雷射组件,其中 该调温元件形成一种热阻。 35.如申请专利范围第1至5项及8,13,14,15项中任一项 之半导体雷射组件,其中形成该辐射转向元件(8), 使辐射(较佳是频率已转换的辐射(160))由共振器发 出。 36.如申请专利范围第11项之半导体雷射组件,其中 形成该辐射转向元件(8),使辐射(较佳是频率已转 换的辐射(160))由共振器发出。 37.如申请专利范围第24项之半导体雷射组件,其中 形成该辐射转向元件(8),使辐射(较佳是频率已转 换的辐射(160))由共振器发出。 38.如申请专利范围第25项之半导体雷射组件,其中 形成该辐射转向元件(8),使辐射(较佳是频率已转 换的辐射(160))由共振器发出。 39.如申请专利范围第26项之半导体雷射组件,其中 形成该辐射转向元件(8),使辐射(较佳是频率已转 换的辐射(160))由共振器发出。 40.如申请专利范围第35项之半导体雷射组件,其中 辐射藉由辐射转向元件(8)而由共振器中发出时经 由辐射转向元件中所发生的内部全反射来达成。 41.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中 该辐射转向元件(8)是一种棱镜。 42.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中 该辐射转向元件(8)是一种辐射划分器。 43.一种光学装置之制造方法,此光学装置设置成一 种依据申请专利范围第1至42项中任一项所述之半 导体雷射组件用之共振器附加物,其特征为以下各 步骤: -制备一载体(7), -在载体上配置一辐射转向元件(8), -在载体上配置一外部镜面(9), -依据一光学共振器使该辐射转向元件和该外部镜 面互相校准,以及 -制成该光学装置。 44.如申请专利范围第43项之制造方法,其中辐射转 向元件(8)及/或外部镜面(9)藉由阳极连结法而配置 在载体(7)上。 45.如申请专利范围第43项之制造方法,其中辐射转 向元件(8)和外部镜面(9)之间在载体(7)上配置-及/ 或固定一种非线性之光学元件(16)。 46.如申请专利范围第43至45项中任一项之制造方法 ,其中本方法可同时制造多个光学装置。 47.一种光学装置,其具有一载体(7),一配置在载体 上的辐射转向元件(8)和一配置在载体上的镜面,其 特征为:此光学装置作为半导体雷射组件用的共振 器附加物,且在该载体上配置一作为频率转换用非 线性之光学元件。 48.如申请专利范围第47项之光学装置,其中此光学 装置依据申请专利范围第1至42项中任一项之光学 装置之制造方法而形成。 49.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中 由半导体雷射晶片中所产生的辐射经由该载体而 发出。 50.如申请专利范围第20项之半导体雷射组件,其中 由半导体雷射晶片所产生的辐射经由该载体而发 出。 51.如申请专利范围第1或49项之半导体雷射组件,其 中该载体具有一配置于半导体雷射晶片上之空缺 区。 52.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中 该外部镜面和该辐射转向元件固定在该载体上。 53.如申请专利范围第1项之半导体雷射组件,其中 该半导体雷射晶片系为VECSEL或半导体晶圆雷射。 54.如申请专利范围第43项之制造方法,其中在该辐 射转向元件和该外部镜面互相校准之后,且在该光 学装置制成之前,将该辐射转向元件和该外部镜面 固定在该载体上。 55.如申请专利范围第47项之光学装置,其中该非线 性之光学元件配置在该外部镜面和该辐射转向元 件之间。 图式简单说明: 第1A图 本发明半导体雷射组件之第一实施例之切 面图。 第1B图 本发明半导体雷射组件之第一实施例之俯 视图。 第2A图 本发明半导体雷射组件之第二实施例之切 面图。 第2B图 本发明半导体雷射组件之第二实施例之俯 视图。 第3A图 本发明半导体雷射组件之第三实施例之切 面图。 第3B图 本发明半导体雷射组件之第三实施例之俯 视图。 第4A图 本发明半导体雷射组件之第四实施例之切 面图。 第4B图 本发明半导体雷射组件之第四实施例之俯 视图。 第5A图 本发明半导体雷射组件之第五实施例之切 面图。 第5B图 本发明半导体雷射组件之第五实施例之俯 视图。 第6A图 本发明半导体雷射组件之第六实施例之切 面图。 第6B图 本发明半导体雷射组件之第六实施例之俯 视图。 第7图 本发明半导体雷射组件之第七实施例之切 面图。 第8图 本发明半导体雷射组件之第八实施例之切 面图。 第9A图 本发明半导体雷射组件之第九实施例之切 面图。 第9B图 本发明半导体雷射组件之第九实施例之俯 视图。 第10图 本发明半导体雷射组件之第十实施例之切 面图。 第11图 本发明半导体雷射组件之第11实施例之切 面图。 第12图 本发明半导体雷射组件之第12实施例之切 面图 第13A图 本发明半导体雷射组件之第13实施例之一 部份之切面图。 第13B图 本发明半导体雷射组件之第13实施例之形 式。 第14图 本发明半导体雷射组件之第14实施例之切 面图。 第15A图 本发明之光学装置之制造方法之一实施例 之切面图。 第15B图 本发明之光学装置之制造方法之一实施例 之俯视图。
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