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公开(公告)号：CN117691457B
公开(公告)日：2024-06-11
申请号：CN202410035594.3
申请日：2024-01-10
Applicant: 北京工业大学
IPC: H01S5/024
Abstract: 本发明公开了一种高功率VCSEL芯片的微通道水冷散热结构，包括：自上而下依次设置的VCSEL芯片以及上下键合而成的湍流散热层、横向分流层和进出水层；湍流散热层内刻蚀有沿左右方向平行排布多个微通道，每个微通道底部的前后方向刻蚀有第一进口和第一出口；横向分流层上表面的前后方向上刻蚀有进水通道以及出水通道，横向分流层的下表面刻蚀有第二进口以及第二出口；进出水层上刻蚀有进水口以及出水口，进水口、第二进口、进水通道、第一进口、微通道、第一出口、出水通道、第二出口和出水口顺序连通。本发明通过周期性改善流动混合以及通过产生二次流来增加湍流率来提高传热系数，将热量更快导出，实现更高的散热效率。
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公开(公告)号：CN117613666B
公开(公告)日：2024-04-30
申请号：CN202311653123.0
申请日：2023-12-05
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种高功率大孔径基模涡旋光波导VCSEL相干阵列，VCSEL相干阵列为大孔径阵列发光结构，包括N电极层、N型DBR、有源区层、P型DBR和P电极层；在VCSEL相干阵列的每个发光单元台面上的出光孔表面刻蚀有六方晶格排布的微纳结构孔隙，微纳结构孔隙内填充有高掺杂半导体透明材料，以形成涡旋光波导结构。本发明在传统VCSEL阵列激光器结合涡旋光波导结构及P电极层，实现光波导横向及纵向调控、电流横向及纵向注入和热量的横向及纵向传导，最终实现大孔径的高功率高相干基模VCSEL阵列，解决传统VCSEL激光器阵列功率低、光束质量差、P型DBR电阻及热阻过大、阵列积热严重等问题。
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公开(公告)号：CN117613666A
公开(公告)日：2024-02-27
申请号：CN202311653123.0
申请日：2023-12-05
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种高功率大孔径基模涡旋光波导VCSEL相干阵列，VCSEL相干阵列为大孔径阵列发光结构，包括N电极层、N型DBR、有源区层、P型DBR和P电极层；在VCSEL相干阵列的每个发光单元台面上的出光孔表面刻蚀有六方晶格排布的微纳结构孔隙，微纳结构孔隙内填充有高掺杂半导体透明材料，以形成涡旋光波导结构。本发明在传统VCSEL阵列激光器结合涡旋光波导结构及P电极层，实现光波导横向及纵向调控、电流横向及纵向注入和热量的横向及纵向传导，最终实现大孔径的高功率高相干基模VCSEL阵列，解决传统VCSEL激光器阵列功率低、光束质量差、P型DBR电阻及热阻过大、阵列积热严重等问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112350144B
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN202011164067.0
申请日：2020-10-27
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种高功率VCSEL阵列芯片倒装焊封装结构及制备方法，包括：底发射二维周期性VCSEL阵列芯片、热沉和多层单晶反射膜层；底发射二维周期性VCSEL阵列芯片包括衬底层和设于衬底层底部的二维周期性VCSEL发光单元；VCSEL发光单元的底部通过焊料层与热沉相连，衬底层的顶部设有多层单晶反射膜层；其中，热沉的热膨胀系数与衬底层的热膨胀系数相当，单晶反射膜层具有与衬底层相同的晶格结构。本发明热沉的热膨胀系数与VCSEL阵列芯片的衬底层的热膨胀系数相当，其可减小芯片内部热应力，抑制芯片受热发生形变；在衬底层顶部制备与衬底层晶格相匹配的多层单晶膜层，提高单晶反射层间以及与衬底层之间的粘附力。
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公开(公告)号：CN118487096A
公开(公告)日：2024-08-13
申请号：CN202410520196.0
申请日：2024-04-28
Abstract: 本发明公开了一种重组成像变换的自傅里叶腔共振器结构，自下至上依次包括：激光发射单元、共振腔层、傅里叶变换层和端面分光层。激光发射单元出射的自傅里叶函数型光束依次通过共振腔层、傅里叶变换层经端面分光层反馈形成光场的自傅里叶变换，实现共振腔内重组成像。自傅里叶型光场经过傅里叶变换层满足自傅里叶变换的时域和频域上的对称性，往返后得到的光场分布与初始光场的振幅和相位相同，得到边缘损失极小的像光场重组实现点对点互注入反馈，最后形成激光阵列光场的空间相干合成。基于自傅里叶腔共振器结构将一系列相互独立的激光元件相干地组合在一起，为激光阵列实现相干耦合可以提供更低的损耗、更好的元件间耦合和更好的模态鉴别特性。
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公开(公告)号：CN117691457A
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202410035594.3
申请日：2024-01-10
Applicant: 北京工业大学
IPC: H01S5/024
Abstract: 本发明公开了一种高功率VCSEL芯片的微通道水冷散热结构，包括：自上而下依次设置的VCSEL芯片以及上下键合而成的湍流散热层、横向分流层和进出水层；湍流散热层内刻蚀有沿左右方向平行排布多个微通道，每个微通道底部的前后方向刻蚀有第一进口和第一出口；横向分流层上表面的前后方向上刻蚀有进水通道以及出水通道，横向分流层的下表面刻蚀有第二进口以及第二出口；进出水层上刻蚀有进水口以及出水口，进水口、第二进口、进水通道、第一进口、微通道、第一出口、出水通道、第二出口和出水口顺序连通。本发明通过周期性改善流动混合以及通过产生二次流来增加湍流率来提高传热系数，将热量更快导出，实现更高的散热效率。
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公开(公告)号：CN112332215A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011205747.2
申请日：2020-11-02
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种带有衍射光学元件VCSEL芯片结构及制备方法，VCSEL芯片结构为底发射型结构，在VCSEL芯片结构的衬底层顶部刻蚀有沟槽并填充有材料，形成衍射光学图形结构；带有衍射光学图形结构的衬底层的顶部依次设有传输介质填充层和增反膜，共同形成VCSEL出射激光的外腔振荡。本发明带有衍射光学元件的衬底层和增反膜构成VCSEL发光单元的外腔结构；带衍射光学元件的衬底层在外腔内参与外腔激光振荡并通过改变光场相位分布，使输出激光等效光束质量因子M2小于1；同时，本发明可以在半导体工艺下一步制成，且不需要光学元件，易实现器件小型化、芯片化。
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公开(公告)号：CN112310803A
公开(公告)日：2021-02-02
申请号：CN202011204352.0
申请日：2020-11-02
Abstract: 本发明公开了一种基于VCSEL的泵浦光源及制备方法，包括：二维VCSEL阵列芯片、衬底层和光学耦合系统；二维VCSEL阵列芯片设置在衬底层的底部；衬底层的顶部沿激光出射方向刻蚀有多个沟槽，沟槽内填充有第一材料形成填料层；其中，第一材料的折射率高于衬底材料、且对VCSEL出射激光吸收率低于衬底材料；衬底层的顶部连接光学耦合系统，光学耦合系统将二维VCSEL阵列芯片的出射激光聚焦进光纤激光器或半导体激光器泵浦的固体激光器中。本发明在衬底层刻蚀有沟槽，并在沟槽内填充折射率高于衬底材料、且对VCSEL出射激光吸收率低于衬底材料的材料，可以降低VCSEL作为泵浦源时的损耗。
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