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公开(公告)号：CN117317812A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311251421.7
申请日：2023-09-26
Applicant: 北京工业大学
IPC: H01S5/42 , G02B26/08 , G02B26/10 , H01S5/0225 , H01S5/02253 , H01S5/02255
Abstract: 本发明公开了一种集扫描聚焦于一体的VCSEL激光芯片，包括：基板，VCSEL激光阵列具有M×N个发光单元且焊接在基板表面；M×N个MEMS微转镜位于VCSEL激光阵列的上方，且与发光单元一一对应；M×N个反射镜正对MEMS微转镜的出光面，且与MEMS微转镜一一对应；Talbot外腔镜位于MEMS微转镜和反射镜的上方，光栅贴合在Talbot外腔镜的上表面，实现第一维波长扫描；相控制聚焦镜组由M×N个聚焦透镜组成且位于光栅的上方，聚焦透镜与反射镜光轴一一对应，实现第二维相位扫描。本发明的VCSEL激光芯片可同时实现激光阵列合束聚焦扫描，增大了扫描精度和扫描范围，可满足不同场景应用的需求。
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公开(公告)号：CN117060215A
公开(公告)日：2023-11-14
申请号：CN202311106168.6
申请日：2023-08-30
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种透射式MEMS相控阵装置及其制备方法，包括：阵列结构激光器和相位调制外腔层；阵列结构激光器包括周期性排列的发光单元，相位调制外腔层包括对应发光单元的多组MEMS和分光平片；分光平片安装在MEMS上，MEMS集成在发光单元的出光区层外；基于MEMS调节分光平片的角度，从而改变光束透射过程中的光程和发射角度，进而调整单个发光单元之间的相位差和光束方向，实现阵列激光的无透镜自聚焦和自由偏转。
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公开(公告)号：CN116995534A
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202311106180.7
申请日：2023-08-30
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种并联耦合自成像外腔相干阵半导体激光器，包括：半导体激光芯片阵列、通光介质层和外腔反射层；半导体激光芯片阵列包括多个发光单元，通光介质层和外腔反射层构成激光自成像外腔；半导体激光芯片阵列出光面的非发光区域镀有高反射膜，高反射膜使半导体激光芯片阵列边缘处由于自成像不完全而导致无法注入至发光单元的反馈光可在自成像外腔中多次振荡，以重新形成可完全注入到发光单元中的自成像。本发明提高了发光区域外激光的注入，可将芯片阵列中包括边缘在内的所有发光单元高效并联耦合，消除自成像外腔反馈产生的芯片阵列边缘效应，增强自成像外腔反馈效率，获得高并联耦合效率、高效光互注入的相干阵激光输出。
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公开(公告)号：CN115548840A
公开(公告)日：2022-12-30
申请号：CN202211379121.2
申请日：2022-11-04
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种二维阵列脉冲自同步薄片激光器结构，包括：由第一反射层、可饱和吸收体、薄片阵列增益介质和第二反射层构成的内谐振腔，以及由相位光栅结构层和第三反射层构成的外谐振腔，内谐振腔和外谐振腔构成复合谐振腔；泵浦光源发出泵浦光经泵浦模块注入复合谐振腔中，多次经过薄片阵列增益介质，在内谐振腔中产生阵列振荡激光；同时，可饱和吸收体对阵列振荡激光进行吸收调制，启动并维持阵列脉冲运转；阵列激光脉冲经第二反射层进入外谐振腔，相位光栅结构层使阵列脉冲激光产生耦合，通过第三反射层返回内谐振腔进行互注入调制与锁定，使阵列脉冲激光在复合谐振腔中同步运转，形成集合模式激光脉冲，实现自同步高能量相干阵脉冲输出。
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公开(公告)号：CN114300939B
公开(公告)日：2022-12-02
申请号：CN202111628631.4
申请日：2021-12-28
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种高光束质量VCSEL结构及制备方法，VCSEL芯片外延结构包括上下依次设置的P型DBR层、氧化层、P型波导层、半导体多量子阱层、N型波导层、N型DBR层和衬底层；P型DBR层的上表面刻蚀形成有光子晶体结构、侧面通过离子注入形成有离子注入电流抑制区，氧化层的中部形成有氧化孔；VCSEL芯片外延结构的顶部或底部设有光学谐振外腔。本发明首先将VCSEL器件中的电流限制效应(氧化孔+离子注入电流抑制区)与光学限制效应(光子晶体结构)解耦，并通过增加光学谐振外腔可建立发光单元间确定的位相关系，提高激光光束质量，最后输出窄线宽高光束质量激光。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115275777A
公开(公告)日：2022-11-01
申请号：CN202210715111.5
申请日：2022-06-22
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种两相阵VCSEL激光光束控制装置及制备方法包括：VCSEL内腔层和第一液晶外腔层；VCSEL内腔层为在晶圆上生长的VCSEL外延结构，VCSEL外延结构上制备出按照一定周期性排列的发光单元；第一液晶外腔层紧贴于VCSEL内腔层的出光区表面作为反射层。本发明在VCSEL阵列激光器的基础上贴合液晶层，通过调节电压改变液晶层折射率值，进而调整发光单元之间的相位差和光束方向，解决传统VCSEL阵列激光器光束质量差的问题，实现高光束质量的同相模相干阵激光输出。
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公开(公告)号：CN114384705A
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202210039167.3
申请日：2022-01-13
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种超大面积同轴激光相干阵光源自扩束聚焦系统及制备方法，包括多层折叠架、固接于多层折叠架的内侧面的反光薄膜、支撑杆和相干阵激光芯片，支撑杆其穿过反光薄膜并与多层折叠架的中心固定连接，且支撑杆与多层折叠架之间还设有牵引件，调节牵引件的位置，使得反光薄膜形成反射凹面；相干阵激光芯片发射的激光，通过反射凹面的焦点，照射到反射凹面上，经过反射凹面反射后形成反射激光，反射激光在反射凹面下方聚焦，聚焦的光斑半径大于激光发射面半径，实现光源的自扩束聚焦。本发明打破了火箭空间对太空反射镜尺寸的限制，制备碳纤维材料的反射镜，可以实现多层折叠，从而扩大了反射镜的尺寸，得到巨型太空反射镜。
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公开(公告)号：CN112310803B
公开(公告)日：2022-04-19
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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公开(公告)号：CN114336285A
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202111655802.2
申请日：2021-12-30
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明公开了一种稀土掺杂的光子级联VCSEL激光器，该激光器为半导体衬底上制备的具有稀土掺杂半导体层的VCSEL芯片外延结构，包括激光谐振腔和稀土掺杂高增益有源区，两者形成光子级联复合腔，激光谐振腔内的激光产生机制形成电致发光，在注入电流的激励下，电子和空穴重新复核辐射大量光子，形成能带间的第一波长激光；当第一波长激光得到预设强度时，激发稀土掺杂高增益有源区中掺杂的金属离子的粒子能级从而跃迁产生第二波长激光，形成光致发光，使得第一波长激光被完全吸收，激光器只发出第二波长激光。通过本发明的技术方案，实现了能级跃迁过程中能量的高效利用，提高了发光效率，并实现了窄线宽激光输出。
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公开(公告)号：CN112289881B
公开(公告)日：2022-02-22
申请号：CN202011164078.9
申请日：2020-10-27
Applicant: 北京工业大学
IPC: H01L31/0687 , H01L31/0216 , H01L31/18 , H01L21/18 , H01L21/265
Abstract: 本发明公开了一种GaInP/GaAs/Ge/Si四结太阳能电池及其制备方法，太阳能电池自下而成依次包括：Si衬底、Si子电池、Ge膜、Ge子电池、GaAs子电池和GaInP子电池；GaInP子电池顶部AlInP或者GaInP第三窗口层的部分上表面设有GaAs或者InGaAs接触层和上电极，Ge膜底部设有下电极；制备方法包括Si衬底的制备与Si子电池的外延生长，Ge膜的键合与薄膜剥离，Ge子电池的制备，GaAs子电池的制备，GaInP子电池的制备，接触层的制备，解键合，腐蚀SiO2层，光刻，制备上下电极。本发明主要利用晶圆键合和离子注入的方式降低器件制备的成本，提高太阳能芯片光电转换效率。
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