用于激光顯示的激光光源制造技術

一種用于激光顯示的激光光源，包括：一寬禁帶光子晶體區域；一帶有有源區的FP腔結構，其制作在寬禁帶光子晶體區域的一側；一FP腔結構的出射面，其制作在帶有有源區的FP腔結構的另一側。本發明專利技術可以解決激光顯示中激光光源干涉性好而產生的散斑噪聲的問題，達到實現電注入FP腔寬譜激射的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體激光器以及激光顯示
，尤其涉及一種用于激光顯示激光光源。
技術介紹
激光顯示技術能夠最完美地再現自然色彩，是繼黑白顯示、彩色顯示、數字顯示之后的第四代顯示技術。激光顯示能達到前三代顯示技術未達到的技術指標，與顯像管投影顯示、燈泡投影顯示、液晶和等離子體等平板顯示相比，激光顯示有更大的色域，其色度三角形面積是熒光粉的2倍以上。且激光是線譜，具有很高的色飽和度。激光強度易控制，方向性好，能實現更大的屏幕和更高的分辨率。激光器作為激光顯示的最核心的部件之一，所采用的光源類型不同，顯示系統的光學部分也不同。其中，采用全固態激光器的系統，需要半導體激光泵浦，系統體積龐大，效率較低。而半導體激光器可以直接電調制，體積小，可以使系統簡單小型化，同時提高效率。然而，由于激光的單色性好，若不采取消相干措施，顯示系統各光學表面將產生各種干涉效應，形成大量的背景雜散干涉條紋與散斑噪聲。為了提高激光投影顯示的圖像質量，應設計合適的消相干器件。FP腔激光器結構簡單，若能采取措施破壞其諧振腔，使其激射頻譜展寬，類似超輻射發光，便可減弱出射激光的相干性，消除散斑。光子晶體具有光子禁帶，其對特定波長的光子具有阻礙作用。鋸齒形光柵的折射率漸變，對特定波長的光子透射率高。將光子晶體和鋸齒形光柵分別設計在FP諧振腔的兩端，使得一邊有極高的反射率另一邊有極高的透射率，破壞了諧振腔。光子晶體的高反射率特性增加了光從鋸齒形光柵區域出射的效率，鋸齒形光柵的折射率漸變且對模式沒有選擇作用，使得出射的激光光譜展寬，起到了消相干的作用。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的主要目的在于提供了一種用于激光顯示的激光光源，以解決激光顯示中激光光源干涉性好而產生的散斑噪聲的問題，達到實現電注入FP腔寬譜激射的目的。為達到上述目的，本專利技術提供一種用于激光顯示的激光光源，包括:一寬禁帶光子晶體區域；一帶有有源區的FP腔結構，其制作在寬禁帶光子晶體區域的一側；一 FP腔結構的出射面，其制作在帶有有源區的FP腔結構的另一側。從上述技術方案可以看出，本專利技術具有以下有益效果:1、本專利技術提供的這種用于激光顯示的激光光源，由于FP腔的高反射端的反射面由寬禁帶光子晶體組成，且激射波長在禁帶內，反射率高。而且通過調整光子晶體的周期和占空比，波長覆蓋從可見光到紅外光范圍。2、本專利技術提供的這種用于激光顯示的激光光源，由于FP腔區域采用多量子阱材料作為有源區，光子晶體區域和鋸齒光柵區域可以采用有源材料，以增大對載流子的利用率，或采用無源材料，以減少對激光光子的吸收，從而降低損耗。有源區的材料還包含GaAs材料系、GaN材料系、GaSb材料系，原則上涵蓋所有的波導結構半導體激光器的材料。3、本專利技術提供的這種用于激光顯示的激光光源，光子晶體區域的高反射率和鋸齒光柵區域的高透射率破壞了諧振腔，可以實現寬譜輸出，可達到消相干的目的。同時光子晶體區域具有高反射率，增加了鋸齒光柵區域出光效率。【附圖說明】為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合實施例及附圖，對本專利技術進一步詳細說明，其中:圖1為本專利技術提供的用于激光顯示的激光光源的結構俯視示意圖；圖2為本專利技術提供的用于激光顯示的激光光源的作為FP腔反射鏡光子晶體的光子能帶圖。【具體實施方式】請參閱圖1所示，本專利技術提供一種用于激光顯示的激光光源，包括:一寬禁帶光子晶體區域101，所述寬禁帶光子晶體區域101由高折射率材料和低折射率材料交替排列，所述的高折射率材料是相對于低折射率材料而言，一般折射率大于3 ;所述的低折射率材料一般折射率小于3，兩種材料占空比可以調節；所述寬禁帶光子晶體區域101是一維或二維光子晶體，一維光子晶體占空比為0.5，周期為372納米；所述寬禁帶光子晶體區域101采用有源或無源材料，包括InP/InGaAsP材料，GaAs/AlGaAs材料，GaN/InGaN 材料等；一帶有有源區的FP腔結構102，其制作在寬禁帶光子晶體區域101的一側，所述的帶有有源區的FP腔結構102采用多量子阱或量子點材料作為有源區，有源材料包括InP/InGaAsP材料，GaAs/AlGaAs材料，GaN/InGaN材料等；所述的帶有有源區的FP腔結構102長度為10微米；一 FP腔結構的出射面103，其制作在帶有有源區的FP腔結構102的另一側，所述該FP腔結構的出射面103的形狀為鋸齒形的光柵區域，該鋸齒光柵區域具有高透射率，透射率大于90%，所述的鋸齒形光柵的形狀為三角形、矩形、梯形或半球形的結構，所述的鋸齒形光柵區域采用有源或無源材料，包括InP/InGaAsP材料，GaAs/AlGaAs材料，GaN/InGaN材料等；所述鋸齒形光柵的周期為0.5微米，鋸齒高度為0.5微米；其中所述激光光源采用電注入輸入模式，電極制作在帶有有源區的FP腔結構102所在區域上表面，該激光光源的工作波長覆蓋從可見光到近紅外范圍。圖2示出了本專利技術提供的用于激光顯示的激光光源的作為FP腔反射鏡光子晶體的光子能帶圖，此能帶圖由平面波展開方法計算得到，處于禁帶中頻率的光子將不能通過一維光子晶體區域。所述帶有有源區的FP腔結構102產生的激光進入寬禁帶光子晶體區域101，激射波長處在一維光子晶體禁帶中，進入寬禁帶光子晶體區域101的激光被反射回來，反射率為100%，反射回來的光經過帶有有源區的FP腔結構102后進入FP腔結構的出射面103，由于FP腔結構的出射面103的透射率大于90%，進入FP腔結構的出射面103直接透射出去，鋸齒形光柵的折射率漸變且對模式沒有選擇作用，使得出射的激光光譜展寬，起到了消相干的作用。以上所述的具體實施例，對本專利技術的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本專利技術的具體實施例而已，并不用于限制本專利技術，凡在本專利技術的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。【主權項】1.一種用于激光顯示的激光光源，包括: 一寬禁帶光子晶體區域； 一帶有有源區的FP腔結構，其制作在寬禁帶光子晶體區域的一側； 一 FP腔結構的出射面，其制作在帶有有源區的FP腔結構的另一側。2.根據權利要求1所述的用于激光顯示的激光光源，其中所述的帶有有源區的FP腔結構采用多量子阱或量子點材料作為有源區，對有源材料沒有限定。3.根據權利要求1所述的用于激光顯示的激光光源，其中所述寬禁帶光子晶體區域由高折射率材料和低折射率材料交替排列，兩種材料占空比可以調節，該寬禁帶光子晶體區域是一維或二維光子晶體。4.根據權利要求3所述的用于激光顯示的激光光源，其中所述寬禁帶光子晶體區域采用有源或無源材料。5.根據權利要求1所述的用于激光顯示的激光光源，其中所述該FP腔結構的出射面的形狀為鋸齒形的光柵區域，該鋸齒光柵區域具有高透射率，透射率大于90%。6.根據權利要求5所述的用于激光顯示的激光光源，其中所述的鋸齒形光柵的形狀為三角形、矩形、梯形或半球形的結構。7.根據權利要求6所述的用于激光顯示的激光光源，其中所述的鋸齒形光柵區域采用有源或無源材料。8.根據權利要求1所述的用于激光顯示的激光光源，其中所述激光光源采用電注入輸入模式，電極制作在帶有有源區的FP腔結構所在區本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于激光顯示的激光光源，包括：一寬禁帶光子晶體區域；一帶有有源區的FP腔結構，其制作在寬禁帶光子晶體區域的一側；一FP腔結構的出射面，其制作在帶有有源區的FP腔結構的另一側。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭婉華，郭小杰，
申請(專利權)人：中國科學院半導體研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11