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公开(公告)号：CN112117640B
公开(公告)日：2022-02-22
申请号：CN202011204317.9
申请日：2020-11-02
申请人： 北京工业大学
摘要： 本发明公开了一种衬底型衍射光学元件VCSEL分光结构及制备方法，自下而上依次包括：热沉、底发射VCSEL阵列芯片、带有二元衍射光栅的衬底层、超表面结构层、保护层和增透膜层；所述衬底层的底部设有所述底发射VCSEL阵列芯片，所述衬底层的顶部设有二元衍射光栅，所述超表面结构层的组成微元呈正方形网格结构排布。本发明在底发射VCSEL芯片上键合衍射光学元件，将VCSEL芯片每个发光单元发射的激光分束，使输出激光束数量级增大；以及在衍射光学元件之上键合超表面结构层，用于激光分束后聚焦。本发明设计的衬底型衍射光学元件的VCSEL分光结构可以在半导体工艺下一步制成，且不需要外部光学元件，易实现器件小型化、芯片化。
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公开(公告)号：CN112350144A
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN202011164067.0
申请日：2020-10-27
申请人： 北京工业大学
摘要： 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：CN117878066A
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202410052525.3
申请日：2024-01-12
申请人： 北京工业大学
IPC分类号： H01L23/31 , H01L23/367 , H01L23/29 , H01L23/373 , H01L21/56
摘要： 本发明公开了一种过渡层键合高压SiC功率器件微通道封装结构及制备方法，其在SiC功率器件的两侧对称依次设有金属电极层、过渡层、金刚石散热层、DBC基板和带有回字形凹槽的微通道热沉层；SiC功率器件的金属电极层与过渡层键合构成第一异质键合层，过渡层与金刚石散热层异质键合构成第二异质键合层；第一异质键合层、第二异质键合层与上述SiC功率器件及其金属电极层实现无焊料致密连接，SiC功率器件及其金属电极层上下表面通过过渡层键合到金刚石散热层上形成三明治型散热结构；回字型凹槽的微通道热沉层为SiC功率器件提供高效散热通道，实现SiC功率器件高功率、高压工作。
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公开(公告)号：CN117855156A
公开(公告)日：2024-04-09
申请号：CN202410051261.X
申请日：2024-01-12
申请人： 北京工业大学
IPC分类号： H01L23/31 , H01L23/367 , H01L23/373 , H01L21/56 , H01L21/48
摘要： 本发明公开了一种双异质键合高压SiC功率器件微通道封装结构及制备方法，其在SiC功率器件的两侧对称依次设有金属电极层、二维材料过渡层、金刚石散热层、DBC基板和带有回字形凹槽的微通道热沉层；二维材料过渡层选用高导热型且具有六方对称结构的二维材料；二维材料过渡层与SiC功率器件的金属电极层键合构成第一异质键合层，金刚石散热层与二维材料过渡层异质键合构成第二异质键合层，第一异质键合层、第二异质键合层与上述SiC功率器件及其金属电极层实现无焊料致密连接，SiC功率器件及其金属电极层上下表面通过二维材料过渡层键合到金刚石散热层上形成三明治型散热结构；微通道热沉层为SiC功率器件提供高效散热通道。
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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
申请人： 北京工业大学
摘要： 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：CN112310803B
公开(公告)日：2022-04-19
申请号：CN202011204352.0
申请日：2020-11-02
摘要： 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：CN112332210B
公开(公告)日：2022-01-25
申请号：CN202011204353.5
申请日：2020-11-02
摘要： 本发明公开了一种基于衬底散热的VCSEL阵列芯片封装结构，包括：自顶部至底部依次设置的顶发射VCSEL阵列芯片、衬底层、焊料层和热沉；衬底层被刻蚀为片状结构，焊料层上设有过水结构，热沉上设有过水槽、进水口和至少一个出水口；片状结构、过水结构和过水槽构成了连续的水冷通道，水冷通道具有一个进水端和至少一个出水端；水冷通道的进水端与进水口相连、至少一个出水端与至少一个出水口对应相连。本发明使用水流散热系统代替传统的固体热沉散热片装置，将水冷和固体热沉相结合，弥补了传统的固体热沉散热片装置在工作一段时间后散热效果变差的缺陷，有效地改善了顶发射VCSEL阵列芯片散热问题。
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公开(公告)号：CN112117640A
公开(公告)日：2020-12-22
申请号：CN202011204317.9
申请日：2020-11-02
申请人： 北京工业大学
摘要： 本发明公开了一种衬底型衍射光学元件VCSEL分光结构及制备方法，自下而上依次包括：热沉、底发射VCSEL阵列芯片、带有二元衍射光栅的衬底层、超表面结构层、保护层和增透膜层；所述衬底层的底部设有所述底发射VCSEL阵列芯片，所述衬底层的顶部设有二元衍射光栅，所述超表面结构层的组成微元呈正方形网格结构排布。本发明在底发射VCSEL芯片上键合衍射光学元件，将VCSEL芯片每个发光单元发射的激光分束，使输出激光束数量级增大；以及在衍射光学元件之上键合超表面结构层，用于激光分束后聚焦。本发明设计的衬底型衍射光学元件的VCSEL分光结构可以在半导体工艺下一步制成，且不需要外部光学元件，易实现器件小型化、芯片化。
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公开(公告)号：CN112332210A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011204353.5
申请日：2020-11-02
摘要： 本发明公开了一种基于衬底散热的VCSEL阵列芯片封装结构，包括：自顶部至底部依次设置的顶发射VCSEL阵列芯片、衬底层、焊料层和热沉；衬底层被刻蚀为片状结构，焊料层上设有过水结构，热沉上设有过水槽、进水口和至少一个出水口；片状结构、过水结构和过水槽构成了连续的水冷通道，水冷通道具有一个进水端和至少一个出水端；水冷通道的进水端与进水口相连、至少一个出水端与至少一个出水口对应相连。本发明使用水流散热系统代替传统的固体热沉散热片装置，将水冷和固体热沉相结合，弥补了传统的固体热沉散热片装置在工作一段时间后散热效果变差的缺陷，有效地改善了顶发射VCSEL阵列芯片散热问题。
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公开(公告)号：CN112310804A
公开(公告)日：2021-02-02
申请号：CN202011196037.8
申请日：2020-10-30
申请人： 北京工业大学
摘要： 本发明公开了一种带相位补偿层的VCSEL结构及制备方法，该激光器将周期分布的激光器产生的光场，经Talbot外腔和相位补偿单元，对同相模和反相模进行相位补偿，得到同相位输出的激光束。在二维二极管激光阵列的发光面设有Talbot激光外腔，Talbot激光外腔的输出端设有相位补偿膜；Talbot激光外腔的厚度d为：式中，ZT为Talbot距离，N为正整数；相位补偿膜相对应Talbot激光外腔输出端同相模的位置处设有沟槽结构。本发明通过相位补偿膜的沟槽结构使相对相位增加π/4，最终相位与二维二极管激光阵列中初始相位为0的二极管激光器输出相位相同。本发明能够对反相模进行相位补偿，得到同相位输出光束，且工艺过程简单，易于制作。
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