[发明专利]一种用于激光显示的红光半导体面阵光源装置

权利要求书

1.一种用于激光显示的红光半导体面阵光源装置，其包括VCSEL面阵和微透镜阵列；其中，所述VCSEL面阵至少包括多个VCSEL单元，所述VCSEL单元用于发出圆化激光光束；所述微透镜阵列由多个微透镜构成，用于对所述VCSEL面阵输出的激光光束进行准直圆化后输出。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述多个VCSEL单元通过倒装焊在基板上组成，且所述VCSEL单元的输出波长为630nm-670nm；所述微透镜阵列通过下述方式之一制作：多成分玻璃基板上用选择性离子交换法来制作；在结晶化玻璃基板上采用光热法来制作；在硅基板上用离子束刻蚀法来制作。

3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述VCSEL阵列在长宽方向上VCSEL单元的数目确定为16∶9。

4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述激光器面阵光源结构还包括场镜；所述场镜放置在微透镜阵列后面，用于将单个VCSEL单元发出的圆化光束扩束放大，使得每个VCSEL单元发出的圆化光束被放大后尺寸一致。

5.如权利要求4所述的光源装置，其特征在于，所述激光器面阵光源结构还包括光调制器；所述经场镜放大后的每个VCSEL单元的圆化光束面积与所述光调制器的面积相同，且均重叠投射至所述光调制器上；所述光调制器用于调制透射指其上的光束，并显示相应的图像。

6.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述VCSEL面阵由倒装焊在基板上的多个VCSEL单元形成，其具体结构包括：基板以及位于基板上的多个VCSEL单元、对准标记、P电极和N电极；其中，所述多个VCSEL单元通过键合线与P电极键合；所述对准标记用于在倒装焊所述多个VCSEL单元时与基板上的相应位置对准。

7.如权利要求1-6任一项所述的光源装置，其特征在于，所述多个VCSEL单元中的每一个的结构由底向上依次包括：生长在衬底背面的N型电极、衬底、生长在衬底正面的P型C掺杂的DBR层、独立限制异质结、有源区、N型Si掺杂的DBR层、阻挡层和P型电极。

8.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述多个VCSEL单元中的每一个的有源区由3或4层压应变InGaP量子阱及独立限制异质结中的Al_0.5GaInP和Al_0.7GaInP势垒层构成，其反射波长为650nm。

9.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述N型Si掺杂的DBR层和P型C掺杂的DBR层分别由55层AlAs/Al_0.5Ga_0.5As和35层Al_0.95GaAs/Al_0.5GaAs交替生长形成。

10.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述阻挡层用于实现横向电流的控制，其通过湿化学刻蚀台阶后，经过选择性氧化30nm厚AlAs层构成。

11.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于，所述N型电极采用蒸发淀积Ge/Au/Ni/Au形成，所述P型电极采用蒸发淀积Ti/Pt/Au形成。