[發(fā)明專利]具有共同的晶片級集成光學(xué)裝置的VCSEL陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880054540.4
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN111095696B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·格羅嫩博恩;P·J·H·布洛曼
• 申請（專利權(quán)）人: 通快光電器件有限公司
• 主分類號: H01S5/02253
• 分類號: H01S5/02253;H01S5/42;H01S5/026;G02B27/09;H01S5/183;H01S5/00;H01S5/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 周家新

1.一種VCSEL陣列(100)，所述VCSEL陣列(100)包括布置在共同的半導(dǎo)體基體(101)上的兩個、三個、四個或更多個VCSEL(130)，其中，VCSEL陣列(100)還包括在晶片級集成的一個共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)被布置為能夠?qū)⒓す?10)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換后的激光(150)，使得能夠在參考平面中提供連續(xù)的照明圖案(20)，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)被布置為與能夠在沒有共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)的情況下提供的未轉(zhuǎn)換的照明圖案相比，能夠增大在參考平面中的照明圖案(20)的尺寸，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)還被布置為使得每個VCSEL(130)被布置為能夠?qū)φ彰鲌D案(20)的區(qū)域(21)進(jìn)行照明，其中，每個區(qū)域(21)小于照明圖案(20)，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)包括臺階，使得共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)的具有高于半導(dǎo)體基體(101)不同高度的子表面彼此相鄰布置，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)是棱鏡結(jié)構(gòu)或菲涅耳結(jié)構(gòu)，其中，每個VCSEL(130)與共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)的子表面相關(guān)聯(lián)，其中，每個VCSEL(130)間的距離與共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)的相應(yīng)子表面的尺寸被布置為使得每個VCSEL(130)僅對共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)的相應(yīng)子表面的部分進(jìn)行照明而不對臺階之一進(jìn)行照明，其中，VCSEL陣列(100)包括微透鏡陣列(143)，其中，每個VCSEL(130)與一個微透鏡相關(guān)聯(lián)，其中，微透鏡被布置為能夠使激光(10)在穿過共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)之后平行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VCSEL陣列(100)，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)是布置在VCSEL(130)的發(fā)光表面之上的連續(xù)結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的VCSEL陣列(100)，其中，每個VCSEL(130)是被布置為能夠發(fā)射激光(10)穿過半導(dǎo)體基體(101)的底部發(fā)射器，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)置在半導(dǎo)體基體(101)的與VCSEL(130)相反布置的表面上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的VCSEL陣列(100)，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)集成在VCSEL陣列(100)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任意一項所述的VCSEL陣列(100)，其中，每個VCSEL(130)是被布置為沿遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基體(101)的方向發(fā)射激光(10)的頂部發(fā)射器，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)包括設(shè)置在VCSEL陣列的半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的頂部的材料，其中，所述材料在激光(10)的波長范圍內(nèi)是透明的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VCSEL陣列(100)，其中，每個VCSEL(130)是底部發(fā)射器，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)蝕刻在半導(dǎo)體基體(101)中，其中，共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)包括臺階，使得共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)的具有高于半導(dǎo)體基體(101)不同高度的子表面彼此相鄰布置，其中，每個VCSEL(130)與共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)的子表面相關(guān)聯(lián)，其中，每個VCSEL(130)間的距離與共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)的相應(yīng)子表面的尺寸被布置為使得每個VCSEL(130)僅對共同的光學(xué)結(jié)構(gòu)(140)的相應(yīng)子表面的部分進(jìn)行照明而不對臺階之一進(jìn)行照明，其中，微透鏡陣列(143)集成在透明載體中，其中，所述透明載體機械地耦接到半導(dǎo)體基體(101)。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項所述的VCSEL陣列(100)，其中，VCSEL(130)中的至少一部分VCSEL(130)被布置為能夠被單獨控制以發(fā)射激光(10)。

8.一種發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置包括根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項的至少一個VCSEL(100)陣列和用于向VCSEL(130)提供電驅(qū)動電流的電驅(qū)動器(230)。