[發明專利]一種激光器（VCSEL）封裝結構

在審

• 申請號: 201910442918.4
• 申請日: 2019-05-26
• 公開（公告）號: CN110137803A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 董武
• 申請（專利權）人: 杭州晟創激光科技有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/062;H01S5/042;H01S5/024
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明專利公開了一種低感抗、高電光轉換效率垂直腔面發射激光器（VCSEL）封裝結構，通過把N面出光VCSEL激光器芯片和P面出光VCSEL芯片串聯封裝的形式，減小電極之間的封裝引線，降低環路的感抗，提升光脈沖上升沿，因為采用了串聯封裝的形式，激光器電阻增加，使激光器芯片在驅動環路中獲得更多的壓降，相對應的減小了降低驅動回路中其它電子元器件的壓降，進而降低了其它電子元器件的功耗。更進一步的，通過并聯兩組上述激光器串聯封裝結構，能進一步降低環路電感，提升激光器光脈沖信號的上升沿。

技術領域

本發明涉及一種低感抗、高電光轉換效率垂直腔面發射激光器（VCSEL）封裝結構，屬于激光領域。

背景技術

激光雷達在無人駕駛、AGV小車、智能安防、避障等領域應用越來越廣泛，本發明主要解決低感抗、高轉換效率VCSEL激光器封裝問題。當前，大多數VCSEL激光器都是采用單芯片模塊化封裝或者同類型芯片的串聯封裝形式，比如都是N面出光的VCSEL或者都是P面出光的VCSEL，而這些封裝形式會導致電極之間的封裝鍵合引線的增加，驅動回路電感增加，從而導致激光器光脈沖上升沿差。本發明通過把N面出光VCSEL激光器芯片和P面出光VCSEL芯片串聯封裝的形式，減少了電極之間的封裝鍵合引線，降低環路的感抗，提升光脈沖上升沿，因為采用了串聯封裝的形式，激光器電阻增加，使激光器芯片在驅動環路中獲得更多的壓降，相對應的減小了降低驅動回路中其它電子元器件的壓降，進而降低了其它電子元器件的功耗。更進一步的，通過并聯兩組上述激光器串聯封裝結構，能進一步降低環路電感，提升激光器光脈沖信號的上升沿。

發明內容

本發明的目的在于提出一種低感抗、高電光轉換效率垂直腔面發射激光器（VCSEL）封裝結構，包括氮化鋁陶瓷驅動板、N面出光VCSEL激光器芯片、P面出光VCSEL芯片以及勻光片構成。

本發明所采取的技術方案是：通過把N面出光VCSEL激光器芯片和P面出光VCSEL芯片串聯封裝的形式，減少了電極之間的封裝鍵合引線，降低環路的感抗，提升光脈沖上升沿。因為采用了串聯封裝的形式，導致激光器電阻增加，激光器芯片在驅動環路中獲得更多的壓降，相對應的減小了降低驅動回路中其它電子元器件的壓降，進而降低了其它電子元器件的功耗。進一步的，通過并聯兩組上述激光器串聯封裝結構，能進一步降低環路電感，提升激光器光脈沖信號的上升沿。進一步的，在激光器表面封裝角度可選的勻光片，可以實現可選角度的均勻照明。

本發明所述陶瓷驅動電路基板是氮化鋁陶瓷，厚度0.5mm~1mm，驅動電路可實現1A~40A的峰值電流，電壓2V~30V，trigger信號調節范圍1ns~1us。

本發明所述的激光器芯片為N面出光和P面出光的VCSEL激光器芯片，所述激光器芯片波長為850nm或者940nm。

本發明所述的勻光片角度可選范圍在1°~120°。

本發明所產生的有益效果

1、光電集成封裝，有效縮短驅動控制電路回路，實現高頻窄脈沖激光輸出，光光脈沖上升沿更快；

2、體積小，易于模塊化集成；

3、驅動峰值電流高，可提供1A~200A的峰值電流，基本單元模塊可實現高功率輸出，且功率可調；

4、trigger信號同步控制，脈寬調節范圍1ns~1us，實現光脈沖信號寬范圍調節；

5、通過偏振合束技術和自聚焦透鏡光纖耦合技術實現更高的峰值功率輸出；

6、由于氮化鋁陶瓷基板、無氧銅外殼底座具有非常好的熱導率，因此可以迅速導出電子元器件、激光器芯片所產生的熱量，使元器件、激光器芯片處在一個較低的溫度下工作。

附圖說明

圖1為本發明激光器封裝結構示意圖。