[發明專利]VCSEL擴束透鏡以及VCSEL器件

有效

• 申請號: 201910941703.7
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN112578483B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 黃偉;曹宇星;汪洋
• 申請（專利權）人: 瑞識科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;H01S5/00;H01S5/183
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛;張蓉

1.一種VCSEL擴束透鏡，其特征在于，所述透鏡具有一用于設置VCSEL芯片(2)的腔體(10)，所述腔體(10)的開放口設置在所述透鏡底部，所述腔體(10)的腔壁包括第一折射曲面(11)，所述透鏡頂部形成第二折射曲面(12)，所述第一折射曲面(11)用于將所述芯片(2)發出的光束進行長軸光束發散角度變大、短軸光束收攏角度變小的第一次折射，以使光束接近預設出光角度投射到所述第二折射曲面(12)；所述第二折射曲面(12)用于對投射到其上的光束進行長軸光束發散角度變大、短軸光束收攏角度變小的第二次折射，以將光束的出光角度整形到預設出光角度和光斑效果；

其中，所述長軸與所述短軸垂直，所述長軸和短軸分別代表同一個平面內配光角度較大和較小的兩個方向。

2.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述第二折射曲面(12)在所述透鏡的長軸所在的第一豎直平面內的輪廓為M次方曲線，所述第一折射曲面(11)在所述第一豎直平面內的輪廓為N次方曲線，M為大于等于4的整數，N為大于等于2的整數；

所述第一折射曲面(11)與所述第二折射曲面(12)之間的距離，在所述第一豎直平面內自長軸中心往兩邊逐漸增加。

3.根據權利要求2所述的透鏡，其特征在于，所述N次方曲線具體為2次方曲線，其高度與長度之比H1/L1為1.2至1.5；所述M次方曲線具體為4次方曲線，其兩側最高點的高度與中間最低點的高度之比H21/H22為1.0至3.0。

4.根據權利要求3所述的透鏡，其特征在于，所述高度與長度之比H1/L1 為1.31，所述高度之比H21/H22為2.17。

5.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述第一折射曲面(11)在所述透鏡的短軸所在的第二豎直平面內的輪廓為R次方曲線，所述第二折射曲面(12)在所述第二豎直平面內的輪廓為S次方曲線，R、S為大于等于2的整數；

所述第一折射曲面(11)與所述第二折射曲面(12)之間的距離，在所述第二豎直平面內自短軸中心往兩邊逐漸減小。

6.根據權利要求5所述的透鏡，其特征在于，所述S次方曲線具體為2次方曲線，其高度與長度之比H3/L3小于0.1；所述R次方曲線具體為2次方曲線，其高度與長度之比H4/L4為0.1至0.5。

7.根據權利要求6所述的透鏡，其特征在于，所述高度與長度之比H3/L3為0.077，所述高度與長度之比H4/L4為0.13。

8.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述腔體(10)的整個腔壁由所述第一折射曲面(11)和一對豎直平面(13)組成，所述一對豎直平面(13)正對設置且平行于透鏡的長軸，所述第一折射曲面(11)連接于所述一對豎直平面(13)之間。

9.根據權利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述透鏡為注塑或者模壓方式成型，其折射率n為大于1.4的透光膠。

10.一種VCSEL器件，其特征在于，包括VCSEL芯片(2)、基座(3)和擴束透鏡(1)，所述擴束透鏡(1)采用如權利要求1-9任一項所述的透鏡，擴束透鏡(1)直接設置在所述基座(3)上，所述芯片(2)設置在所述基座(3)上且位于所述腔體(10)內。