[发明专利]光输出装置及具有该光输出装置的光扫描单元

说明书

技术领域

本发明的各方面涉及一种一体地设置有监视检测器的光输出装置以及具 有该光输出装置的光扫描单元，更具体地讲，涉及一种具有紧凑的构造和改 善的能力的光输出装置以及具有该光输出装置的光扫描单元，以检测用于自 动调节从垂直腔面发射激光器(VCSEL)发射的光的量的信号。

背景技术

通常，垂直腔面发射激光器(VCSEL)沿着穿过晶片的层的方向，即， 沿着与水平的层表面垂直的竖直方向发射激光束(不同于边缘发射激光器)。 因此，因为多个VCSEL能够被集成到一个晶片上，所以使用VCSEL的光输 出装置能够容易地在二维中执行扫描操作。因此，使用VCSEL的光输出装置 可被广泛地应用于很多光学应用，例如，激光打印、激光扫描、医疗设备和 光学通信等。

应该监视使用VCSEL的光输出装置，以自动控制从VCSEL输出的光束 的强度。由于与边缘发射激光器不同，VCSEL沿着一个方向发射光束，所以 该光束可以被用于执行光束的期望功能(例如，扫描)，还可以在监视操作中 被使用。

通常，为了执行监视，可以在光输出装置的外部分或者内部分设置监视 检测器。如果监视检测器被设置在光输出装置的外部分，则需要另外的光学 元件(例如，半波片(half plate))以将从VCSEL输出的光束分成两路。因 此，存在光输出装置的制造成本增加的缺点。

图1是示出具有设置在光输出装置的内部分的监视检测器的传统的光输 出装置的示意性剖视图。如图1所示，传统的光输出装置包括基底1、设置 在基底1上的VCSEL3、用于控制VCSEL3的光输出的光输出控制单元5。 光输出控制单元5包括：监视检测器6，设置在基底1上，与VCSEL3相邻； 壳体7，在该壳体7上设置有透明的玻璃罩7a；自动功率控制器(APC)9。 壳体7设置在基底1上，以围绕VCSEL3和监视检测器6。玻璃罩7a位于从 VCSEL3发射的光的行进路径上，以使从VCSEL3发射的光的大部分透射并 朝着监视检测器6反射光的一部分。

在传统的光输出装置中，从VCSEL3发射的光的一部分被玻璃罩7a的 内表面反射。监视检测器6接收所述反射的光并在执行完光电转换操作之后 将反射的光传播到APC9。因此，可以控制VCSEL3的光输出。

在具有如图1所示的构造的光输出装置中，因为由于各种“障碍性因素” 而使朝着监视检测器6行进的光的量与从VCSEL3发射的光的量不成比例， 所以难以正确地控制光输出。“障碍性因素”中的两个是：(1)从VCSEL3 发射的光的发散角度会根据驱动电流和温度而改变；(2)存在漫反射。对于 因素(1)，由于在发射的光的总量中，朝着监视检测器6行进的光的量随着 从VCSEL3发射的光的发散角度的改变而改变，所以难以检测与从VCSEL3 发射的光的量成比例的接收的光的量。对于因素(2)，光束从壳体7的内部 被漫反射并且被监视检测器6接收，使得难以检测与从VCSEL3发射的光的 量成比例的接收的光的量。

此外，不是被玻璃罩7a反射的所有的光都朝着监视检测器6被反射。因 此，监视检测器6输出的电流的量减少，使得VCSEL3的光输出不能被正常 地控制。

根据传统的光输出装置的另一示例，监视检测器被设置在光输出装置的 内部。VCSEL的基底被制造成将监视检测器包括在该基底内。也就是说，通 过对监视检测器的电极层掺杂与VCSEL的下反射层相同的半导体类型， VCSEL的基底被层叠在监视检测器上。在这种情况下，由于监视检测器接收 透射通过VCSEL的下反射层的发射的光，所以可以减少与图1中所示的光输 出装置相关的问题。

但是，在根据另一示例的该光输出装置中，需要重新制造基底。在这种 情况下，尽管重新制造基底，但是制造者会难以确定晶片的生长条件。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种光输出装置，以准确并自动地控制光输出， 而不受从VCSEL发射的光的发散角度变化或者外部光的漫反射的影响，并使 用于监视VCSEL的光输出的光束的损失最小化，而不改变基底的构造。

本发明的另一方面提供了一种光扫描单元，光扫描单元通过使用至少一 个VCSEL来扫描光束，并降低当扫描多光束时由多光束中的光输出差引起的 图像劣化。

本发明的其它方面将在以下的描述中进行阐述，一部分将从描述中变得 清楚，或者可以通过本发明的实践而了解。