[实用新型]能进行VCSEL激光器发散角压缩的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学装置，尤其是涉及一种能解决微透镜阵列和VCSEL激光器表面过近的难题、能降低微透镜器件的安装难题、利于大规模商用的能进行VCSEL激光器发散角压缩的装置。

背景技术

在边发射激光器中，VCSEL激光器具备较强的抗静电能力，出射的光斑成圆形，大功率VCSEL激光器往往由若干独立的发光点组成，其远场的光斑天生具备抑制激光散斑的效果，使得VCSEL激光器在夜视、照明等领域的用途越来越大。然而，vcsel激光器在远距离照明时，其光斑的发散角较大，目前市场上常见的大功率VCSEL激光器发散角往往达到了20°，加上VCSEL激光器需要达到一定的功率往往需要使用多个独立的发光点进行集成，使得VCSEL的激光器的发光面积往往较其它边发射激光器大很多倍，这个对于VCSEL后端的光学系统都是不利的，因此如何在现有的激光器上进行光束发散角的压缩，提高VCSEL激光灯的整体亮度就成了一个很现实的问题。有研究发现，用普通的透镜在对VCSEL激光灯进行光斑压缩时，往往不能够提升激光器的光学扩展量，对提升VCSEL激光器的整体亮度并无帮助，因此如何在不改变光源的面积情况下压缩VCSEL激光器的出射光斑发散角度就成了一个需要解决的难题。

有人使用市场上的微透镜阵列对VCSEL激光器的单个发光点进行压缩，如图2所示，微透镜阵列20a利用VCSEL激光器10a的发光点11a之间的非发光区域进行光斑压缩的示意图，如图2所示，微透镜阵列20a中的每个透镜单元21a利用了VCSEL激光器10a的发光点11a之间的非发光面，采用有正透镜阵列，对激光器的出射光束进行了角度压缩，同时每个发光点成像后单独发光点的像也变大，但扩大的面积不会超过VCSEL激光器发光点与发光点之间的非发光面积，这样就达到了不改变光源的面积情况下压缩VCSEL激光器的出射光斑发散角度；然而，上述的方法在实施的过程中，发现有很大的问题，最主要的问题是因为VCSEL激光器10a的发光点11a之间的间距太小，往往只有几十个微米，而发光角度又比较大，在极短的距离内VCSEL激光器10a相邻的发光点11a之间的光束会进行交汇，在这个距离之外使用微透镜阵列20a就会失去原有的效果，因此使得常规布局的VCSEL激光器10a用的微透镜阵列20a面临两个极端的难题。1、为了增加微透镜阵列20a的加工厚度(避免其因太薄而影响强度)，微透镜必须尽可能的贴近器件，在常规布局的VCSEL激光器10a使用的微透镜阵列20中，微透镜阵列20为了做到0.2～0.3mm的厚度，需要微透镜阵列20表面靠近到VCSEL激光器10a表面约0.05mm，而众所周知VCSEL激光器10a是正装芯片，表面需要打线工艺，因此这种方法非常可能造成微透镜阵列和激光器表面或者金线相接触，严重的会造成产品无法正常工作；2、即便微透镜做到了与VCSEL激光器10a发光表面0.05mm的间距，而0.2～0.3mm的微透镜阵列20a在实际的加工中也是非常难以做到的。以上的两点原因造成了现在的这种状况，虽然微透镜阵列大家都知道可以对VCSEL激光器的光束角度进行压缩并提升器件的亮度，但是在现在的市场上并没有相关实际的器件出现。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型目的在于提供一种能解决微透镜阵列和VCSEL激光器表面过近的难题、能降低微透镜器件的安装难题、利于大规模商用的能进行VCSEL激光器发散角压缩的装置。

本实用新型通过以下技术措施实现的，一种能进行VCSEL激光器发散角压缩的装置，包括设置在一端的VCSEL激光器，所述VCSEL激光器的发光面间隔设置有微透镜阵列，所述微透镜阵列的每个微透镜都为平凸透镜，所述平凸透镜的凸面靠近且朝向VCSEL激光器的发光面，所述平凸透镜的平面远离VCSEL激光器。

作为一种优选方式，所述平凸透镜的凸面为球面、或自由曲面。

作为一种优选方式，所述VCSEL激光器的每个发光点位于相应平凸透镜的光轴上，所述VCSEL激光器的相邻发光点散射交汇于相应平凸透镜凸面的相邻界面。

作为一种优选方式，所述微透镜阵列的厚度远大于VCSEL激光器相邻发光点边缘光线汇聚处到发光芯片表面的距离。