[发明专利]一种透镜及采用该透镜的VCSEL器件

权利要求书

1.一种透镜，其为具有一功能区的发散透镜，其特征在于：所述透镜用于对VCSEL芯片发出的光束进行扩束，所述功能区包括位于透镜底部的第一光学界面和位于透镜上部的第二光学界面，所述VCSEL芯片发出的光束投射至功能区的第一光学界面，经所述第一光学界面折射，光束角度变大，接近预设的出光角度；所述光束从第一光学界面进入透镜，从所述功能区的第二光学界面出射，经所述第二光学界面折射，对光束进行优化和整型，达到预设的出光角度和光斑要求；其中预设的出光角度范围为20-120°。

2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述第一光学界面由旋转对称曲线绕透镜的光轴旋转而成，所述VCSEL芯片发出的光束经透镜出射形成的光斑呈圆形或者方形。

3.如权利要求1所述的透镜，其特征在于：所述第一光学界面为椭球面或者柱面，所述VCSEL芯片发出的光束经透镜出射形成的光斑呈椭圆形或者矩形。

4.如权利要求1、2或3所述的透镜，其特征在于：所述透镜为平凹透镜，其功能区的第一光学界面为内凹表面；所述透镜与第一光学界面相对的顶面为平面。

5.如权利要求1、2或3所述的透镜，其特征在于：所述透镜为双凹透镜，其功能区的第一光学界面为内凹表面；所述透镜与第一光学界面相对的顶面为内凹面。

6.如权利要求1、2或3所述的透镜，其特征在于：所述透镜为凹凸透镜，其功能区的第一光学界面为内凹表面；所述透镜与第一光学界面相对的顶面为外凸面。

7.如权利要求1、2或3所述的透镜，其特征在于：所述功能区的第一光学界面与第二光学界面均为旋转对称或轴向对称的曲面或自由曲面。

8.如权利要求1、2或3所述的透镜，其特征在于：所述透镜的侧面及底面皆为平面，所述侧面与顶面通过第一曲面相连接，所述侧面的高度较顶面的高度小；其中，所述第二光学界面包括顶面及部分靠近所述顶面的第一曲面。

9.如权利要求1、2或3所述的透镜，其特征在于：所述透镜从透镜阵列切割出来，所述透镜阵列由透光率大于90％的透光胶注塑或者模压而成；所述透光胶的材质为PC、PMMA、环氧、硅树脂或硅胶，其折射率大于1.4。

10.一种VCSEL器件，包括VCSEL芯片和用以固设所述VCSEL芯片的支架，其特征在于：所述VCSEL器件还包括对VCSEL芯片发出的光束进行扩束的透镜，所述透镜为具有一功能区的发散透镜，所述功能区包括位于透镜底部的第一光学界面和位于透镜上部的第二光学界面，所述VCSEL芯片发出的光束投射至功能区的第一光学界面，经所述第一光学界面折射，光束角度变大，接近预设的出光角度；所述光束从第一光学界面进入透镜，从所述功能区的第二光学界面出射，经所述第二光学界面折射，对光束进行优化和整型，达到预设的出光角度和光斑要求；其中预设的出光角度范围为20-120°。

11.如权利要求10所述的VCSEL器件，其特征在于：所述VCSEL芯片是可发出多束激光光锥的阵列。

12.如权利要求10所述的透镜，其特征在于：所述第一光学界面由旋转对称曲线绕透镜的光轴旋转而成，所述VCSEL芯片发出的光束经透镜出射形成的光斑呈圆形或者方形。

13.如权利要求10所述的透镜，其特征在于：所述第一光学界面为椭球面或者柱面，所述VCSEL芯片发出的光束经透镜出射形成的光斑呈椭圆形或者矩形。

14.如权利要求12或13所述的透镜，其特征在于：所述透镜为平凹透镜，其功能区的第一光学界面为内凹表面；所述透镜与第一光学界面相对的顶面为平面。