[发明专利]一种透镜及采用该透镜的VCSEL器件

说明书

本发明适用于光电技术领域，提供了一种透镜及采用该透镜的VCSEL器件，所述透镜为具有一功能区的发散透镜，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°。如此使所述采用该透镜的VCSEL器件的出光角度变大，这样有效照射范围也大，且匀化出光，经本透镜出射的光斑均匀，可满足各种应用需求。

技术领域

本发明属于光电技术领域，尤其涉及一种透镜及采用该透镜的VCSEL器件。

背景技术

目前，VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)芯片采用工程扩束器4(Diffuser)进行扩束，该工程扩束器4是在平板玻璃41表面粘接一高分子层42，利用微折射技术(包含折射和衍射)进行光线扩散，如图15所示。因平板玻璃41全反射较多，再加上高分子层42微结构会造成光损失，实际测试中，VCSEL芯片经工程扩束器扩束后的光学损失在10％以上，所以出光效率比较低。而且高分子层容易高温熔融及脱落或者胶水浸润及污染物填充导致的失效，极强能量的激光光束直接照射出去，使用时存在人眼安全隐患。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种透镜，旨在解决现有工程扩束器(Diffuser)可靠性不高、出光效率低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种透镜，其为具有一功能区的发散透镜，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°。

本发明另一实施例是这样实现的，一种VCSEL器件，包括VCSEL芯片、用以固设所述VCSEL芯片的支架以及对所述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°。

本实施例提供的透镜未设高分子层，不存在因高分子层容易高温熔融及脱落或者胶水浸润及污染物填充导致的失效造成的人眼安全隐患问题，而且出光效率高。所述透镜为具有一功能区的发散透镜，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°。如此使所述采用该透镜的VCSEL器件的出光角度变大，这样有效照射范围也大，且匀化出光，经本透镜出射的光斑均匀，可满足各种应用需求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的透镜与VCSEL芯片的结构图(示出其中一部分关系，此处第一光学界面由旋转对称曲线绕透镜的光轴旋转而成)；