[发明专利]用于眼睛近场照明的垂直腔面发射激光器

权利要求书

1.一种用于头戴式设备的用户的眼睛的近场照明的垂直腔面发射激光器(VCSEL)，所述VCSEL包括：

半导体衬底；

第一反射器，其设置在所述半导体衬底的第一侧上；

台面区，其设置在所述第一反射器上方，并被配置成产生发散的红外光束，其中所述台面区包括：

第二反射器；和

有源区，其设置在所述第一反射器和所述第二反射器之间；

第一电触点，其设置在所述半导体衬底的与所述第一侧相对的第二侧上，用于电耦合到所述第一反射器；和

第二电触点，其设置在所述半导体衬底的所述第二侧上，用于电耦合到所述第二反射器。

2.根据权利要求1所述的VCSEL，还包括用于将所述第二电触点电连接到所述第一反射器的贯穿通孔，其中所述贯穿通孔延伸穿过所述半导体衬底、所述第一反射器和所述有源区，

其中所述VCSEL可选地包括设置在所述半导体衬底和所述第二电触点之间的隔离层，用于将所述第二电触点与所述第一反射器电绝缘，其中所述贯穿通孔也延伸穿过所述隔离层。

3.根据权利要求1所述的VCSEL，其中所述VCSEL具有小于125微米×125微米的覆盖区。

4.根据权利要求1所述的VCSEL，其中所述VCSEL被配置成产生红外光，用于在距眼睛小于25mm的距离处照亮用户的眼睛。

5.根据权利要求1所述的VCSEL，其中，所述半导体衬底是变薄的半导体衬底，使得所述VCSEL的总厚度小于100微米。

6.根据权利要求1所述的VCSEL，其中所述VCSEL被配置为单模发射器或多模发射器。

7.根据权利要求1所述的VCSEL，其中所述台面区还包括孔口限定层，所述孔口限定层被配置为将由所述台面区产生的红外光束整形为所述发散的红外光束。

8.根据权利要求1所述的VCSEL，其中

所述第一反射器包括第一分布式布拉格反射器(DBR)；和

所述第二反射器包括第二DBR，其中可选地

所述第一DBR包括N掺杂的DBR；和

所述第二DBR包括P掺杂的DBR。

9.根据权利要求1所述的VCSEL，还包括设置在所述台面区上的晶片级光学器件，用于引导所述发散的红外光束以照亮用户的眼睛，

其中可选地，所述晶片级光学器件由高折射率砷化镓(GaAs)形成。

10.根据权利要求1所述的VCSEL，还包括：

导电迹线，其用于将所述第二电触点电连接到所述第一反射器；和

隔离层，其设置在所述半导体衬底和所述第二电触点之间，用于将所述第二电触点与所述第一反射器电绝缘，其中所述隔离层还设置在所述导电迹线和所述半导体衬底的侧边缘、所述第一反射器和所述有源区之间。

11.一种头戴式设备的眼睛跟踪系统，所述眼睛跟踪系统包括：

透明衬底；和

根据权利要求1-4中任一项所述的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的阵列，其在所述头戴式设备的用户的视野内设置在所述透明衬底上，其中

所产生的发散的红外光束用于用户的眼睛的近场照明，

所述第一电触点用于将所述第一反射器电耦合到所述透明衬底；和

所述第二电触点用于将所述第二反射器电耦合到所述透明衬底。