[实用新型]一种带有光学透镜的VCSEL激光器件

说明书

本实用新型公开了一种带有光学透镜的VCSEL激光器件，光学透镜与基板连接，且在光学透镜朝向基板一侧设有凹槽，凹槽和基板围成用于容置发光芯片的空腔，发光芯片的出射光透过光学透镜而发射出，完成光线控制。本激光器件直接采用光学透镜对垂直腔面发射激光芯片进行扩束，舍弃掉现有技术中的工程扩束器，制作工艺成本低，生产效率高。并且由光学透镜和基板围成的空腔为非气密性腔，能够使空腔内气压与外界环境气压保持平衡，当发光芯片工作产生热量时能保持空腔内气压与外界环境气压平衡，能够避免因空腔内温度升高、空腔内气压大于外界环境气压而导致光学透镜变形或者脱落的情况，因此能够极大程度降低光学透镜在使用中出现变形或者掉落的风险。

技术领域

本实用新型涉及光电器件技术领域，特别是涉及一种带有光学透镜的VCSEL激光器件。

背景技术

垂直腔面发射激光器件(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)是一种半导体激光器，从垂直于半导体衬底表面方向发射出光，它具有优于现已使用的端面发射型半导体激光器件的卓越特性，比如垂直腔面发射激光器件的驱动电流低、发散角小、耦合效率高、形成圆形对称光斑、容易进行二维布置等诸多优点，当前已经在光时钟、光通信、激光雷达、激光彩色显示、高速激光打印、高密度光存储、超快激光、非线性光学等越来越多的领域得到应用。

传统垂直腔面发射激光器件采用工程扩束器(Diffuser)进行扩束，该工程扩束器是在平板石英玻璃的表面粘接一高分子层，利用微折射技术(包含折射和衍射)进行光线扩散。工程扩束器是采用摄像头模组工艺或者半导体封装工艺制作在垂直腔面发射激光芯片上方，工程扩束器通过粘结方式固定在VCSEL芯片上方，受到高温极其容易掉落。这种技术制作工艺成本昂贵，生产效率极低，同时存在工程扩束器掉落造成人眼安全的风险。

实用新型内容

鉴于以上所述，本实用新型提供一种带有光学透镜的VCSEL激光器件，直接采用光学透镜对垂直腔面发射激光芯片进行扩束，舍弃掉现有技术中的工程扩束器，这里光学透镜设置在垂直腔面发射激光芯片上方，光学透镜直接与基板粘接，本技术中同时还将光学透镜与基板之间容置垂直腔面发射激光芯片的空间设为非气密性，极大程度降低光学透镜在使用中出现变形或者掉落的风险。

为实现上述目的，本实用新型提供一种带有光学透镜的VCSEL激光器件，包括基板、发光芯片和光学透镜；

所述光学透镜与所述基板连接，在所述光学透镜朝向所述基板一侧设有凹槽，所述凹槽和所述基板围成用于容置所述发光芯片的空腔，所述发光芯片的出射光透过所述光学透镜而发射出，完成光线控制，所述空腔为非气密性腔。

优选的，在所述光学透镜上设置有将所述空腔与外界通气的结构，该通气的结构是孔或者槽。

优选的，在所述光学透镜的非光学功能区设置将所述空腔与外界通气的结构。

优选的，在所述基板底部或者侧面设置将所述空腔与外界通气的结构。

优选的，所述空腔包括芯片放置区和光传播区，所述发光芯片放置在所述芯片放置区内。

优选的，所述光学透镜至少包括第一光学界面和第二光学界面，所述凹槽的表面为所述第一光学界面，所述光学透镜上与所述凹槽相对一端的表面为所述第二光学界面，所述发光芯片的出射光由所述第一光学界面进入所述光学透镜，并通过所述第二光学界面从所述光学透镜发射出。

优选的，所述第一光学界面和所述第二光学界面至少有一个界面为自由曲面。

优选的，所述光学透镜还包括处于所述光学透镜侧方的断面，所述断面形成所述光学透镜的侧面。

优选的，所述光学透镜包括硅胶光学透镜、树脂光学透镜或者模造玻璃光学透镜，且光学透镜的折射率大于1.4。

优选的，所述光学透镜与所述基板密合粘接。