[发明专利]包括多个VCSEL的光源阵列

说明书

本发明描述了一种光源阵列（1），包括在衬底（3）之上彼此横向布置的多个VCSEL（2），其中每个VCSEL（2）包括由不发射光的电极结构（22）包围的发光区域（21），其中遮挡层（4）被涂敷在至少电极结构（22）之上，遮挡层（4）仅覆盖电极结构（22）的面向VECSEL（2）的一般发光方向（5）的表面（22s），遮挡层（4）是不透明层，并且被适配为将关闭状态下的阵列（10）与光源阵列（1）要被安装于其中的设备（10）的外壳（11）的外表面（11s）光学匹配。本发明还描述了包括这种阵列（1）的设备（10）和用于制造光源阵列（1）的方法（100）。

技术领域

本发明涉及光源阵列、包括这种阵列的设备以及用于制造光源阵列的方法。

背景技术

独立封装的红外（IR）和可见光发射器已经用于多种应用（包括摄影、光谱或高光谱分析、3D感测和通信）中。当IR发射器、光学器件或封装被安装在承载设备中时，IR发射器、光学器件或封装的布局、材料或设计可能影响该承载设备的整体外观。

将合乎期望的是获得从环境可见的、不干扰承载这些组件的设备的整体光学外观的设备组件（尤其是IR发射器模块），这在消费者应用中可能是特别感兴趣的。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备组件，尤其是IR发射器模块，其具有与承载该组件的设备的整体光学外观相匹配的光学外观。包括多个垂直腔表面发射激光器（所谓的VCSEL）的光源阵列是IR发射器模块。如果VCSEL外观允许颜色变化以提供承载设备的更均匀的外观，则针对VCSEL阵列的简单设计可以被改进。

本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利的实施例。

根据第一方面，提供了一种光源阵列。光源阵列包括在衬底之上彼此横向布置的多个VCSEL，其中每个VCSEL包括由不发射光的电极结构包围的发光区域，其中遮挡层被涂敷在至少电极结构之上，该遮挡层至少覆盖电极结构的面向VCSEL的一般（average）发光方向的表面，该遮挡层被适配为将不发射光的关闭状态下的阵列与需要的外观光学匹配。这里，术语“涂敷在……之上”表示在另一层或组件之上的层的直接涂覆，以及涂敷在另一层或组件上方的涂覆，其中附加的材料层可以布置在其间。在一实施例中，遮挡层被适配为将关闭状态下的阵列与光源阵列要被安装于其中的设备的外壳的外表面光学匹配。

垂直腔表面发射激光器或VCSEL是一种具有与顶表面垂直的激光束发射的类型的半导体激光二极管，其与常规的边缘发射半导体激光器（也是面内激光器）相反，常规的边缘发射半导体激光器从通过从晶片分割出单个芯片而形成的表面发射。VCSEL的激光谐振器由平行于晶片表面的两个分布式布拉格反射器（DBR）镜组成，其间具有由一个或多个用于激光生成的量子阱组成的有源区。波长从650 nm到1400 nm的VCSEL通常基于砷化镓晶片，其具有由GaAs和砷化镓铝形成的DBR。从1400 nm到2000 nm的较长波长设备已经被证实具有至少由磷化铟制成的有源区。发光区域通常布置在DBR镜的发射表面的中心处，其中顶部电极被布置为DBR镜之上的金属层，通常由金制成。VCSEL发射具有垂直于DBR镜的一般发光方向的光，其中与周围电极结构的表面相比，发光区域较小，从而导致由电极材料的外观主导的光学外观。发光区域和电极结构之间的比率远低于50%，例如20-30%。因此，VCSEL阵列通常具有与设备外壳的常见外观不匹配的金色外观。与电极结构相反，VCSEL的发光区域在被关闭时具有深色外观。

所涂敷的遮挡层至少覆盖电极结构，以便防止光从电极结构反射，或者至少更改从电极结构反射的光，以提供期望的光学外观。最终，遮挡层覆盖光源阵列的所有非发光区域。因此，遮挡层是不透明层，其至少在光的波长光谱的可见范围内是不透明或半透明的。遮挡层可以具有有着例如白色、黑色或彩色外观的任何材料。作为示例，遮挡层可以是银层、铬层、包括磷光体颗粒的层或油墨层，其中特定磷光体颗粒或油墨取决于期望的外观而被选择。电极结构不主动发射光。电极结构仅吸收或反射来自环境的光。