[发明专利]垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列有效

专利信息
申请号: 201880099645.1 申请日: 2018-09-25
公开(公告)号: CN113169522B 公开(公告)日: 2022-12-30
发明(设计)人: 汪洋;贺永祥 申请(专利权)人: 瑞识科技(深圳)有限公司
主分类号: H01S5/42 分类号: H01S5/42
代理公司: 深圳市顺天达专利商标代理有限公司 44217 代理人: 郭伟刚
地址: 518000 广东省深圳市光明新区凤凰街道*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 垂直 发射 激光器 vcsel 阵列
【说明书】:

一种垂直腔面发射激光器阵列,包括:基片;在所述基片上形成规则图案的多个VCSEL结构,每个VCSEL结构包括第一反射器区域、有源区域和第二反射器区域,所述多个VCSEL结构能够同时通电;第一金属(401),所述第一金属(401)电连接选定数量而非全部的所述VCSEL结构以使得当仅通电所述选定数量的所述VCSEL结构时,所述选定数量的所述VCSEL结构形成预定的不规则图案的发射器;以及第二金属(402),所述第二金属(402)电连接未与所述第一金属(401)电连接的所述VCSEL结构中的至少某些VCSEL结构。所述第一金属(401)和所述第二金属(402)彼此电绝缘。

技术领域

发明涉及垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)。

背景技术

三维(Three-dimensional,3D)传感代表了智能手机的未来发展趋势。3D传感技术也有望增强机器人、无人机和自动驾驶车辆的功能。与提供二维信息的传统相机相比,三维传感除了捕获平面图像外还能捕获深度数据,从而实现精确的面部识别、对象识别、手势感测和环境感测。此外,它还增强了增强现实(augmented reality,AR)和虚拟现实(virtualreality,VR)的功能。三维传感包括飞行时间法(Time-of-Flight,TOF)和结构光法。在TOF方法中,深度数据是通过测量从光源发射、从物体反射并最终由传感器检测的光的传播时间来获得的。在结构光法中,将预定的点状图案投射到物体上。在图案由物体的三维形状反射后会发生扭曲。通过分析图案的变化来计算物体的深度数据。VCSEL阵列可用作TOF和结构光法的光源。例如,TOF方法可以使用具有规则图案(regular pattern)的VCSEL阵列,其中VCSEL以矩阵格式(format)配置的。结构光法可以使用图案化VCSEL阵列,其中VCSEL形成预定的不规则点图案。

VCSEL在垂直于其顶面和底面的方向上产生输出光束。为了成为VCSEL阵列,VCSEL芯片可以包含产生多个输出光束的多个VCSEL。例如,可以在一个芯片上形成数千个VCSEL。由于其表面发射特性,晶圆级加工和表面贴装技术在半导体工业中得到了很好的发展,它们可以被用来廉价地大批量生产VCSEL阵列器件。VCSEL阵列具有光谱窄、温度稳定性好、成本低、体积小等优点,因此正成为三维传感领域的主流光源。

在照明应用中,VCSEL阵列中的VCSEL发射器以规则图案排列。一种常用的规则图案是矩阵。在矩阵的行和列中,任意两个相邻VCSEL发射器之间的间距是相同的。例如,30*30VCSEL阵列在每行和每列中有30个发射器,并且任何两个相邻发射器的中心之间的距离可以是恒定值,例如40微米。

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