[发明专利]基于MEMS微镜扫描的VCSEL点阵光源系统

说明书

本发明提供一种基于MEMS微镜扫描的VCSEL点阵光源系统，其包括：VCSEL激光器以及MEMS微镜；VCSEL激光器包括：背面电极、衬底层、外延层、正面电极，正面电极、外延层、衬底层、背面电极自上而下依次层叠设置。正面电极为多个，多个正面电极以阵列形式排布于外延层上，且多个正面电极通过金属层相连接，MEMS微镜位于VCSEL激光器的出射光路上。MEMS微镜包括：反射镜以及驱动反射镜转动的驱动机构，反射镜具有第一转轴以及第二转轴，第一转轴与第二转轴相垂直。本发明通过MEMS微镜将VCSEL激光器发射的光线进行反射，快速地以点阵的方式投射到物体上，实现物体的成像，在避免了设置密集的激光器点阵的同时，提升了激光扫描的密度和成像精度。

技术领域

本发明涉及VCSEL面光源技术领域，尤其涉及一种基于MEMS微镜扫描的VCSEL点阵光源系统。

背景技术

VCSEL器件全称为垂直腔面发射激光器，兴起于上个世纪70年代，经过近几十年的发展获得了长足的进步。相比于边发射半导体激光器，VCSEL具有激光出射方向垂直于衬底表面、可获得圆形光斑、动态单模性好、易于和其他半导体器件集成等优点。凭借这些优点VCSEL器件获得了人们的广泛关注，逐步在3D成像、光通信、光存储、激光显示和照明等领域获得了应用。

在3D成像领域中，例如VCSEL器件用于智能手机上进行人脸识别时，目前主流的VCSEL面光源系统主要通过提高激光器点阵发光点数目和密度实现高精度的3D成像。然而，上述方式存在成本高，工艺复杂的问题。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种基于MEMS微镜扫描的VCSEL点阵光源系统，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于MEMS微镜扫描的VCSEL点阵光源系统，其包括：VCSEL激光器以及MEMS微镜；

所述VCSEL激光器包括：背面电极、衬底层、外延层、正面电极，所述正面电极、外延层、衬底层、背面电极自上而下依次层叠设置，所述正面电极为多个，多个正面电极以规则或者非规则阵列形式排布于所述外延层上，且多个正面电极通过金属层相连接，所述MEMS微镜位于所述VCSEL激光器的出射光路上，所述MEMS微镜包括：反射镜以及驱动所述反射镜转动的驱动机构，所述反射镜具有第一转轴以及第二转轴，所述第一转轴与所述第二转轴相垂直。

作为本发明的VCSEL点阵光源系统的改进，所述衬底层为导电的半导体衬底层。

作为本发明的VCSEL点阵光源系统的改进，所述外延层为高掺杂的半导体外延层。

作为本发明的VCSEL点阵光源系统的改进，任一所述外延层包括：上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构，所述上DBR结构、有源层结构以及下DBR结构自上而下依次层叠设置。

作为本发明的VCSEL点阵光源系统的改进，所述驱动机构包括：金属线圈以及磁铁，所述金属线圈位于所述反射镜的外围，并与所述反射镜的四周边缘相抵靠，所述磁铁位于所述反射镜下方。

作为本发明的VCSEL点阵光源系统的改进，所述反射镜以第一转轴进行转动时，所述VCSEL激光器对扫描区域的一列进行扫描，所述反射镜以第二转轴进行转动时，所述VCSEL激光器对扫描区域的一行进行扫描。

作为本发明的VCSEL点阵光源系统的改进，通过控制MEMS微镜转动轴，实现所述VCSEL激光器对扫描区域的规则扫描或者非规则扫描。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过MEMS微镜将VCSEL激光器发射的光线进行反射，快速地以点阵的方式投射到物体上，实现物体的成像，其避免了设置密集的激光器点阵，通过一个VCSEL激光器即可实现物体的扫描成像。

附图说明