[发明专利]微透镜芯片

说明书

本发明是有关于一种微透镜芯片，主要是在一VCSEL(面射型雷射)元件上方设置一透镜层，该透镜层为由直接覆盖并直接接触于VCSEL元件上的一光学层经结构化后所形成的一光学透镜，因此从VCSEL元件发出的光可以直接由该透镜层聚焦准直，所以该透镜层可以真正的微小化，使得复数个VCSEL元件所构成的阵列近场光型及远场光型可以经由此微透镜调整。又由于该透镜层为直接覆盖于VCSEL元件上，因此VCSEL元件与该透镜层之间已经于建构时对准，降低了对准难度同时提高了光通讯模组光耦合制程的效率。

技术领域

本发明是关于一种微透镜芯片，特别是指将微透镜直接成型于面射型雷射(Vertical Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)上的微透镜芯片。

背景技术

按，面射型雷射(VCSEL)顾名思义其雷射由晶粒表面垂直发射出来，主要利用上、下两个DBR镜层(distributed Bragg reflector，简称DBR，也称为分布式布拉格反射镜层)形成雷射共振腔；因此，面射型雷射与传统边设型雷射不同处在于省略掉边射型雷射需要劈裂或干式蚀刻法制作雷射镜面的复杂结构。

VCSEL元件是在一以砷化镓(Gallium Arsenide，简称GaAs)为基材所构成的雷射晶片基材上，以分子束磊晶法(Molecular Beam Epitaxy，简称MBE)或有机金属气相沉积法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)由下而上依序形成：以砷化镓为基材所构成的一基底、直接积层于该基底上方的一第一镜层、直接积层于该第一镜层的一活化层(Active Layer)及直接积层于该活化层上方的一第二镜层。以水气氧化法(WetOxidation)所制作的面射型雷射为例，该基底是一n型砷化镓(n+GaAs或N-GaAs)基底，该第一镜层是一n型分布式布拉格反射镜层(distributed Bragg reflector，简称N-DBR)，且该第二镜层是一p型分布式布拉格反射镜层(简称P-DBR)。面射型雷射便是利用分别位于该活化层的上方及下方的该第二镜层及该第一镜层作为反射镜面，进而产生共振腔(ResonantCavity)发出雷射光。通常，该第二镜层及该第一镜层的材质包含有不同铝摩尔百分比的砷化铝镓(AlGaAs) 的多层结构。

又如中国发明专利公告号第101223469B号“用于光学互连的注射成型微透镜”所揭露，VCSEL元件与微透镜之间存在有一段距离，使得从VCSEL元件发出呈现发散的光经过微透镜的聚焦后能够准直地被引导进入光纤。然而，这样的设计的缺点在于：1. 由于VCSEL元件与微透镜之间存在有一段距离，这会增加了光在接触微透镜之前的行进路程，使得从VCSEL元件发出的光呈现大的往外发散现象，造成微透镜需要较大的面积以将发散的光重新聚焦准直，因而所谓的微透镜在实际上并无法真正的微小化； 2.微透镜必须形成凸出的凸缘，而凸缘并不具有将光聚焦准直的功能，因此微透镜的凸缘造成材料的浪费；3. VCSEL元件需要与微透镜完全对准才能发挥聚焦准直的功效，若无其它辅助的手段是很难让VCSEL元件与微透镜对准，而使用标记或工具之类的方式不仅麻烦且不容易对位，实际上对准的效率也不高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种微透镜芯片，主要是在一VCSEL元件(面射型雷射元件)上方设置一透镜层，该透镜层为由直接覆盖于VCSEL元件上的一光学层经结构化后所形成的一光学透镜，因此从VCSEL元件发出的光可以直接由该透镜层聚焦准直，所以该透镜层可以真正的微小化，使得复数个VCSEL元件所构成的阵列近场光型及远场光型可以经由此微透镜调整。又由于该透镜层为直接覆盖于VCSEL元件上，因此VCSEL元件与该透镜层之间已经于建构时对准，降低了对准难度同时提高了光通讯模组光耦合制程的生产效率。

依据前述本发明的主要目的，提供一种微透镜芯片，包含有：一面射型雷射元件及一透镜层；其特征在于，该透镜层为直接覆盖于该面射型雷射元件上并与该面射型雷射元件直接接触。