[实用新型]一种激光器（VCSEL）封装结构

说明书

本实用新型专利公开了一种低感抗、高电光转换效率垂直腔面发射激光器（VCSEL）封装结构，通过把N面出光VCSEL激光器芯片和P面出光VCSEL芯片串联封装的形式，减小电极之间的封装引线，降低环路的感抗，提升光脉冲上升沿，因为采用了串联封装的形式，激光器电阻增加，使激光器芯片在驱动环路中获得更多的压降，相对应的减小了降低驱动回路中其它电子元器件的压降，进而降低了其它电子元器件的功耗。更进一步的，通过并联两组上述激光器串联封装结构，能进一步降低环路电感，提升激光器光脉冲信号的上升沿。

技术领域

本实用新型涉及一种低感抗、高电光转换效率垂直腔面发射激光器（VCSEL）封装结构，属于激光领域。

背景技术

激光雷达在无人驾驶、AGV小车、智能安防、避障等领域应用越来越广泛，本实用新型主要解决低感抗、高转换效率VCSEL激光器封装问题。当前，大多数VCSEL激光器都是采用单芯片模块化封装或者同类型芯片的串联封装形式，比如都是N面出光的VCSEL或者都是P面出光的VCSEL，而这些封装形式会导致电极之间的封装键合引线的增加，驱动回路电感增加，从而导致激光器光脉冲上升沿差。本实用新型通过把N面出光VCSEL激光器芯片和P面出光VCSEL芯片串联封装的形式，减少了电极之间的封装键合引线，降低环路的感抗，提升光脉冲上升沿，因为采用了串联封装的形式，激光器电阻增加，使激光器芯片在驱动环路中获得更多的压降，相对应的减小了降低驱动回路中其它电子元器件的压降，进而降低了其它电子元器件的功耗。更进一步的，通过并联两组上述激光器串联封装结构，能进一步降低环路电感，提升激光器光脉冲信号的上升沿。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种低感抗、高电光转换效率垂直腔面发射激光器（VCSEL）封装结构，包括氮化铝陶瓷驱动板、N面出光VCSEL激光器芯片、P面出光VCSEL芯片以及匀光片构成。

本实用新型所采取的技术方案是：通过把N面出光VCSEL激光器芯片和P面出光VCSEL芯片串联封装的形式，减少了电极之间的封装键合引线，降低环路的感抗，提升光脉冲上升沿。因为采用了串联封装的形式，导致激光器电阻增加，激光器芯片在驱动环路中获得更多的压降，相对应的减小了降低驱动回路中其它电子元器件的压降，进而降低了其它电子元器件的功耗。进一步的，通过并联两组上述激光器串联封装结构，能进一步降低环路电感，提升激光器光脉冲信号的上升沿。进一步的，在激光器表面封装角度可选的匀光片，可以实现可选角度的均匀照明。

本实用新型所述陶瓷驱动电路基板是氮化铝陶瓷，厚度0.5mm~1mm，驱动电路可实现1A~40A的峰值电流，电压2V~30V，trigger信号调节范围1ns~1us。

本实用新型所述的激光器芯片为N面出光和P面出光的VCSEL激光器芯片，所述激光器芯片波长为850nm或者940nm。

本实用新型所述的匀光片角度可选范围在1°~120°。

本实用新型所产生的有益效果

1、光电集成封装，有效缩短驱动控制电路回路，实现高频窄脉冲激光输出，光光脉冲上升沿更快；

2、体积小，易于模块化集成；

3、驱动峰值电流高，可提供1A~100A的峰值电流，基本单元模块可实现高功率输出，且功率可调；

4、trigger信号同步控制，脉宽调节范围1ns~1us，实现光脉冲信号宽范围调节；

5、由于氮化铝陶瓷基板、无氧铜外壳底座具有非常好的热导率，因此可以迅速导出电子元器件、激光器芯片所产生的热量，使元器件、激光器芯片处在一个较低的温度下工作；

6、易于集成封装成高功率激光器面阵。

附图说明

图1为本实用新型激光器封装结构示意图。