CN111180993A - 一种光源发射装置及激光雷达 - Google Patents

一种光源发射装置及激光雷达 Download PDF

Info

Publication number
CN111180993A
CN111180993A CN202010097494.5A CN202010097494A CN111180993A CN 111180993 A CN111180993 A CN 111180993A CN 202010097494 A CN202010097494 A CN 202010097494A CN 111180993 A CN111180993 A CN 111180993A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
substrate
emitting device
chip
cylindrical mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010097494.5A
Other languages
English (en)
Inventor
李朝毅
闫立华
王伟
牛江丽
王达鹏
徐会武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Jiewei Technology Co ltd
Original Assignee
Shijiazhuang Maiteda Electronic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shijiazhuang Maiteda Electronic Technology Co ltd filed Critical Shijiazhuang Maiteda Electronic Technology Co ltd
Priority to CN202010097494.5A priority Critical patent/CN111180993A/zh
Publication of CN111180993A publication Critical patent/CN111180993A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种光源发射装置，属于激光发射技术领域，包括衬底、芯片、柱面镜和定位部；衬底上设有键合区和安装区；芯片设于衬底上，且电连接所述键合区，用于激发光源；柱面镜设于芯片的光源输出端，用于对快轴发散件进行压缩；定位部设于衬底上，定位部上开设有用于限定所述柱面镜位置的定位槽。本发明还提供了一种激光雷达。本发明提供的一种光源发射装置，对光束进行整形处理，操作简单，对位精度高，有效的提高了生产效率，有利于大面积推广。

Description

一种光源发射装置及激光雷达
技术领域
本发明属于激光发射技术领域，更具体地说，是涉及一种光源发射装置及包含其的激光雷达。
背景技术
由于半导体激光器的光源具有单色性、方向性、体积小、重量轻、寿命长等优点，使它在激光通信、光存储、激光测距、激光雷达等方面获得了广泛的应用。
半导体激光器线阵列或面阵列集成了多个半导体激光器发光源，出射光为高斯光束，光场分布不均匀。出射光束分为快轴方向和慢轴方向，由于半导体激光初始快轴和慢轴发散角很大(通常快轴30°，慢轴10°)，光斑不规则(呈椭圆形)，造成后期光斑整形困难，因此，需要对快轴发散角进行前期压缩处理改善激光器光束输出质量。对激光器快轴发散角进行压缩时，通常采用柱面镜对半导体激光器快轴进行压缩，其体积小，对芯片封装尺寸无限制，但因使用的柱面镜体积很小，对位置精度要求很高，需要反复调整，造成生产效率极低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光源发射装置，旨在解决现有半导体激光器采用柱面镜对快轴发散角进行压缩时，因其体积很小，对位置精度要求很高，需要反复调整，造成生产效率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种光源发射装置，包括：
衬底，所述衬底上设有键合区和安装区；
芯片，设于所述安装区上，且电连接所述键合区，用于激发光源；
柱面镜，设于所述芯片的光源输出端，用于对快轴发散角进行压缩；以及
定位部，设于所述衬底上，所述定位部上开设有用于限定所述柱面镜位置的定位槽。
作为本申请另一实施例，还包括：
金锡焊片，所述金锡焊片设于所述衬底上，用于对所述芯片固晶。
作为本申请另一实施例，所述定位部固定在所述衬底上，所述定位部的一端与所述衬底的端部齐平，另一端与芯片的光源输出端齐平。
作为本申请另一实施例，还包括：
定位线，设于所述衬底上，所述定位线用于限定所述芯片的位置。
作为本申请另一实施例，所述衬底上设有预留元器件的贴装区。
作为本申请另一实施例，所述定位槽为V型槽，所述柱面镜设于所述V型槽上。
作为本申请另一实施例，所述柱面镜的芯径为50um～200um。
作为本申请另一实施例，所述衬底为硅基衬底。
本发明还提供一种激光雷达，包括上述任意一项所述的光源发射装置。
作为本申请另一实施例，所述激光雷达的多线光源集成在一片衬底上，相邻两路光源的角度为0.5°～1°。
本发明提供的一种光源发射装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明采用柱面镜对快轴的发散角进行压缩，柱面镜体积小，对芯片的封装尺寸无限制，并在光源发射装置的衬底上设置定位部，用于对柱面镜定位，避免了因柱面镜体积小，对位精度要求高，需要反复调整，造成生产效率低下的问题。本发明对光束进行整形处理，操作简单，对位精度高，有效的提高了生产效率，有利于大面积推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种光源发射装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种光源发射装置的俯视图；
图3为本发明实施例提供的一种光源发射装置的仰视图。
图中：1、衬底；2、键合区；3、芯片；4、柱面镜；5、定位槽；6、金锡焊片；7、定位线；8、芯片负极；9、芯片正极。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1及图3，现对本发明提供的一种光源发射装置进行说明。一种光源发射装置，包括衬底1、芯片3、柱面镜4和定位部；衬底上设有键合区和安装区；芯片3设于衬底1上，且电连接所述键合区，用于激发光源；柱面镜4设于芯片3的光源输出端，用于对快轴发散角进行压缩；定位部设于衬底1上，定位部上开设有用于限定所述柱面镜4位置的定位槽5。
根据设计的要求，在衬底1合适的位置预留出定位部、芯片固晶区和键合区2，并依次进行刻蚀。然后在刻蚀后的衬底1上对键合区2、芯片正极9、芯片负极8和芯片固晶区进行电镀金或蒸馏金。再对芯片3固晶，最后通过键合线将芯片3与键合区2连接，柱面镜4放置在定位槽5上并固定。
本发明提供的一种光源发射装置，与现有技术相比，本发明采用柱面镜4对快轴的发散角进行压缩，柱面镜4体积小，对芯片3的封装尺寸无限制，并在光源发射装置的衬底1上设置定位部，用于对柱面镜4定位，避免了因柱面镜4体积小造成的定位误差，同时无需反复调整柱面镜4的位置，提高了生产效率。本发明对光束进行整形处理，操作简单，对位精度高，有效的提高了生产效率，有利于大面积推广。
作为本发明提供的一种光源发射装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，还包括：金锡焊片6，金锡焊片6设于衬底1上，用于固定芯片3。将金锡焊片6放置在预定位置，芯片3放置在金锡焊片6上部，高温加热使金锡焊片6融化，完成芯片3固晶。
作为本发明提供的一种光源发射装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，定位部固定在衬底1上，定位部的一端与衬底1的端部齐平，另一端与芯片3的光源输出端齐平。方便对定位部的安装固定，避免了因定位部安装不当造成柱面镜4位置出现偏差。
作为本发明提供的一种光源发射装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，还包括定位线7，设于衬底1上，定位线7用于限定所述芯片3的位置。芯片3前端位置与定位线7紧密贴合，避免了芯片3贴合不精确，提高了生产效率。定位线7采用刻蚀的方法设于衬底1上，其刻蚀精度可达μm或者亚μm级，有效的提高了对位精度。衬底1上包括两个电极，分别与芯片正极9和芯片负极8连接。
作为本发明提供的一种光源发射装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，衬底1上设有预留元器件的贴装区。直接将元器件(例如：MOS管、电容、热敏电阻等)贴装在衬底1上，用于提高电路驱动能力，降低功耗。
作为本发明提供的一种光源发射装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，定位槽5为V型槽，柱面镜4设于V型槽上。柱面镜4的外周向为弧面，采用V型槽能够方便的对柱面镜4进行定位卡装，防止柱面镜4发生移动。且V型槽能够对多种尺寸的柱面镜4定位，通用性强，仅需加工一种定位槽5即可满足不同尺寸的柱面镜4的定位需求，节省了成本。将柱面镜4放置在定位槽5中，并使用紫外胶将其固定。紫外胶固化速度快，几秒至几十秒即可完成固化，有利于自动化生产线，提高劳动生产效率。
作为本发明提供的一种光源发射装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，柱面镜4的芯径为50um～200um。采用该尺寸的径芯，可实现光路的预整形处理，能够减小后端整形透镜的体积。
优选的，采用905nm常规隧道结脉冲芯片作为激光光源，柱面镜4的芯径尺寸选用125μm，衬底选用500μm厚度的硅基衬底，在芯片3发射面距离芯径中心约为90μm时，快轴准直角度为7°。
作为本发明提供的一种光源发射装置的一种具体实施方式，请参阅图1至图3，衬底1为硅基衬底。常规电路板的导热率仅为6.5W/m·K，会造成电路板上会堆积大量的热量，超过元器件和芯片3的温度使用范围，影响其使用寿命，而硅基导热率为125W/m·K～150W/m·K，硅基衬底导热率是电路板的导热率的20倍左右，采用硅基衬底可以提高光源单脉冲能量和发射频率，提高激光雷达探测距离和点云输出量。硅基衬底容易实现单线、32线、64线和128线等多种发射光源，易于批量生产。
本发明还提供一种激光雷达。该激光雷达包括上述任意一项所述的光源发射装置。
本发明提供的激光雷达，与现有技术相比，本发明采用柱面镜4对快轴的发散角进行压缩，以使快轴发散角接近于慢轴反射角，柱面镜4体积小，对芯片3的封装尺寸无限制，并在光源发射装置的衬底1上设置定位槽5，用于对柱面镜4定位，避免了因柱面镜4体积小造成的定位误差，同时提高了生产效率；本发明对光束进行整形处理，操作简单，对位精度高，有效的提高了生产效率，有利于大面积推广。
作为本发明提供的激光雷达的一种具体实施方式，激光雷达的多线光源集成在一片衬底1上，每相邻两路光源的角度为0.5°～1°。采用该范围的角度增大了激光雷达的视场范围，提高了激光雷达的探测精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光源发射装置，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底上设有键合区和安装区；
芯片，设于所述安装区上，且电连接所述键合区，用于激发光源；
柱面镜，设于所述芯片的光源输出端，用于对快轴发散角进行压缩；以及
定位部，设于所述衬底上，所述定位部上开设有用于限定所述柱面镜位置的定位槽。
2.如权利要求1所述的一种光源发射装置，其特征在于，还包括：
金锡焊片，所述金锡焊片设于所述衬底上，用于固定所述芯片。
3.如权利要求1所述的一种光源发射装置，其特征在于，所述定位部固定在所述衬底上，所述定位部的一端与所述衬底的端部齐平，另一端与芯片的光源输出端齐平。
4.如权利要求1所述的一种光源发射装置，其特征在于，还包括：
定位线，设于所述衬底上，所述定位线用于限定所述芯片的位置。
5.如权利要求1所述的一种光源发射装置，其特征在于，所述衬底上设有预留元器件的贴装区。
6.如权利要求1所述的一种光源发射装置，其特征在于，所述定位槽为V型槽，所述柱面镜设于所述V型槽上。
7.如权利要求1所述的一种光源发射装置，其特征在于，所述柱面镜的芯径为50um～200um。
8.如权利要求1所述的一种光源发射装置，其特征在于，所述衬底为硅基衬底。
9.激光雷达，其特征在于，包含权利要求1-8的任意一项光源发射装置。
10.如权利要求9所述的一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达的多线光源集成在一片衬底上，相邻两路光源的角度为0.5°～1°。
CN202010097494.5A 2020-02-17 2020-02-17 一种光源发射装置及激光雷达 Pending CN111180993A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010097494.5A CN111180993A (zh) 2020-02-17 2020-02-17 一种光源发射装置及激光雷达

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010097494.5A CN111180993A (zh) 2020-02-17 2020-02-17 一种光源发射装置及激光雷达

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111180993A true CN111180993A (zh) 2020-05-19

Family

ID=70653045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010097494.5A Pending CN111180993A (zh) 2020-02-17 2020-02-17 一种光源发射装置及激光雷达

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111180993A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113933815A (zh) * 2021-12-13 2022-01-14 探维科技(北京)有限公司 一种激光发射器、激光雷达装置及终端设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103401136A (zh) * 2013-07-29 2013-11-20 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 一种大功率半导体激光器耦合的光纤固定装置
CN206533027U (zh) * 2017-03-03 2017-09-29 大连藏龙光电子科技有限公司 一种10g小型化eml激光器的封装结构
CN109917353A (zh) * 2019-04-23 2019-06-21 上海禾赛光电科技有限公司 激光雷达的激光发射装置以及激光雷达
CN110459951A (zh) * 2019-07-31 2019-11-15 上海禾赛光电科技有限公司 激光器、激光器发射板组件、激光雷达和激光器封装方法
CN211126437U (zh) * 2020-02-17 2020-07-28 石家庄麦特达电子科技有限公司 一种光源发射装置及激光雷达

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103401136A (zh) * 2013-07-29 2013-11-20 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 一种大功率半导体激光器耦合的光纤固定装置
CN206533027U (zh) * 2017-03-03 2017-09-29 大连藏龙光电子科技有限公司 一种10g小型化eml激光器的封装结构
CN109917353A (zh) * 2019-04-23 2019-06-21 上海禾赛光电科技有限公司 激光雷达的激光发射装置以及激光雷达
CN110459951A (zh) * 2019-07-31 2019-11-15 上海禾赛光电科技有限公司 激光器、激光器发射板组件、激光雷达和激光器封装方法
CN211126437U (zh) * 2020-02-17 2020-07-28 石家庄麦特达电子科技有限公司 一种光源发射装置及激光雷达

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113933815A (zh) * 2021-12-13 2022-01-14 探维科技(北京)有限公司 一种激光发射器、激光雷达装置及终端设备
WO2023108954A1 (zh) * 2021-12-13 2023-06-22 探维科技(北京)有限公司 一种激光发射器、激光雷达装置及终端设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180331486A1 (en) A packaging structure of laser and grating coupler and its method
US7230280B2 (en) Collimating light from an LED device
KR101992501B1 (ko) 저 인덕턴스 광 소스 모듈
US6860621B2 (en) LED module and methods for producing and using the module
WO2020107164A1 (zh) 激光二极管封装模块及距离探测装置、电子设备
CN211126437U (zh) 一种光源发射装置及激光雷达
CN111180993A (zh) 一种光源发射装置及激光雷达
CN210430410U (zh) 风速监测用的单模单频高光功率半导体激光光源
CN111029896B (zh) 一种eel激光器tof模组封装结构及其制作方法
CN117080858A (zh) 一种圆周阵列集成半导体激光器
CN216387377U (zh) 准直窄脉冲高功率激光器封装结构、激光雷达及雷达制品
CN114400507B (zh) 一种可调脉宽半导体蓝光激光器模块的实现方法
CN110649460A (zh) 一种风速监测用的单模单频高光功率半导体激光光源
WO2022247323A1 (zh) 紫外发光二极管封装结构
CN214280422U (zh) 激光雷达光源及激光雷达
CN213750522U (zh) 光源装置
CN113985426A (zh) 准直窄脉冲高功率激光器封装结构、激光雷达及雷达制品
CN111739844B (zh) 一种芯片及芯片封装方法、电子设备
CN112859258A (zh) 一种一体化设计激光雷达巴条光纤耦合模块
CN210490076U (zh) 激光雷达用激光光源的封装结构
CN114628990A (zh) 一种可寻址的tof发射模组及激光器
WO2017031960A1 (zh) 一种光模块
CN220172576U (zh) 一种半导体激光器封装结构
CN219226883U (zh) 一种vcsel发光器件
CN218919555U (zh) 一种发光装置及光源模组

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230517

Address after: 050200 No. 13, Xintai Street, Luquan District, Shijiazhuang, Hebei

Applicant after: Hebei Jiewei Technology Co.,Ltd.

Address before: 050000 No. 113, Hezuo Road, Shijiazhuang City, Hebei Province

Applicant before: SHIJIAZHUANG MAITEDA ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.