CN214798184U - 一种新型vcsel阵列激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型VCSEL阵列激光器，包括有金属基板、绝缘散热板、透光盖板、光学透镜组件以及若干VCSEL芯片，所述金属基板上设有若干安装区，安装区与VCSEL芯片一一对应，VCSEL芯片安装在相应的安装区上，VCSEL芯片发射的光束经光学透镜组件后形成一束从透光盖板垂直射出的平行光束，所述金属基板安装在绝缘散热板上，所述光学透镜组件安装在透光盖板上，所述透光盖板安装在绝缘散热板上，所述绝缘散热板与透光盖板之间形成密闭的安装空间。本实用新型的新型VCSEL阵列激光器，能够获得照射面积增大，照射边沿功率增强的VCSEL阵列激光器。同时具有体积小巧，散热效果好的优点。

Description

一种新型VCSEL阵列激光器

技术领域

本实用新型属于VCSEL激光器技术领域，具体涉及一种新型VCSEL阵列激光器。

背景技术

VCSEL(Vertical-cavity surface-emitting laser)激光器，即垂直腔面发射激光器，是集高输出功率和高转换效率和高质量光束等优点于一身，相比于LED和边发射激光器EEL，在精确度、小型化、低功耗、可靠性等角度全方面占优。现有VCSEL激光器，通过增加VCSEL芯片可以起到增加光束照射面积的效果。但是由于VCSEL芯片之间具有间隙，不同的VCSEL芯片发射的激光束很难有效合成完整的垂直激光束，这样会影响激光器的探测效果。同时，无论是单个VCSEL芯片还是多个VCSEL芯片整列形成的激光器最后发射出来的激光束，其边沿由于空气等介质散射作用，强度明显减弱，导致最后成像等探测效果边沿模糊，影响了激光器的使用效果。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种新型VCSEL阵列激光器，包括有金属基板、绝缘散热板、透光盖板、光学透镜组件以及若干VCSEL芯片，所述金属基板上设有若干安装区，安装区与VCSEL芯片一一对应，VCSEL芯片安装在相应的安装区上，VCSEL芯片发射的光束经光学透镜组件后形成一束从透光盖板垂直射出的平行光束，所述金属基板安装在绝缘散热板上，所述光学透镜组件安装在透光盖板上，所述透光盖板安装在绝缘散热板上，所述绝缘散热板与透光盖板之间形成密闭的安装空间。

作为上述技术方案的优选，所述安装区包括有一个主安装区和若干围绕在主安装区四周的侧安装区，侧安装区与主安装区之间形成30-60度的夹角。

作为上述技术方案的优选，所述光学透镜组件包括有入射面和出射面，入射面包括有主入射面和若干侧入射面，出射面包括有主出射面和若干侧出射面，主出射面与主入射面相对应，侧出射面与侧入射面一一对应，侧出射面上设有折射镀膜，主安装区上安装的VCSEL芯片发射的光束垂直射入主入射面后从主出射面垂直射出，侧安装区上安装的VCSEL芯片发射的光束垂直射入相应侧入射面后经相应侧出射面上的折射镀膜折射后与主安装区上VCSEL芯片发射的光束相平行，侧安装区上VCSEL芯片发射的光束经折射镀膜折射后与主安装区上VCSEL芯片发射的光束之间具有重合边沿。

作为上述技术方案的优选，所述侧安装区的数量为4个，所述侧安装区与主安装区之间的夹角为45度。

作为上述技术方案的优选，所述透光盖板的内表面设有安装槽，光学透镜组件的上端通过UV胶安装在安装槽内，所述透光盖板上设有外散热环，透光盖板的四周设有若干通孔，绝缘散热板的上端设有若干安装脚，安装脚与通孔一一对应，安装脚穿过相应通孔后与外散热环焊接，外散热环与绝缘散热板由相同材料制成。

作为上述技术方案的优选，所述安装脚上设有限位台阶，透光盖板置于限位台阶上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的新型VCSEL阵列激光器，能够获得照射面积增大，照射边沿功率增强的VCSEL阵列激光器。同时具有体积小巧，散热效果好的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型另一角度的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，一种新型VCSEL阵列激光器，包括有金属基板1、绝缘散热板2、透光盖板3、光学透镜组件4以及若干VCSEL芯片5，所述金属基板1上设有若干安装区，安装区与VCSEL芯片5一一对应，VCSEL芯片5安装在相应的安装区上，VCSEL芯片5发射的光束6经光学透镜组件4后形成一束从透光盖板3垂直射出的平行光束7，所述金属基板1安装在绝缘散热板2上，所述光学透镜组件4安装在透光盖板3上，所述透光盖板3安装在绝缘散热板2上，所述绝缘散热板2与透光盖板3之间形成密闭的安装空间8。多个不同VCSEL芯片5发射的光束6经光学透镜组件4后形成一束平行光束7，这样VCSEL阵列激光器的探测面积更大，不同VCSEL芯片5发射的光束6之间没有间隙，探测效果更加。

进一步的，所述安装区包括有一个主安装区9和若干围绕在主安装区四周的侧安装区10，侧安装区10与主安装区9之间形成30-60度的夹角。

进一步的，所述光学透镜组件4包括有入射面和出射面，入射面包括有主入射面11和若干侧入射面12，出射面包括有主出射面13和若干侧出射面14，主出射面13与主入射面11相对应，侧出射面14与侧入射面12一一对应，侧出射面14上设有折射镀膜15，主安装区9上安装的VCSEL芯片5发射的光束垂直射入主入射面11后从主出射面13垂直射出，侧安装区10上安装的VCSEL芯片5发射的光束垂直射入相应侧入射面12后经相应侧出射面14上的折射镀膜15折射后与主安装区9上VCSEL芯片5发射的光束相平行，侧安装区10上VCSEL芯片5发射的光束经折射镀膜15折射后与主安装区9上VCSEL芯片5发射的光束之间具有重合边沿。这样可以避免相邻VCSEL芯片5之间由于安装位置关系导致的光束不能形成完整的平行光速7。光学透镜组件4也可以是其他结构，例如通过凹透镜、凸透镜等现有光学原件构成的光学透镜组件4，只要能够起到将侧安装区10上的VCSEL芯片5发射的光束6与主安装区9上VCSEL芯片5发射的光束进行重合式或者拼接式光路合并均可。

进一步的，所述侧安装区10的数量为4个，所述侧安装区10与主安装区9之间的夹角为45度。当然，侧安装区10的数量为8个、16个等多个。侧安装区10的数量越多，形成的正多边形探测面越能够近似圆形。由于侧安装区10上VCSEL芯片5发射的光束经过折射后形成平行光束7的边沿部分，作用面积减小，单位面积的功率能够得到增强，从而使得激光器的边沿具有强于中心位置的功率。这样在长距离探测过程中，减少空气等介质散射造成的影响。

进一步的，所述透光盖板3的内表面设有安装槽16，光学透镜组件4的上端通过UV胶安装在安装槽16内，所述透光盖板3上设有外散热环17，透光盖板3的四周设有若干通孔18，绝缘散热板2的上端设有若干安装脚19，安装脚19与通孔18一一对应，安装脚19穿过相应通孔18后与外散热环17焊接，外散热环17与绝缘散热板2由相同材料制成。这样能够在VCSEL阵列激光器的前后都形成有效的散热，在多颗粒VCSEL芯片5的情况下确保激光器的散热效果。

进一步的，所述安装脚19上设有限位台阶20，透光盖板3置于限位台阶20上。绝缘散热板2既起到绝缘散热的作用，又起到外壳支撑透光盖板3及光学透镜组件4的作用。相比于传统在统一平面上布置VCSEL芯片5的激光器中单面散热，本申请的VCSEL阵列激光器在立体空间中散热，整个激光器的体积更加小巧，内部结构紧凑。

除了上述安装结构外，激光器的其他结构采用本领域的常规设计即可。

值得一提的是，本实用新型专利申请涉及的VCSEL芯片5等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本实用新型专利的发明点所在，本实用新型专利不做进一步具体展开详述。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种新型VCSEL阵列激光器，其特征在于，包括有金属基板、绝缘散热板、透光盖板、光学透镜组件以及若干VCSEL芯片，所述金属基板上设有若干安装区，安装区与VCSEL芯片一一对应，VCSEL芯片安装在相应的安装区上，VCSEL芯片发射的光束经光学透镜组件后形成一束从透光盖板垂直射出的平行光束，所述金属基板安装在绝缘散热板上，所述光学透镜组件安装在透光盖板上，所述透光盖板安装在绝缘散热板上，所述绝缘散热板与透光盖板之间形成密闭的安装空间。

2.如权利要求1所述的新型VCSEL阵列激光器，其特征在于，所述安装区包括有一个主安装区和若干围绕在主安装区四周的侧安装区，侧安装区与主安装区之间形成30-60度的夹角。

3.如权利要求2所述的新型VCSEL阵列激光器，其特征在于，所述光学透镜组件包括有入射面和出射面，入射面包括有主入射面和若干侧入射面，出射面包括有主出射面和若干侧出射面，主出射面与主入射面相对应，侧出射面与侧入射面一一对应，侧出射面上设有折射镀膜，主安装区上安装的VCSEL芯片发射的光束垂直射入主入射面后从主出射面垂直射出，侧安装区上安装的VCSEL芯片发射的光束垂直射入相应侧入射面后经相应侧出射面上的折射镀膜折射后与主安装区上VCSEL芯片发射的光束相平行，侧安装区上VCSEL芯片发射的光束经折射镀膜折射后与主安装区上VCSEL芯片发射的光束之间具有重合边沿。

4.如权利要求3所述的新型VCSEL阵列激光器，其特征在于，所述侧安装区的数量为4个，所述侧安装区与主安装区之间的夹角为45度。

5.如权利要求4所述的新型VCSEL阵列激光器，其特征在于，所述透光盖板的内表面设有安装槽，光学透镜组件的上端通过UV胶安装在安装槽内，所述透光盖板上设有外散热环，透光盖板的四周设有若干通孔，绝缘散热板的上端设有若干安装脚，安装脚与通孔一一对应，安装脚穿过相应通孔后与外散热环焊接，外散热环与绝缘散热板由相同材料制成。

6.如权利要求5所述的新型VCSEL阵列激光器，其特征在于，所述安装脚上设有限位台阶，透光盖板置于限位台阶上。

Images