TW202034597A - 雷射光發光裝置 - Google Patents

Abstract

一種雷射光發光裝置，其包含陶瓷底座以及金屬杯體，其中金屬杯體用於容置雷射元件以及透鏡。金屬杯體更包括底部載體、第一側牆以及第二側牆，底部載體與陶瓷底座的頂部相連接，第一側牆沿底部載體的頂部的邊緣配置並與底部載體的頂部連接，並形成第一開口以及第一容置空間，第二側牆沿第一側牆的頂部配置並與第一側牆的頂部連接，並形成第二開口以及第二容置空間，其中第一容置空間用於容置雷射元件，第二容置空間用於容置透鏡。

Description

雷射光發光裝置

本申請係關於一種雷射光發光裝置，更特別的是關於一種適用於垂直共振腔面射型雷射元件(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL)的雷射光發光裝置。

為了能更精準的辨識用戶的身分，指紋、臉部、虹膜、靜脈等生物辨識技術正積極地發展中，其中，臉部辨識更是關注的焦點之一。為了提升臉部辨識技術的精準度，雷射光廣泛的應用於臉部辨識技術中，其主要用以量測用戶臉部的深度資訊，以進一步建立專屬於用戶的臉部辨識資訊。

然，用於發射雷射光的雷射元件在運作時會產生大量的熱能，使得雷射元件在過高的溫度下運作，而此舉將造成雷射元件產生光衰的情況，也就是雷射元件的光輸出能力下降。

為了解決雷射元件因溫度過高導致光輸出能力降低的情況，本申請的一目的在於提供一種雷射光發光裝置，其包括用以容置雷射元件的金屬杯體，藉由金屬可導熱的特性，快速的將雷射元件運作時所產生的熱能導出，有效減少光衰的發生，以提高雷射光發光裝置的光輸出能力。

為達上述目的及其他目的，本申請提出一種雷射光發光裝置，其包含陶瓷底座以及金屬杯體，其中金屬杯體用於容置雷射元件以及透鏡。金屬杯體更包括底部載體、第一側牆以及第二側牆，底部載體與陶瓷底座的頂部相連接，第一側牆沿底部載體的頂部的邊緣配置並與底部載體的頂部連接，並形成第一開口以及第一容置空間，第二側牆沿第一側牆的頂部配置並與第一側牆的頂部連接，並形成第二開口以及第二容置空間，其中第一容置空間用於容置雷射元件，第二容置空間用於容置透鏡。

在一實施例中，第一側牆的厚度大於第二側牆，且第一側牆以及第二側牆之厚度約0.3公釐至0.5公釐之間。

在一實施例中，金屬杯體的高度約0.4公厘至0.8公厘之間。

在一實施例中，陶瓷底座為氮化鋁陶瓷底座。

在一實施例中，金屬杯體的金屬為銅。

在一實施例中，第一容置空間位於底部載體與第一開口之間，第二容置空間位於第二開口與第一開口之間。

在一實施例中，透鏡為繞射光學透鏡(Diffractive optical element, DOE)或微結構(Microlens)透鏡。

在一實施例中，雷射元件為垂直共振腔面射型雷射元件。

為充分瞭解本申請之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本申請做一詳細說明，說明如後：

請參考圖1以及圖2，圖1為根據本申請實施例的雷射光發光裝置的立體圖示意圖，圖2為根據本申請實施例的雷射光發光裝置的剖面圖示意圖。

雷射光發光裝置100包括陶瓷底座10以及金屬杯體20，陶瓷底座10與金屬杯體20相連接，其中陶瓷底座10用於導熱且金屬杯體20用以容置雷射元件30以及透鏡40。

金屬杯體20包括底部載體21、第一側牆22以及第二側牆23，底部載體21、第一側牆22以及第二側牆23可個別地定義出頂部以及底部，所述頂部位於底部的相對側。底部載體21配置於陶瓷底座10的頂部，即底部載體21的底部與陶瓷底座10的頂部相連接。第一側牆22沿底部載體21的頂部的邊緣環繞設置，即第一側牆22的底部與底部載體21的部分頂部相連接，第一側牆22並於靠近側牆22的頂部的一側形成第一開口24。第二側牆23沿第一側牆22的頂部的邊緣環繞設置，即第二側牆23的底部與第一側牆22的部分頂部相連接，第二側牆23並於靠近第二側牆23的頂部的一側形成第二開口25，其中第一側牆22的厚度大於第二側牆23，因此第一開口24的口徑小於第二開口25的口徑，第一側牆22的部分頂部因此被第二開口25暴露而形成支撐部26，且第一容置空間27於第一開口24與底部載體21之間，第二容置空間28於第二開口25與第一開口24之間。

第一容置空間27用以容置配置於底部載體21的頂部的雷射元件30，第一容置空間27可用以將雷射元件30所發射之部分光線反射至第一開口24的方向，其中雷射元件30為一垂直共振腔面射型雷射元件，且本發明不以此為限制。第二容置空間28用以容置透鏡40(如圖3所示)，且透鏡40可由支撐部26承載並透過黏著劑固定於支撐部26，其中透鏡40為繞射光學透鏡(Diffractive optical element, DOE)或微結構透鏡(Micorlens)，且本發明不以此為限制。

由於金屬具有良好的導熱性，雷射元件30運作時所產生的高溫可藉由金屬杯體20快速導出，因此金屬杯體20可協助雷射光發光裝置100快速散熱降溫，有效提升雷射光發光裝置100的光輸出能力。

在一實施例中，陶瓷底座10可由氮化鋁陶瓷底座來實現，且本發明不以此為限制。

在一實施例中，金屬杯體20所選用的金屬材料，主要為銅(本發明不以此為限制。由於銅的價格相對低廉，可有效降低製作雷射光發光裝置100所需成本。

在一實施例中，金屬杯體20的高度約0.4公厘至0.8公厘之間。在一實施例中，第一側牆22以及第二側牆23之厚度約0.3公釐至0.5公釐之間。藉此，雷射光發光裝置100可在無需增加尺寸大小的情況下提升雷射光發光裝置100的散熱能力。

在一實施例中，金屬杯體20可藉由製程直接於陶瓷底座10上來生成而與陶瓷底座10一體成形。藉此，金屬杯體20不需額外使用黏著劑來與陶瓷底座10固定連接，大幅減少金屬杯體20與陶瓷底座10脫離的機會，有效提升雷射光發光裝置100使用上的穩定性。

請參考圖4，圖4為本申請實施例的雷射光發光裝置100以及習知的雷射光發光裝置進行測試所得的IV曲線示意圖，曲線41對應於本申請實施例的雷射光發光裝置100，曲線42對應於習知的雷射光發光裝置，其中橫軸的單位為毫安(mA)，縱軸的單位為毫瓦(mW)，也就是光功率。於圖中明顯看出，隨著電流的增加，本申請實施例的雷射光發光裝置100所對應的曲線41相較於習知的雷射光發光裝置所對應的曲線42具有較高的光功率，換言之，在相同的電流下，本申請實施例的雷射光發光裝置100相較於習知的雷射光發光裝置可輸出較佳的光功率，即本申請實施例的雷射光發光裝置100相較於習知的雷射光發光裝置具有較佳的光輸出能力。

綜以上所述，由於本申請實施例的雷射光發光裝置100具有金屬杯體20，因此雷射元件30運作時所產生的高溫除了由陶瓷底座10來散發外，更可藉由金屬杯體20快速導出，因此本申請實施例的雷射光發光裝置100可快速散熱降溫，有效提升雷射光發光裝置的光輸出能力。

本申請在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本申請，而不應解讀為限制本申請之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本申請之範疇內。因此，本申請之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100:雷射光發光裝置 10:陶瓷底座 20:金屬杯體 21:底部載體 22:第一側牆 23:第二側牆 24:第一開口 25:第二開口 26:支撐部 27:第一容置空間 28:第二容置空間 30:雷射元件 40:透鏡 41、42:曲線

圖1為根據本申請實施例的雷射光發光裝置的立體圖示意圖； 圖2為根據本申請實施例的雷射光發光裝置的剖面圖示意圖； 圖3為根據本申請實施例的雷射光發光裝置的剖面圖另一示意圖；以及 圖4為IV曲線示意圖。

100:雷射光發光裝置

10:陶瓷底座

20:金屬杯體

21:底部載體

22:第一側牆

23:第二側牆

24:第一開口

25:第二開口

26:支撐部

27:第一容置空間

28:第二容置空間

30:雷射元件

40:透鏡

Claims (8)

1. 一種雷射光發光裝置，其包含： 一陶瓷底座；以及 一金屬杯體，用於容置一雷射元件以及一透鏡，該金屬杯體更包括； 一底部載體，與該陶瓷底座的頂部相連接； 一第一側牆，沿該底部載體的頂部的邊緣配置並與該底部載體的頂部連接，並形成一第一開口以及一第一容置空間；以及 一第二側牆，沿該第一側牆的頂部配置並與該第一側牆的頂部連接，並形成一第二開口以及一第二容置空間； 其中該第一容置空間用於容置該雷射元件，該第二容置空間用於容置該透鏡。
2. 如請求項1所述之雷射光發光裝置，其中該第一側牆的厚度大於該第二側牆，且該第一側牆以及該第二側牆之厚度約0.3公釐至0.5公釐之間。
3. 如請求項1所述之雷射光發光裝置，其中該金屬杯體的高度約0.4公厘至0.8公厘之間。
4. 如請求項1所述之雷射光發光裝置，其中該陶瓷底座為氮化鋁陶瓷底座。
5. 如請求項1所述之雷射光發光裝置，其中該金屬杯體的金屬為銅。
6. 如請求項1所述之雷射光發光裝置，其中該第一容置空間位於該底部載體與該第一開口之間，該第二容置空間位於該第一開口與該第二開口之間。
7. 如請求項1所述之雷射光發光裝置，其中該透鏡為一繞射光學透鏡或一微結構透鏡。
8. 如請求項1所述之雷射光發光裝置，其中該雷射元件為一垂直共振腔面射型雷射元件。

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