一种VCSEL装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种VCSEL装置，包括：带空腔的支架及封装于所述空腔内的VCSEL芯片；所述支架包括基座及用于密封基座的扩散片，所述VCSEL芯片封装于基座上，所述扩散片设置于VCSEL芯片的出光面的上方以使VCSEL芯片发出的光经扩散片发射到外部；所述扩散片上设有截止膜，所述截止膜上设置有通孔，所述通孔设于VCSEL芯片的出光面的上方以使VCSEL芯片发出的光穿过通孔后经扩散片发射到外部。本发明专利技术通过将VCSEL芯片与扩散片相结合，实现了发光角度的灵活调节；另外，本发明专利技术通过在扩散片上设置红外截止膜，把散射至红外截止膜上的光反射回VCSEL装置外部，进而提高出光效果。

A VCSEL device

A VCSEL device includes a bracket with a cavity and a VCSEL chip encapsulated in the cavity; the bracket comprises a base and a diffusion plate for sealing base, which is encapsulated on the base, which is arranged above the light surface of the VCSEL chip to extend the light emitted by the VCSEL chip. The spread sheet is launched to the outside; the diffusion film is provided with a cut-off film, and the cut-off film is provided with a through hole, and the through hole is located above the light surface of the VCSEL chip so that the light emitted by the VCSEL chip passes through the through hole and is emitted to the outside through the diffusion sheet. The invention realizes the flexible adjustment of the luminescence angle by combining the VCSEL chip with the diffuser. In addition, the invention can reflect the light scattered to the infrared cut-off film back to the outside of the VCSEL device by setting the infrared cut-off film on the diffuser, and then improve the light output.

【技术实现步骤摘要】
一种VCSEL装置
本专利技术涉及照明
，尤其涉及一种VCSEL装置。
技术介绍
目前，红外LED作为常规的光源技术已被广泛应用于光通讯、安防等领域。但是，由于新技术的形成，使得人们对光源的使用要求不断提高，尤其在一些特殊的应用领域(如车载雷达、人脸识别及虹膜识别)，往往需要采用响应速度快、纯度高、指向性强、照射距离远的光源，因此，现有的红外LED的效果明显匹配不了。而通过更改照明器件的结构或者增加光学透镜也只能增加出光强度和改变光形，却无法改善红外LED纯度低、发射距离近等缺点。近几年，随着智能手机的发展，3D成像、自动对焦、虹膜识别、人脸识别等突破性功能正在被整合进手机中，从而拉动“小型且复杂的红外光源”市场的增长，该趋势还为红外激光器创造了巨大的市场机遇。VCSEL(VerticalCavitySurfaceEmittingLaser垂直腔面发射激光器)，以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED(发光二极管)和LD(LaserDiode，激光二极管)等其他光源，其具有高指向性、体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、低功耗、易集成为大面积阵列等优点，其具有出光角度窄、光纯度高、光反应速度快、对后端感测精准等特点，其中光反应速度是LED的10倍；并且，它跟LED芯片的固晶焊线工艺均一致，不需要特殊设计，使用方便。但是，VCSEL芯片发光角度比较窄，局限性强，因此，需要设计一种新型支架以及封装形式，以使VCSEL芯片的发光角度可调，从而应用于多种用途。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的VCSEL装置，使VCSEL芯片的发光角度可调，灵活性、适应性强。本专利技术所要解决的技术问题还在于，提供一种VCSEL装置，可有效提高出光效果。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种VCSEL装置，包括带空腔的支架及封装于所述空腔内的VCSEL芯片；所述支架包括基座及用于密封基座的扩散片，所述VCSEL芯片封装于基座上，所述扩散片设置于VCSEL芯片的出光面的上方以使VCSEL芯片发出的光经扩散片发射到外部；所述扩散片上设有截止膜，所述截止膜上设置有通孔，所述通孔设于VCSEL芯片的出光面的上方以使VCSEL芯片发出的光穿过通孔后经扩散片发射到外部。作为上述方案的改进，所述截止膜的波长范围为200nm～2500nm。作为上述方案的改进，所述扩散片朝向VCSEL芯片的一面和侧面设置有截止膜，或者所述扩散片朝向VCSEL芯片的一面设置有截止膜。作为上述方案的改进，所述截止膜为红外截止膜，所述红外截止膜的波长范围为730nm～2500nm。作为上述方案的改进，所述红外截止膜采用胶体粘结的多层结构的高分子材料制成，厚度30um～100um；或者所述红外截止膜采用镀膜方式镀上金属，厚度0.5～3um。作为上述方案的改进，所述通孔的截面与VCSEL芯片的出光面的形状及大小相一致。作为上述方案的改进，所述扩散片局部位置或全部位置设置扩散粉。作为上述方案的改进，所述扩散片局部位置设置扩散粉时，所述扩散片包括扩散区及非扩散区，所述非扩散区位于所述扩散区的侧面和/或上表面，所述扩散区设于VCSEL芯片的出光面的上方且所述扩散区内分布有扩散粉。作为上述方案的改进，所述扩散区的截面与空腔的截面的形状及大小相一致。作为上述方案的改进，所述非扩散区位于所述扩散区的侧面或侧面和上表面时，所述扩散区与非扩散区的侧面连接处设有反射层，所述反射层的反射面朝扩散区设置。作为上述方案的改进，所述反射层由金属或有机材料制成。作为上述方案的改进，所述VCSEL芯片上表面与扩散片下表面之间的距离至少为0.5mm。作为上述方案的改进，所述VCSEL芯片发出的光经扩散片扩散后，发光角度为10°～120°。作为上述方案的改进，所述VCSEL芯片为倒装VCSEL芯片或垂直VCSEL芯片。作为上述方案的改进，所述扩散片由混有扩散粉的透明片材制成。作为上述方案的改进，所述空腔内部为空气。实施本专利技术，具有如下有益效果：本专利技术VCSEL装置通过将VCSEL芯片与扩散片相结合，使VCSEL芯片发出的光经扩散片发射到外部，实现了发光角度的灵活调节，适应性强。同时，本专利技术VCSEL装置通过在扩散片上设置红外截止膜，使VCSEL芯片发出的光穿过红外截止膜的通孔后经扩散片发射到外部，同时把散射至红外截止膜上的光反射至VCSEL装置外部，进而提高出光效果，形成角度可调、纯度高、反应速度快、指向性强的光线，可灵活地应用与特殊领域。附图说明图1是本专利技术VCSEL装置的第一实施例结构示意图；图2是本专利技术VCSEL装置的第二实施例结构示意图；图3是本专利技术VCSEL装置的第三实施例结构示意图；图4是本专利技术VCSEL装置的第三实施例另一结构示意图；图5是本专利技术VCSEL装置的第四实施例结构示意图；图6是本专利技术VCSEL装置的第四实施例另一结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。仅此声明，本专利技术在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本专利技术的附图为基准，其并不是对本专利技术的具体限定。第一实施例参见图1，图1显示了本专利技术VCSEL装置的第一实施例，其包括带空腔2的支架及封装于所述空腔2内的VCSEL芯片1；所述支架包括基座3及用于密封基座3的扩散片4，所述VCSEL芯片1封装于基座3上，所述扩散片4设置于VCSEL芯片1的出光面的上方以使VCSEL芯片1发出的光经扩散片4发射到外部。所述VCSEL芯片1为倒装VCSEL芯片或垂直VCSEL芯片，但不以此为限制，只要保证VCSEL芯片1的出光面与扩散片4的入光面相向设置即可。需要说明的是，VCSEL芯片1发送的光经扩散片4扩散处理后，发光角度产生变化，可有效地适应多种应用，灵活性强。具体地，扩散片4由混有扩散粉的透明片材(如玻璃片材、透明陶瓷片材、硅胶片材、环氧树脂片材等，但不以此为限制)制成，通过调节扩散粉的比例，可有效地实现VCSEL装置发光角度的调节，其中，随着扩散粉量的增加，VCSEL装置发光角度也随之增大，实现VCSEL装置发光角度从10度到120度可调变化，即，所述VCSEL芯片1发出的光经扩散片4扩散后，发光角度为10°～120°。进一步，所述VCSEL芯片1上表面与扩散片4下表面之间的距离D至少为0.5mm。若所述VCSEL芯片1下表面与扩散片4下表面之间的距离过小(小于0.5mm)，会导致VCSEL芯片1的中心光强得不到良好的扩散，导致中心光线过强；因此，保证VCSEL芯片1下表面与扩散片4下表面之间的距离至少为0.5mm，可使光线在扩散片4的作用下均匀地扩散。同时，所述扩散片4上设有截止膜5，所述截止膜5上设置有通孔6，所述通孔6设于VCSEL芯片1的出光面的上方以使VCSEL芯片1发出的光穿过通孔6后经扩散片4发射到外部。所述截止膜的波长范围为200nm～2500nm,可在紫外到红外的范围内选择截止膜的波长范围，适用于不同的应用场合，灵活性强。需要说明的是，所述扩散片4包括上表面、下表面和侧面。本实施例中，所述扩散片4朝向VCSEL芯片1的一面(即下表面)设置有截止膜5。同时，所述截止膜5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种VCSEL装置，其特征在于，包括带空腔的支架及封装于所述空腔内的VCSEL芯片；所述支架包括基座及用于密封基座的扩散片，所述VCSEL芯片封装于基座上，所述扩散片设置于VCSEL芯片的出光面的上方以使VCSEL芯片发出的光经扩散片发射到外部；所述扩散片上设有截止膜，所述截止膜上设置有通孔，所述通孔设于VCSEL芯片的出光面的上方以使VCSEL芯片发出的光穿过通孔后经扩散片发射到外部。

【技术特征摘要】
1.一种VCSEL装置，其特征在于，包括带空腔的支架及封装于所述空腔内的VCSEL芯片；所述支架包括基座及用于密封基座的扩散片，所述VCSEL芯片封装于基座上，所述扩散片设置于VCSEL芯片的出光面的上方以使VCSEL芯片发出的光经扩散片发射到外部；所述扩散片上设有截止膜，所述截止膜上设置有通孔，所述通孔设于VCSEL芯片的出光面的上方以使VCSEL芯片发出的光穿过通孔后经扩散片发射到外部。2.如权利要求1所述的VCSEL装置，其特征在于，所述截止膜的波长范围为200nm～2500nm。3.如权利要求1所述的VCSEL装置，其特征在于，所述扩散片朝向VCSEL芯片的一面和侧面设置有截止膜，或者所述扩散片朝向VCSEL芯片的一面设置有截止膜。4.如权利要求1所述的VCSEL装置，其特征在于，所述截止膜为红外截止膜，所述红外截止膜的波长范围为730nm～2500nm。5.如权利要求4所述的VCSEL装置，其特征在于，所述红外截止膜采用胶体粘结的多层结构的高分子材料制成，厚度30um～100um；或者所述红外截止膜采用镀膜方式镀上金属，厚度0.5～3um。6.如权利要求1所述的VCSEL装置，其特征在于，所述通孔的截面与VCSEL芯片的出光面的形状及大小相一致。7.如权利要求1所述的VCSEL装置，其特征在于，所述扩散片局...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦家儿，杨璐，曾晓明，李家声，欧叙文，陆家财，林宇珊，
申请(专利权)人：佛山市国星光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44