一种基于MEMS的扫描式半导体激光器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于MEMS的扫描式半导体激光器，包括：封装基底、半导体激光器芯片、准直透镜和MEMS振镜；所述封装基底用于将所述半导体激光器芯片、所述准直透镜和所述MEMS振镜封装在一起，并固定三者之间的相对位置；所述半导体激光器芯片用于发射激光光束；所述准直透镜用于将所述激光光束进行准直；所述MEMS振镜用于对所述激光光束进行反射使得所述激光光束的出射方向偏转；所述MEMS振镜在驱动信号的驱动下在二维空间内往复振动，使得由所述MEMS振镜反射的激光光束变为扫描激光光束。本实用新型专利技术大大减小了激光光源的尺寸，为后续激光扫描以及整形减小压力，更有利于激光传感器的小型化。

A scanning semiconductor laser based on MEMS

The utility model provides a scanning semiconductor laser based on MEMS, including a package substrate, a semiconductor laser chip, a collimating lens, and a MEMS vibrating mirror, which are used to encapsulate the semiconductor laser chip, the collimating lens and the MEMS vibrating mirror, and to fix the relative between the three. The semiconductor laser chip is used to transmit the laser beam; the collimating lens is used to collimate the laser beam, and the MEMS mirror is used to reflect the laser beam to deflect the laser beam's ejection direction, and the MEMS mirror is driven by the driving signal to reciprocate in the two-dimensional space. The laser beam reflected by the MEMS galvanometer is changed into a scanning laser beam. The utility model greatly reduces the size of the laser source, reduces pressure for subsequent laser scanning and shaping, and is more conducive to the miniaturization of laser sensors.

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS的扫描式半导体激光器
本技术涉及半导体激光器
，具体涉及一种基于MEMS的扫描式半导体激光器。
技术介绍
随着技术的成熟，半导体激光器的应用也越来越广泛，由于半导体激光器体积小，成本低的特点，其在商业化的激光传感器中应用有巨大的市场。但是半导体激光器在使用过程中往往需要配合体积较大的扫描部件，例如旋转反射镜，来实现光束的扫描。为了进一步缩小激光传感器的尺寸，需要一种小型化集成化的半导体激光光源。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术提供一种基于MEMS的扫描式半导体激光器，本技术大大减小了激光光源的尺寸，为后续激光扫描以及整形减小压力，更有利于激光传感器的小型化。为实现上述目的，本技术提供以下技术方案：一种基于MEMS的扫描式半导体激光器，包括：封装基底、半导体激光器芯片、准直透镜和MEMS振镜；所述封装基底用于将所述半导体激光器芯片、所述准直透镜和所述MEMS振镜封装在一起，并固定三者之间的相对位置；所述半导体激光器芯片用于发射激光光束；所述准直透镜用于将所述激光光束进行准直；所述MEMS振镜用于对所述激光光束进行反射使得所述激光光束的出射方向偏转；其中，所述MEMS振镜在驱动信号的驱动下在二维空间内往复振动，使得由所述MEMS振镜反射的激光光束变为扫描激光光束。优选地，所述准直透镜位于所述半导体激光器芯片和所述MEMS振镜之间，所述半导体激光器芯片发射的激光光束经过所述准直透镜准直后，由所述MEMS振镜将准直后的激光光束进行偏转。优选地，所述MEMS振镜位于所述半导体激光器芯片和所述准直透镜之间，所述半导体激光器芯片发射的激光光束经过所述MEMS振镜进行方向偏转后，由所述准直透镜进行准直。优选地，所述MEMS振镜在驱动信号的驱动下围绕第一维振动转轴在第一维振动平面振动以及围绕第二维振动转轴在第二维振动平面内振动；其中，所述第一维振动转轴与所述半导体激光器芯片的发光节在同一平面，所述第二维振动转轴与所述半导体激光器芯片的发光节垂直。优选地，所述半导体激光器芯片与所述准直透镜的光轴重合，所述准直透镜的光轴位于所述MEMS振镜的镜面中心，所述MEMS振镜初始位置的镜面法线与所述准直透镜的光轴呈45度夹角。优选地，所述封装基底包括：半导体激光器芯片底座、MEMS振镜芯片底座、准直透镜底座和封装底片；所述半导体激光器芯片底座用于封装所述半导体激光器芯片并固定其位置；所述MEMS振镜芯片底座用于封装所述MEMS振镜并固定其位置；所述准直透镜底座用于固定所述准直透镜；所述封装底片用于支撑并固定所述半导体激光器芯片底座、MEMS振镜芯片底座和准直透镜底座。优选地，所述半导体激光器芯片底座的前端设置有缺口，以防止从半导体激光器芯片出射的发散光束被遮挡。优选地，所述半导体激光器芯片底座的上表面镀有一层金作为电极，并且由一条细槽口将所述半导体激光器芯片底座分成左侧和右侧两部分，左侧为正极，右侧为负极；相应地，所述半导体激光器芯片的下侧为正极，直接贴在所述半导体激光器芯片底座的左侧，以保证出射光束的光轴与所述准直透镜的光轴重合，所述半导体激光器芯片的负极通过打金线的方式与所述半导体激光器芯片底座的负极相连。优选地，所述半导体激光器还包括：外部控制器，所述外部控制器用于输出控制所述MEMS振镜振动的驱动信号。由上述技术方案可知，本技术提供的基于MEMS的扫描式半导体激光器，将半导体激光器芯片，准直透镜以及MEMS振镜三者封装在一起，实现了半导体激光器出光光束的准直以及激光光束的扫描，大大减小了激光传感器所用光源的尺寸，为后续激光扫描以及整形减小压力，更有利于激光传感器的小型化。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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是本技术实施例提供的基于MEMS的扫描式半导体激光器的结构示意图；图2是封装基底的结构示意图；图3是本技术实施例提供的基于MEMS的扫描式半导体激光器的工作原理示意图；其中，上面各图中的标号含义如下：100表示半导体激光器芯片；101表示静态出射光；102表示扫描出射光；200表示MEMS振镜；300表示准直透镜；301表示准直透镜光轴；400表示封装基底；401表示半导体激光器芯片底座；402表示MEMS振镜芯片底座；403表示准直透镜底座；404表示封装底片；405表示激光驱动正极；406表示激光驱动负极；407表示GN极1；408表示GN极2；409表示MEMS振镜的X方向驱动极；410表示MEMS振镜的Y方向驱动极；501表示第一维振动转轴；502表示第二维振动转轴；503表示T0光束；504表示T1光束；505表示T1光束在X方向的偏转分量；506表示T1光束在Y方向的偏转分量。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术实施例提供了一种基于MEMS的扫描式半导体激光器，参见图1，该半导体激光器包括：封装基底400、半导体激光器芯片100、MEMS振镜200和准直透镜300；所述封装基底400用于将所述半导体激光器芯片100、所述MEMS振镜200和所述准直透镜300封装在一起，并固定三者之间的相对位置；所述半导体激光器芯片100用于发射激光光束；所述MEMS振镜200用于对所述激光光束进行反射使得所述激光光束的出射方向偏转；所述准直透镜300用于将所述激光光束进行准直；其中，所述MEMS振镜200在驱动信号的驱动下在二维空间内往复振动，使得由所述MEMS振镜200反射的激光光束变为扫描激光光束。参见图1，所述准直透镜300位于所述半导体激光器芯片100和所述MEMS振镜200之间，半导体激光器芯片(也即半导体激光器管芯)100发射出一束发散的激光光束，发散的激光光束经过准直透镜300后被准直，MEMS振镜200位于准直透镜的前方，MEMS振镜200可以在二维方向上发生振动，并且两个方向互相垂直，实现激光光束在二维方向上的偏转。初始状态下MEMS振镜的镜面与准直透镜的光轴301夹角为45度，准直后的激光光束经过MEMS振镜200后光路偏转90度，最后出射。MEMS振镜200被驱动后在二维空间内往复振动，准直后的激光光束101，变为扫描激光光束102。在本实施例中，所述准直透镜300位于所述半导体激光器芯片100和所述MEMS振镜200之间，在其他实施例中，所述准直透镜300也可以位于MEMS振镜200之后，也即所述半导体激光器芯片100发射激光光束，经过MEMS振镜200后，激光光束光路发射偏转，然后经过准直透镜300，准直出射。图2是本实施例提供的封装基底的结构示意图。所述封装基底400主要包括以下几部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MEMS的扫描式半导体激光器，其特征在于，包括：封装基底、半导体激光器芯片、准直透镜和MEMS振镜；所述封装基底用于将所述半导体激光器芯片、所述准直透镜和所述MEMS振镜封装在一起，并固定三者之间的相对位置；所述半导体激光器芯片用于发射激光光束；所述准直透镜用于将所述激光光束进行准直；所述MEMS振镜用于对所述激光光束进行反射使得所述激光光束的出射方向偏转；其中，所述MEMS振镜在驱动信号的驱动下在二维空间内往复振动，使得由所述MEMS振镜反射的激光光束变为扫描激光光束。

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS的扫描式半导体激光器，其特征在于，包括：封装基底、半导体激光器芯片、准直透镜和MEMS振镜；所述封装基底用于将所述半导体激光器芯片、所述准直透镜和所述MEMS振镜封装在一起，并固定三者之间的相对位置；所述半导体激光器芯片用于发射激光光束；所述准直透镜用于将所述激光光束进行准直；所述MEMS振镜用于对所述激光光束进行反射使得所述激光光束的出射方向偏转；其中，所述MEMS振镜在驱动信号的驱动下在二维空间内往复振动，使得由所述MEMS振镜反射的激光光束变为扫描激光光束。2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述准直透镜位于所述半导体激光器芯片和所述MEMS振镜之间，所述半导体激光器芯片发射的激光光束经过所述准直透镜准直后，由所述MEMS振镜将准直后的激光光束进行偏转。3.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述MEMS振镜位于所述半导体激光器芯片和所述准直透镜之间，所述半导体激光器芯片发射的激光光束经过所述MEMS振镜进行方向偏转后，由所述准直透镜进行准直。4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述MEMS振镜在驱动信号的驱动下围绕第一维振动转轴在第一维振动平面振动以及围绕第二维振动转轴在第二维振动平面内振动；其中，所述第一维振动转轴与所述半导体激光器芯片的发光节在同一平面，所述第二维振动转轴与所述半导体激光器芯片的发光节垂直。5.根据权利要求1所述的半导体激光器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正正，屈志巍，
申请(专利权)人：北京万集科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11