一种衬底型衍射光学元件VCSEL分光结构及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种衬底型衍射光学元件VCSEL分光结构及制备方法，自下而上依次包括：热沉、底发射VCSEL阵列芯片、带有二元衍射光栅的衬底层、超表面结构层、保护层和增透膜层；所述衬底层的底部设有所述底发射VCSEL阵列芯片，所述衬底层的顶部设有二元衍射光栅，所述超表面结构层的组成微元呈正方形网格结构排布。本发明专利技术在底发射VCSEL芯片上键合衍射光学元件，将VCSEL芯片每个发光单元发射的激光分束，使输出激光束数量级增大；以及在衍射光学元件之上键合超表面结构层，用于激光分束后聚焦。本发明专利技术设计的衬底型衍射光学元件的VCSEL分光结构可以在半导体工艺下一步制成，且不需要外部光学元件，易实现器件小型化、芯片化。

【技术实现步骤摘要】
一种衬底型衍射光学元件VCSEL分光结构及制备方法
本专利技术涉及激光分束
，具体涉及一种衬底型衍射光学元件VCSEL分光结构及制备方法。
技术介绍
结构光技术在现代生活、生产中具有广阔的发展前景和广泛的应用领域。结构光技术和ToF相比，计算量相对少，且功耗低，在近距离识别范围内精度更高，所以在人脸识别、手势识别方面极具优势。结构光技术的关键在于衍射光学元件(DiffractiveOpticalElements，DOE)对于激光束的整型分束。采用结构光技术的相关光学设备，通过红外激光器，将具有一定结构特征的光线投射到被拍摄物体上，再由专门的红外摄像头进行采集反射的结构光图案，根据三角测量原理进行深度信息的计算。而采用ToF技术的相关光学设备通过红外发射器发射调制过的光脉冲，遇到物体反射后，用接收器接收反射回来的光脉冲，并根据光脉冲的往返时间计算与物体之间的距离，或者调制成脉冲波(一般采用正弦波)，当遇到障碍物发生漫反射，再通过特制的CMOS传感器接收反射的正弦波，波形已经产生了相位偏移，通过相位偏移可以计算物体到深度相机的距离。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种衬底型衍射光学元件VCSEL分光结构，其特征在于，自下而上依次包括：热沉、底发射VCSEL阵列芯片、带有二元衍射光栅的衬底层、超表面结构层、保护层和增透膜层；/n所述衬底层的底部设有所述底发射VCSEL阵列芯片，所述衬底层的顶部设有二元衍射光栅，所述超表面结构层的组成微元结构排布。/n

【技术特征摘要】
1.一种衬底型衍射光学元件VCSEL分光结构，其特征在于，自下而上依次包括：热沉、底发射VCSEL阵列芯片、带有二元衍射光栅的衬底层、超表面结构层、保护层和增透膜层；
所述衬底层的底部设有所述底发射VCSEL阵列芯片，所述衬底层的顶部设有二元衍射光栅，所述超表面结构层的组成微元结构排布。


2.如权利要求1所述的VCSEL分光结构，其特征在于，所述二元衍射光栅在所述衬底层通过光刻工艺刻蚀出，将VCSEL阵列激光均匀光强分束为一百到一百万个子光束的阵列。


3.如权利要求2所述的VCSEL分光结构，其特征在于，所述二元衍射光栅可经过G-A迭代算法、G-S迭代算法、Y-S优化算法，使得输出子光束强度不随衍射级次变化而变化，使衍射率、分束比、均匀率得到优化，输出均匀光强的子光束阵列。


4.如权利要求1所述的VCSEL分光结构，其特征在于，所述衬底层包括GaAs、GaN和In...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智勇，李尉，代京京，叶征宇，兰天，李冲，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11