用于vcsel激光器的光學匯聚方法及其封裝結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于VCSEL激光器的光學匯聚方法。通過使VCSEL陣列中所有VCSEL芯片或其正投影分布于同一圓的外圓周上，并使所有VCSEL芯片的中心法線在圓心位置相交，構成焦點，實現(xiàn)VCSEL激光器的光束匯聚。本發(fā)明同時提供了用于實現(xiàn)上述光學匯聚方法的VCSEL激光器封裝結構。在該封裝結構中，通過內凹的弧形熱沉對VCSEL陣列進行封裝，使得激光在圓心位置附近達到光束匯聚的目的。這種VCSEL陣列的封裝結構，用非常簡潔的方式改變VCSEL芯片陣列的排列形狀，實現(xiàn)了多個VCSEL芯片在特定位置的光束匯聚，在激光醫(yī)療和工業(yè)激光加工領域具有廣闊的應用前景。
【專利說明】用于VCSEL激光器的光學匯聚方法及其封裝結構

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于垂直腔面發(fā)射激光器(Vertical Cavity Surface EmittingLaser,簡稱VCSEL)的光學匯聚方法，同時涉及一種用于實現(xiàn)上述光學匯聚方法的封裝結構，屬于半導體激光器【技術領域】。

【背景技術】
[0002]在半導體激光器領域，根據(jù)發(fā)光方向與激光芯片所在外延片平面的關系，激光器可劃分為垂直腔面發(fā)射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,簡稱VCSEL)與邊發(fā)射半導體激光器(Edge Emitting Laser D1de)兩類。其中，垂直腔面發(fā)射激光器的發(fā)光方向垂直于外延片方向，從反應區(qū)的頂面射出，而邊發(fā)射半導體激光器的發(fā)光方向平行于外延片方向，從反應區(qū)的邊緣射出。垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)與邊發(fā)射半導體激光器的結構可參見圖1所示的示意圖。
[0003]過去二十年間，在高功率半導體激光器領域，基于GaAs材料的邊發(fā)射半導體激光器一直占據(jù)統(tǒng)治地位，并廣泛應用于工業(yè)、醫(yī)療、科研等領域。而傳統(tǒng)的垂直腔面發(fā)射激光器由于具有相對較低的光電效率、較差的光學亮度，在高功率半導體激光器市場一直沒有得到關注。
[0004]隨著技術的進步，VCSEL逐漸實現(xiàn)了接近于邊發(fā)射半導體激光器的高功率輸出，同時由于其獨特的結構，其應用中的諸多優(yōu)點，如高可靠性、耐高溫、光學分布均勻、表面高反射率等等，逐漸在部分領域形成對邊發(fā)射半導體激光器的有力競爭。例如，在部分激光醫(yī)療和工業(yè)應用中，為了克服邊發(fā)射激光器始終面臨著可靠性不高、工作溫度苛刻、光學匯聚效率低、光強分布不均勻等缺點，可以考慮使用VCSEL代替邊發(fā)射半導體激光器，并通過對VCSEL進行光學匯聚使其達到較高的光學匯聚效率，同時可以改善光強分布的均勻性。
[0005]VCSEL的具體結構及其光斑特性如圖1和圖2所示=VCSEL通常以陣列形式進行光學應用，VCSEL的發(fā)光方向垂直于外延片所在平面，其發(fā)光區(qū)是圓形光源，發(fā)散角較小(發(fā)散角全角約為15?20度左右)，其遠場光強近似平頂分布，能量均勻。因此，與邊發(fā)射半導體激光器相比，VCSEL陣列發(fā)射的光線將更容易匯聚，并且在遠場目標物上能量分布更加均勻。
[0006]現(xiàn)有技術中，VCSEL的封裝結構如圖3所示，通常將單個VCSEL芯片直接焊接于散熱襯底上，散熱襯底的下表面焊接在熱沉上，散熱襯底具有良好的導熱性，并通過熱沉將VCSEL的熱量及時散發(fā)出去，從而實現(xiàn)對使用中的VCSEL進行冷卻。在實際使用時，多個VCSEL組成如圖2所示的面陣列，通過將多個VCSEL芯片緊密排列在一塊水平的熱沉上組成VCSEL陣列，可以形成一個更大的出光面，多個VCSEL芯片之間通過金絲焊接。
[0007]在醫(yī)療、工業(yè)等諸多高功率應用場合中，往往需要將多個激光器芯片輸出的激光光束進行匯聚，以期在目標位置達到更高的功率密度?，F(xiàn)有技術中，通過控制邊發(fā)射激光器的芯片間距、光學準直、透鏡聚焦，目前已經可以實現(xiàn)較小的光斑和極高的功率密度。用于邊發(fā)射激光器的光束壓縮方法的具體內容可以參見中國發(fā)明申請CN201210054447.8中公開的內容。而對于VCSEL，由于是面發(fā)光結構，芯片之間間距無法進一步壓縮，光學準直亦比較困難，因此，應用于邊發(fā)射半導體激光器陣列的光學匯聚方法并不適于對VCSEL陣列的光學匯聚。因此，如何在特定位置對多個VCSEL芯片進行聚焦，仍然是一個急需解決的問題。


【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明所要解決的首要技術問題在于提供一種用于VCSEL激光器的光學匯聚方法。
[0009]本發(fā)明所要解決的另一技術問題在于提供一種用于實現(xiàn)上述光學匯聚方法的VCSEL激光器封裝結構。
[0010]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0011]一種用于VCSEL激光器的光學匯聚方法，包括如下步驟:
[0012]使VCSEL陣列中所有VCSEL芯片或其正投影分布于同一圓的外圓周上，并使所有VCSEL芯片的中心法線在圓心位置相交，構成焦點；所述VCSEL芯片到焦點的距離構成焦距。
[0013]其中較優(yōu)地，通過一個具有內凹形封裝面的熱沉對VCSEL陣列進行封裝，所述熱沉的封裝面由多個相互呈一定角度的小封裝平面組成，所述封裝面的截面是一個以焦點為圓心的圓的部分外切多邊形，并且，每個小封裝平面的中心法線在圓心位置相交。
[0014]其中較優(yōu)地，使用一個入光面的截面為圓弧狀或圓弧面外切多邊形的光學傳輸器件對所述VCSEL陣列射出的激光進行匯聚，所述光學傳輸器件設置在所述VCSEL陣列的出光面的前方，所述光學傳輸器件的內壁平行于以焦點為圓心、以焦距為半徑的圓的半徑方向，所述光學傳輸器件的長度小于焦距的長度。
[0015]其中較優(yōu)地，所述光學傳輸器件是內壁拋光的反射鏡筒或者基于內壁全反射的導光錐。
[0016]—種用于實現(xiàn)上述光學匯聚方法的VCSEL激光器封裝結構,包括由多個VCSEL芯片組成的VCSEL陣列和用于封裝VCSEL陣列的弧形熱沉，所述弧形熱沉的封裝面的截面是一個圓的部分外切多邊形，所述封裝面由多個相互呈一定角度的小封裝平面組成，所述封裝面內凹，并且，每個小封裝平面的中心法線在圓心位置處相交；
[0017]所述VCSEL陣列中的所有VCSEL芯片分別安裝于所述熱沉的各個小封裝平面上，從而使所有VCSEL芯片分布在同一圓的外圓周上，并且，所有VCSEL芯片的中心法線在圓心位置相交形成焦點，所述VCSEL芯片到焦點的距離構成焦距。
[0018]其中較優(yōu)地，每個所述小封裝平面用于封裝一個或多個VCSEL芯片。
[0019]其中較優(yōu)地，所述VCSEL陣列前方設置有一個入光面的截面為圓弧狀或圓弧面外切多邊形的光學傳輸器件，所述光學傳輸器件的內壁平行于以焦點為圓心、以焦距為半徑的圓的半徑方向，所述光學傳輸器件的長度小于所述VCSEL陣列焦距的長度。
[0020]其中較優(yōu)地，所述光學傳輸器件是內壁拋光的反射鏡筒或者基于內壁全反射的導光錐。
[0021]其中較優(yōu)地，所述導光錐的入光面和出光面蒸鍍光學增透膜。
[0022]其中較優(yōu)地，所述VCSEL陣列中，所有所述VCSEL芯片緊密排列；
[0023]所述光學傳輸器件的入光面全部覆蓋且僅覆蓋所述VCSEL芯片陣列的發(fā)光區(qū)域。
[0024]本發(fā)明提供的光學匯聚方法通過改變VCSEL芯片陣列的排列形狀實現(xiàn)VCSEL激光的匯聚。具體在其封裝結構中，通過內凹的弧形熱沉對VCSEL陣列進行封裝，使得激光在圓心位置附近達到光束匯聚的目的。并且，通過在VCSEL陣列前方設置透射性光學器件實現(xiàn)了光束的進一步壓縮。這種VCSEL陣列的封裝結構，用非常簡潔的方式改變VCSEL芯片陣列的排列形狀，實現(xiàn)了多個VCSEL芯片在特定位置的光束匯聚，在激光醫(yī)療和工業(yè)激光加工領域具有廣闊的應用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是垂直腔面發(fā)射激光器和邊發(fā)射激光器的結構示意圖；
[0026]圖2是垂直腔面發(fā)射激光器陣列的發(fā)光方向示意圖；
[0027]圖3是現(xiàn)有技術中單個VCSEL芯片的封裝結構示意圖；
[0028]圖4是本發(fā)明所提供的VCSEL激光器的匯聚原理示意圖；
[0029]圖5是本發(fā)明所提供的弧形熱沉的正視示意圖；
[0030]圖6是圖5所示弧形熱沉的立體結構示意圖；
[0031]圖7是基于圖6所示弧形熱沉的VCSEL陣列的封裝結構示意圖；
[0032]圖8是圖7所示VCSEL芯片陣列的封裝結構的匯聚原理示意圖；
[0033]圖9是基于弧形熱沉和導光錐的VCSEL激光器的封裝結構示意圖。

【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術內容進行詳細具體的說明。
[0035]本發(fā)明提供的用于VCSEL激光器的光學匯聚方法，通過改變VCSEL陣列的排列形狀，實現(xiàn)多個VCSEL芯片在特定位置的光束匯聚。如圖4所示，在該光學匯聚方法中，通過使VCSEL陣列中所有VCSEL芯片I或其正投影分布于同一圓的外圓周上，并使所有VCSEL芯片I的中心法線在圓心位置相交構成焦點，實現(xiàn)VCSEL芯片發(fā)光單元的光束匯聚。由于VCSEL陣列中，VCSEL芯片通常緊密排列在一定區(qū)域內，因此，定義VCSEL芯片的分布方式為扇形分布，并定義VCSEL芯片I到焦點的距離為焦距。
[0036]由于VCSEL芯片是圓形光源，發(fā)散角較小(發(fā)散角全角約為15?20度左右)，其遠場光強近似平頂分布，能量均勻。因此，通過改變VCSEL芯片的排列方式，使不同VCSEL芯片I向同一位置發(fā)射激光，即可實現(xiàn)所有VCSEL芯片I在圓心位置的功率疊加。與邊發(fā)射半導體激光器相比，由于VCSEL發(fā)射的激光束的發(fā)散角較小，VCSEL陣列發(fā)射的光線匯聚更易于實現(xiàn)，并且其在遠場目標物上能量分布更加均勻。
[0037]為了實現(xiàn)VCSEL芯片的扇形分布，發(fā)明人經過試驗研究，制作了一種封裝面的截面呈圓弧狀外切多邊形的熱沉。由于該熱沉的封裝面近似弧形，簡稱為弧形熱沉。通過該具有內凹形封裝面的弧形熱沉對VCSEL陣列進行封裝。該弧形熱沉的封裝面如圖6所示，是由多個分布在不同高度且相互呈一定角度的小封裝平面組成，多個小封裝平面組成一個以焦點為圓心的圓的外切多邊形，并且，每個小封裝平面的中心法線在圓心位置相交。其具體結構以及對VCSEL陣列的封裝方式將在下文實施例中詳細介紹。
[0038]此外，為了進一步壓縮VCSEL芯片的光束，同時限定激光的傳播，在VCSEL芯片的前方還可以設置光學傳輸器件3。通過使用一個入光面的截面為圓弧狀或圓弧面外切多邊形的光學傳輸器件3可以對VCSEL陣列射出的激光進行進一步壓縮。其中，光學傳輸器件3設置在VCSEL陣列的出光面的前方，光學傳輸器件3的內壁平行于以焦點為圓心、以焦距為半徑的圓的半徑方向，并且，光學傳輸器件3的長度小于焦距的長度。實際使用時，光學傳輸器件3可以采用內壁拋光的反射鏡筒或者基于內壁全反射的導光錐。
[0039]下面，結合具體實施例對本發(fā)明提供的用于實現(xiàn)上述光學聚焦方法的VCSEL激光器的封裝結構進行說明。
[0040]第一實施例
[0041]為了將多個VCSEL芯片的光束匯聚到一起，本發(fā)明提供了一種封裝面的截面外切于圓弧面的多邊形熱沉，用于封裝VCSEL激光器陣列，從而使得在弧面圓心位置附近，實現(xiàn)了多個VCSEL芯片在一個方向上的光學匯聚。
[0042]如圖5、圖6和圖7所示，弧形熱沉2的封裝面的截面近似于內凹的弧形。具體為由多個小封裝平面20的截面彼此相互呈一定角度構成的多邊形，該多邊形是以VCSEL陣列的焦點(目標物所在的匯聚點)為圓心O、以焦距為半徑R的圓的部分外切多邊形，其中，每個小封裝平面20的中心法線均匯聚于焦點。實際使用中，其匯聚點可以有一定偏差，只要小封裝平面20的中心法線可以匯聚于焦點附近即可，但偏差的范圍應限制在一個極小的角度內。
[0043]本發(fā)明所提供的VCSEL激光器的封裝結構，使用上述弧形熱沉2對VCSEL陣列中所有的VCSEL芯片進行封裝。如圖7所示，分別將VCSEL陣列中的所有VCSEL芯片安裝于弧形熱沉2的各個小封裝平面上，并且，在每個小封裝平面20上可以封裝一個或多個VCSEL芯片I，這樣可以使所有VCSEL芯片I的正投影全部分布在以焦點為圓心O、以焦距為半徑R的圓的外圓周上，并且，所有VCSEL芯片的中心法線在圓心位置相交形成焦點，VCSEL芯片到焦點的距離構成焦距。
[0044]上面對第一實施例中的VCSEL激光器的封裝結構進行了介紹。如圖8所示，通過將VCSEL芯片I分別封裝在弧形熱沉2的小封裝平面20上，即可實現(xiàn)VCSEL芯片在焦距附近的匯聚。從而，所有VCSEL發(fā)光單元的光束，可以沿每個VCSEL芯片I的中心法線方向在圓心位置相交，實現(xiàn)功率的疊加。
[0045]第二實施例
[0046]為了對第一實施例中匯聚的光束進行進一步的光束壓縮，本發(fā)明在提供弧形熱沉的同時，還設計了一種入光面為圓弧面或者圓弧面外切多邊形的光學傳輸器件3，通過該光學傳輸器件3可以實現(xiàn)激光的高效傳輸，并對激光具有一定的光束壓縮作用，實現(xiàn)光束匯聚功能。
[0047]如圖9所示，該光學傳輸器件3的入光面的截面呈圓弧形，其入光面的圓心與激光器的匯聚點相同，從而使入光面與VCSEL陣列中的各個VCSEL芯片的出光面相切，VCSEL芯片出光面的中心法線垂直于光學傳輸器件3的入光面，VCSEL芯片I發(fā)射的激光可以直射入光學傳輸器件3的內部,并且,每個VCSEL的發(fā)散角都可以得到壓縮。該光學傳輸器件3的內壁可以平行于以焦點為圓心、以焦距為半徑的圓的半徑方向設置，也就是說:該光學傳輸器件3的四個側壁可以平行于VCSEL陣列最外側到目標物之間的半徑方向設置，通過光學傳輸器件3上下面及左右兩側面的內壁全反射，實現(xiàn)在光學傳輸器件3靠近圓心一端的匯聚輸出。該光學傳輸器件3的入光面大于其出光面,并且其出光面設置在目標物附近,光學傳輸器件3的長度小于VCSEL陣列焦距的長度。
[0048]實際使用中，通常選取內壁拋光的反射鏡筒或者基于內壁全反射的導光錐作為光學傳輸器件3。其中，反射鏡筒利用內壁鏡面反射方式實現(xiàn)激光從芯片發(fā)光區(qū)到目標物3的傳輸和匯聚。導光錐利用內壁全反射方式實現(xiàn)激光從芯片發(fā)光區(qū)到目標物3的傳輸和匯聚。為了提高導光錐的透光效率，導光錐的入光面和出光面可以分別蒸鍍光學增透膜。錐形反射鏡筒或導光錐，通過將光束會聚到較小一側的輸出窗口，實現(xiàn)光學匯聚功能。
[0049]為了提高VCSEL陣列的輸出功率密度，在VCSEL陣列中，所有VCSEL芯片應緊密排列，盡量減小VCSEL芯片之間的間隙，這在一方面減小了封裝結構的體積，另一方面，可以充分利用VCSEL芯片固有的高反射率，實現(xiàn)VCSEL芯片對經由目標物和光學傳輸器件3反射回來的反射光線的高效的二次利用。由于VCSEL芯片陣列的表面具有極高的反射率，尤其是VCSEL芯片所占的面積上，反射率高達99.5%甚至以上，所以通過該VCSEL芯片陣列表面對目標物折回的反射光線進行高效的二次利用，對于照射到目標物上的輸出功率具有不可忽視的增強作用，充分提高了激光的利用率。而在使用圖9所示的光學傳輸器件3對VCSEL陣列的出光面進行耦合時，通過使光學傳輸器件的入光面全部覆蓋且僅覆蓋VCSEL芯片陣列的發(fā)光區(qū)域，可以減小VCSEL陣列中非發(fā)光區(qū)域對反射光線的影響，減小激光逃逸。
[0050]此外，光學傳輸器件3的截面還可以呈圓弧面外切多邊形，其入光面可以由多個互相呈一定角度的小平面組成，并且，其圓心與熱沉的圓心同心。使光學傳輸器件3的每個小平面與弧形熱沉2的單個小封裝平面20對應且平行，可以使封裝于各個小封裝平面上的VCSEL芯片的中心法線與其對應的小平面垂直，從而，使得VCSEL芯片I發(fā)射的激光可以直射入光學傳輸器件3的內部，并且，每個VCSEL的發(fā)散角都可以得到壓縮。此外，這種圓弧面外切多邊形的設置極大地減小了 VCSEL芯片I與光學傳輸器件3之間的距離，減少了縫隙處的激光逃逸。
[0051]第二實施例中提供了兩種VCSEL激光器的封裝結構，多個VCSEL芯片可以通過導光錐或反射鏡筒的上下面及左右兩側面的內壁全反射或鏡面反射，實現(xiàn)在靠近圓心一端的匯聚輸出。輸出口的位置，以圓心處或圓心附近最佳。另外，其左右側面，可以向圓心處逐漸靠近形成銳角，進而進一步壓縮光束。
[0052]第三實施例
[0053]在本實施例中，對VCSEL陣列的特殊封裝結構進行介紹。
[0054]當采用單組VCSEL芯片構成線性VCSEL陣列時，將其封裝在平面熱沉上，配合梯臺形導光錐或者反射鏡筒，直接輸出激光。當采用兩組VCSEL芯片構成長條形的VCSEL陣列時，可以將兩組VCSEL芯片封裝在V字形熱沉上，配合導光錐或者錐形反射鏡筒，在輸出口位置實現(xiàn)光束匯聚。此時，應注意使用光學傳輸器件3對VCSEL激光器在長度方向上進行壓縮，使其匯聚于一點。
[0055]當然，也可以直接將封裝單組VCSEL芯片的熱沉制作成截面呈圓的外切多邊形的形狀，此時，其對單組VCSEL芯片的封裝，等同于第一實施例中，在每個小封裝平面上只封裝一個VCSEL芯片時的情形，因此在此不再贅述。
[0056]綜上所述，本發(fā)明提供了 VCSEL激光器的光學匯聚方法及其封裝結構。通過采用基于弧面多邊形的熱沉對VCSEL進行封裝，進而在圓心位置附近達到光束匯聚的目的。激光器熱沉封裝面為一個圓的外切多邊形，每個封裝平面的中心法線方向在圓心位置附近相交；每個封裝平面可以封裝一個或多個VCSEL芯片。對于小功率應用，熱沉可以采用傳輸制冷或者普通水通道冷卻，對于高功率應用，熱沉可以加工成帶有微通道的通水冷卻結構，以提高熱交換效率。在不同的封裝結構中，多個VCSEL芯片的光束匯聚可以不依賴外部透鏡即可實現(xiàn)多個VCSEL光束的匯聚；也可以配合外部光學器件(如導光錐、錐形鏡筒等)實現(xiàn)進一步的光斑壓縮。這種封裝方式簡單方便、易于實施。
[0057]以上VCSEL激光器的封裝結構，構成了一個實際可用的激光器模組，比起基于普通平行光錐或者鏡筒的邊發(fā)射激光器模組，具有以下明顯的優(yōu)勢:該激光器模組使用VCSEL替代了傳統(tǒng)的邊發(fā)射激光器，大幅提高了激光器的可靠性；該激光器模組可以在80°C甚至更高溫度下工作，更能適應惡劣的環(huán)境溫度；該激光器模組具有更高的匯聚效率(因為VCSEL發(fā)散角更小，且向圓心匯聚)，光學損失?。辉摷す馄髂＝M在光學出口位置分布更為均勻，近似平頂分布，而非疊加的高斯分布；該激光器模組比邊發(fā)射激光器模組更易實現(xiàn)更高的功率密度。因此，這種光學匯聚方法解決了傳統(tǒng)邊發(fā)射半導體激光器在過去幾十年的可靠性低、不耐高溫的缺點，大幅提高了激光器在脈沖狀態(tài)下的使用壽命。同時通過具有匯聚作用的光學傳導器件的引入，在保證高傳輸效率的情況下實現(xiàn)了多個VCSEL發(fā)光單元的功率疊加，大幅提高了光學出口的功率密度，并保證了相對均勻的光學能量分布。這種VCSEL激光器的封裝結構，在激光醫(yī)療和工業(yè)激光加工領域具有廣闊的應用前景。
[0058]以上對本發(fā)明所提供的用于VCSEL激光器的光學匯聚方法及其封裝結構進行了詳細的說明。對本領域的一般技術人員而言，在不背離本發(fā)明實質精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構成對本發(fā)明專利權的侵犯，將承擔相應的法律責任。
【權利要求】
1.一種用于VCSEL激光器的光學匯聚方法，其特征在于包括如下步驟: 使VCSEL陣列中所有VCSEL芯片或其正投影分布于同一圓的外圓周上，并使所有VCSEL芯片的中心法線在圓心位置相交，構成焦點；所述VCSEL芯片到焦點的距離構成焦距。
2.如權利要求1所述的光學匯聚方法，其特征在于: 通過一個具有內凹形封裝面的熱沉對VCSEL陣列進行封裝，所述熱沉的封裝面由多個相互呈一定角度的小封裝平面組成，所述封裝面的截面是一個以焦點為圓心的圓的部分外切多邊形，并且，每個小封裝平面的中心法線在圓心位置相交。
3.如權利要求1所述的光學匯聚方法，其特征在于: 使用一個入光面的截面為圓弧狀或圓弧面外切多邊形的光學傳輸器件對所述VCSEL陣列射出的激光進行匯聚，所述光學傳輸器件設置在所述VCSEL陣列的出光面的前方，所述光學傳輸器件的內壁平行于以焦點為圓心、以焦距為半徑的圓的半徑方向，所述光學傳輸器件的長度小于焦距的長度。
4.如權利要求3所述的光學匯聚方法，其特征在于: 所述光學傳輸器件是內壁拋光的反射鏡筒或者基于內壁全反射的導光錐。
5.一種用于實現(xiàn)權利要求1所述光學匯聚方法的VCSEL激光器封裝結構，其特征在于包括由多個VCSEL芯片組成的VCSEL陣列和用于封裝VCSEL陣列的弧形熱沉，所述弧形熱沉的封裝面的截面是一個圓的部分外切多邊形，所述封裝面由多個相互呈一定角度的小封裝平面組成，所述封裝面內凹，并且，每個小封裝平面的中心法線在圓心位置處相交； 所述VCSEL陣列中的所有VCSEL芯片分別安裝于所述熱沉的各個小封裝平面上，從而使所有VCSEL芯片分布在同一圓的外圓周上，并且，所有VCSEL芯片的中心法線在圓心位置相交形成焦點，所述VCSEL芯片到焦點的距離構成焦距。
6.如權利要求5所述的VCSEL激光器封裝結構，其特征在于: 每個所述小封裝平面用于封裝一個或多個VCSEL芯片。
7.如權利要求5所述的VCSEL激光器封裝結構，其特征在于: 所述VCSEL陣列前方設置有一個入光面的截面為圓弧狀或圓弧面外切多邊形的光學傳輸器件，所述光學傳輸器件的內壁平行于以焦點為圓心、以焦距為半徑的圓的半徑方向，所述光學傳輸器件的長度小于所述VCSEL陣列焦距的長度。
8.如權利要求7所述的VCSEL激光器封裝結構，其特征在于: 所述光學傳輸器件是內壁拋光的反射鏡筒或者基于內壁全反射的導光錐。
9.如權利要求7所述的VCSEL激光器封裝結構，其特征在于: 所述導光錐的入光面和出光面蒸鍍光學增透膜。
10.如權利要求7所述的VCSEL激光器封裝結構，其特征在于: 所述VCSEL陣列中，所有所述VCSEL芯片緊密排列； 所述光學傳輸器件的入光面全部覆蓋且僅覆蓋所述VCSEL芯片陣列的發(fā)光區(qū)域。
【文檔編號】H01S5/183GK104332822SQ201410645371
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權日:2014年11月10日
【發(fā)明者】李陽, 李德龍 申請人:李德龍