垂直腔面发射激光器用积分球的制作方法

本实用新型涉及积分球技术领域，特别是涉及一种垂直腔面发射激光器用积分球。

背景技术：

VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)是一种激光发光源，其发出的激光垂直于顶面射出。目前VCSEL被广泛应用于安防、脸部识别、手机人脸识别解锁、电脑人脸识别解锁等领域。垂直腔面发射激光器具有功率高、发光面积大及发光角度大等特点，在使用垂直腔面发射激光器时，通常需要借助光功率计来测量垂直腔面发射激光器的功率。在传统技术中，垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度通常较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种垂直腔面发射激光器用积分球，旨在提高垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度。

一种垂直腔面发射激光器用积分球，包括：

均光体，具有球形腔，所述均光体上开设有入光口及出光口，所述入光口及所述出光口均与所述球形腔相连通，所述入光口的直径d1为34mm～40mm；及

挡光板，设置于所述球形腔的内壁上，所述挡光板位于所述入光口与所述出光口之间，所述挡光板用于防止从所述入光口进入的光线直接从所述出光口射出。

上述垂直腔面发射激光器用积分球至少具有以下优点：

测量时，垂直腔面发射激光器朝入光口发射光线，入光口的直径d1为34mm～40mm，便于较多或全部垂直腔面发射激光器发射的光线经由入光口进入积分球，从而使垂直腔面发射激光器用积分球能够适用于具有不同大小的发光面积或不同大小的发光角度的垂直腔面发射激光器。进入积分球的光线经球形腔的腔壁的多次反射后形成照度均匀的光线，可将照度均匀的光线经由出光口导出以便于提高垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度，避免因照度不均而产生的误差。挡光板的存在可防止从入光口进入的光线直接从出光口射出，以保证从出光口导出的光线形成均匀照度，从而进一步提高垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述均光体包括第一均光壳及第二均光壳，所述第一均光壳具有第一半球腔，所述第二均光壳具有第二半球腔，所述第一半球腔与所述第二半球腔形成所述球形腔，所述入光口及所述出光口均开设于所述第一均光壳上。

在其中一个实施例中，所述出光口的直径d2为7mm～10mm，所述球形腔的直径d3为90mm～100mm，所述挡光板的长度c1为12mm～14mm，所述挡光板的宽度k1为19mm～21mm，在所述入光口的开口方向上，所述入光口远离所述球形腔的中心的一侧与所述出光口的轴线之间的距离j1为19mm～21mm。

在其中一个实施例中，所述第一均光壳与所述第二均光壳可拆卸地连接。

在其中一个实施例中，所述第一均光壳上开设有卡槽，所述第二均光壳上形成有卡块，所述卡块卡接于所述卡槽内；或者

所述第一均光壳上形成有卡块，所述第二均光壳上开设有卡槽，所述卡块卡接于所述卡槽内。

在其中一个实施例中，所述垂直腔面发射激光器用积分球还包括限位销，所述第一均光壳上开设有第一限位孔，所述第二均光壳上开设有第二限位孔，所述限位销的一端位于所述第一限位孔内，另一端位于所述第二限位孔内。

在其中一个实施例中，所述均光体上还开设有光谱仪接口，所述光谱仪接口与所述球形腔相连通。

在其中一个实施例中，所述垂直腔面发射激光器用积分球还包括壳体，所述壳体包覆于所述均光体外，所述入光口及所述出光口均贯通所述壳体。

在其中一个实施例中，在所述入光口处，所述均光体与所述壳体的总厚度h1为3mm～3.5mm。

在其中一个实施例中，所述均光体的材质为特氟龙，所述壳体的材质为经硬氧化处理的铝合金，所述壳体的外轮廓呈长方体，所述壳体上开设有安装孔。

附图说明

图1为一实施例中垂直腔面发射激光器用积分球的剖视图；

图2为图1中挡光板的主视图；

图3为图1中均光体的爆炸图。

附图标记说明：

10、垂直腔面发射激光器用积分球，100、均光体，101、第一均光壳，102、第二均光壳，103、卡槽，104、卡块，105、第一限位孔，106、第二限位孔，110、球形腔，111、第一半球腔，112、第二半球腔，120、入光口，130、出光口，140、光谱仪接口，150、凸块，200、挡光板，300、限位销，400、壳体，410、壳板，411、安装孔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1，一实施例中的垂直腔面发射激光器用积分球10，可用于辅助测量垂直腔面发射激光器的功率，能够提高垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度。具体地，垂直腔面发射激光器用积分球10包括均光体100及挡光板200。

均光体100具有球形腔110，均光体100上开设有入光口120及出光口130，入光口120及出光口130均与球形腔110相连通，入光口120的直径d1为34mm～40mm。挡光板200设置于球形腔110的内壁上，挡光板200位于入光口120与出光口130之间，挡光板200用于防止从入光口120进入的光线直接从出光口130射出。

测量时，垂直腔面发射激光器朝入光口120发射光线，入光口120的直径d1为34mm～40mm，便于较多或全部垂直腔面发射激光器发射的光线经由入光口120进入积分球，从而使垂直腔面发射激光器用积分球10能够适用于具有不同大小的发光面积或不同大小的发光角度的垂直腔面发射激光器。进入积分球的光线经球形腔110的腔壁的多次反射后形成照度均匀的光线，可将照度均匀的光线经由出光口130导出以便于提高垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度，避免因照度不均而产生的误差。挡光板200的存在可防止从入光口120进入的光线直接从出光口130射出，以保证从出光口130导出的光线形成均匀照度，从而进一步提高垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度。

均光体100包括第一均光壳101及第二均光壳102，第一均光壳101具有第一半球腔111，第二均光壳102具有第二半球腔112，第一半球腔111与第二半球腔112形成球形腔110，入光口120及出光口130均开设于第一均光壳101上，以便于在保证均光效果的前提下，减小挡光板200的尺寸。进一步地，第一均光壳101与第二均光壳102可拆卸地连接，以便于降低球形腔110的形成难度。当然，在其他实施例中，均光体100可一体成型。

请一并参阅图2，出光口130的直径d2为7mm～10mm，以便于与不同传感面积的光功率计相适应。球形腔110的直径d3为90mm～100mm，以便于适用于1微瓦至800毫瓦级别功率的垂直腔面发射激光器，适用范围宽。在入光口120的开口方向上，入光口120远离球形腔110的中心的一侧与出光口130的轴线之间的距离j1为19mm～21mm，以便于进一步减小挡光板200的尺寸。在本实施例中，挡光板200的长度c1为12mm～14mm，挡光板200的宽度k1为19mm～21mm，能够较好地防止从入光口120进入的光线直接从出光口130射出。在本实施例中，d1为34mm，d2为7mm，d3为90mm，j1为20mm，c1为12.7mm，k1为20mm。当然，在其他实施例中，d1、d2、d3、j1、c1及k1均可进行调整。

在本实施例中，均光体100的外轮廓呈长方体，结构简单且制造容易。第一均光壳101与第二均光壳102的体积相同。均光体100的材质可为特氟龙，且可利用特氟龙粉末压制成型，特氟龙具有反射率高、耐腐蚀、寿命长、不容易掉粉及容易清洁等特点。当然，在其他实施例中，均光体100的外轮廓可灵活设置，如圆柱或五棱柱等。第一均光壳101与第二均光壳102的体积可有所差异。均光体100还可以采用其他材质，如氧化镁或硫酸钡等。

请一并参阅图3，可选地，第一均光壳101上开设有卡槽103，第二均光壳102上形成有卡块104，卡块104卡接于卡槽103内。或者，第一均光壳101上形成有卡块104，第二均光壳102上开设有卡槽103，卡块104卡接于卡槽103内。块卡接于卡槽103内的设计便于实现第一均光壳101与第二均光壳102的可拆卸连接，且拆装便利性较高。在本实施例中，第一均光壳101与第二均光壳102上均开设有卡槽103，且第一均光壳101与第二均光壳102上均形成有卡块104。当然，在其他实施例中，可仅在第一均光壳101或第二均光壳102上开设有卡槽103。

垂直腔面发射激光器用积分球10还包括限位销300，第一均光壳101上开设有第一限位孔105，第二均光壳102上开设有第二限位孔106，限位销300的一端位于第一限位孔105内，另一端位于第二限位孔106内。限位销300的存在一方面便于实现第一均光壳101与第二均光壳102的可拆卸连接，另一方面可防止第一均光壳101相对于第二均光壳102转动，以保证垂直腔面发射激光器用积分球10的结构稳定性。

请再次参阅图1，均光体100上还开设有光谱仪接口140，光谱仪接口140与球形腔110相连通。光谱仪接口140可使垂直腔面发射激光器用积分球10能够外接光谱仪，以便于利用光谱仪测量照度均匀的光线的波长。可以理解地，本实施例中的垂直腔面发射激光器用积分球10，可用于同时辅助测量光线的功率与波长。

进一步地，光谱仪接口140位于第一均光壳101与第二均光壳102的接壤处，且光谱仪接口140的一部分位于第一均光壳101上，另一部分位于第二均光壳102上，以便于加工。在本实施例中，光谱仪接口140为SMA905接收孔，可较方便将接入光纤，以利用光纤实现光谱仪与垂直腔面发射激光器用积分球10的连接。

垂直腔面发射激光器用积分球10还包括壳体400，壳体400包覆于均光体100外，入光口120及出光口130均贯通壳体400。壳体400的存在可对均光体100起到防护作用，以避免因均光体100直接与外物接触而导致均光体100受损。可以理解地，光谱仪接口140也需贯通壳体400，以便于照度均匀的光线进入光谱仪中。

请一并参阅图3，可选地，均光体100上形成有凸块150，壳体400上开设有凹槽，凸块150卡接于凹槽内。或者，均光体100上开设有凹槽，壳体400上形成有凸块150，凸块150卡接于凹槽内。凸块150卡接于凹槽内的设计可便于均光体100在壳体400内定位，且可在一定程度上防止均光体100相对于壳体400移动。

请再次参阅图1，在本实施例中，壳体400的外轮廓呈长方体，结构简单且放置稳定性较好。壳体400包括多块壳板410，多块壳板410贴附于均光体100的外表面上。可利用螺丝等紧固件将壳体400与均光体100连接起来，以便于增加壳体400与均光体100的拆装便利性。壳体400的材质可为铝合金，重量较轻且容易加工。铝合金可经硬氧化处理，以使壳体400的表面呈黑色，从而减少杂散光。当然，在其他实施例中，壳体400的外轮廓形状可灵活设计，如圆柱或五棱柱等。紧固件可省去，可利用胶水等实现壳体400与均光体100的连接。壳体400的材质可灵活选取。

壳体400上开设有安装孔411，安装孔411的存在一方面可便于将其他辅助测量件设置于垂直腔面发射激光器用积分球10上，另一方面可便于将垂直腔面发射激光器用积分球10设置于测量平台上。在本实施例中，安装孔411为螺纹孔，连接件可为螺钉。当然，在其他实施例中，安装孔411还可以为销孔，连接件可为销。

进一步地，在入光口120处，均光体100与壳体400的总厚度h1为3mm～3.5mm，以减少或完全避免均光体100与壳体400挡住从垂直腔面发射激光器发射出的光线，从而进一步提高垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度。在本实施例中，h1为3mm。当然，在其他实施例中，h1可进行调整。

上述垂直腔面发射激光器用积分球10至少具有以下优点：

测量前，将垂直腔面发射激光器用积分球10设置于测量平台上，使入光口120朝向垂直腔面发射激光器，可将螺钉经测量平台穿设于安装孔411内，以将垂直腔面发射激光器用积分球10固定于测量平台上。

测量时，垂直腔面发射激光器朝入光口120发射光线，入光口120的直径d1为34mm～40mm，便于较多或全部垂直腔面发射激光器发射的光线经由入光口120进入积分球，从而使垂直腔面发射激光器用积分球10能够适用于具有不同大小的发光面积或不同大小的发光角度的垂直腔面发射激光器。

进入积分球的光线经球形腔110的腔壁的多次反射后形成照度均匀的光线，可将照度均匀的光线经由出光口130导出至光功率计处，以便于提高垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度，避免因照度不均而产生的误差。可将照度均匀的光线经由光谱仪接口140导出至光谱仪处，以便于测量光线的波长。

挡光板200的存在可防止从入光口120进入的光线直接从出光口130射出，以保证从出光口130导出的光线形成均匀照度，从而进一步提高垂直腔面发射激光器的功率测量的准确度。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。