激光发射组件和智能终端的制作方法

本实用新型涉及激光器技术领域，特别是涉及一种激光发射组件和智能终端。

背景技术：

3d投影模组可以用于人脸识别、人脸解锁等场景，而3d投影模组通常采用垂直腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaser，vcsel)作为光源，并在光源的光路上设置扩散器、衍射器等光学元件，以使3d投影模组投射的激光实现更好的光学效果。然而，传统垂直腔面发射激光器配合扩散器、衍射器等光学元件使用，将会导致3d投影模组的整体尺寸较大，成本过高。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统垂直腔面发射激光器配合扩散器、衍射器等光学元件使用将会导致3d投影模组的整体尺寸较大，成本过高的问题，提供一种激光发射组件和智能终端。

一种激光发射组件，包括：

垂直腔面发射激光器，包括层叠设置的透明基材和发光层；以及

光学层，设置于所述透明基材背离所述发光层的一侧并具有光学微结构，所述光学层能够通过所述光学微结构衍射或者扩散所述发光层所发射的激光。

上述激光发射组件，由于光学层设置在透明基材背离发光层的一侧，并且光学层能够通过光学微结构衍射或者扩散发光层所发射的激光，故光学层能够替代传统扩散器或者衍射器等光学元件进行使用，光学层不需要额外的支架来进行支撑(传统光学元件需要支架支撑)，故而可以减小激光发射组件的整体尺寸，并降低制作成本。

在其中一个实施例中，所述光学层包括透明基板和设于所述透明基板的树脂层，所述透明基板背离所述树脂层的一侧贴于所述透明基材，所述光学微结构形成于所述树脂层背离所述透明基板的一侧。如此，将成型的光学层设置于透明基板，省略了在透明基板的加工步骤。

在其中一个实施例中，所述光学层包括树脂层，所述树脂层形成于所述透明基材背离所述发光层的一侧，所述光学微结构形成于所述树脂层背离所述透明基材的一侧。如此，树脂层与透明基材的结合力更强。

在其中一个实施例中，所述光学层与所述透明基材为一体成型结构。如此，光学微结构为透明基材的一部分，可以避免额外层状结构的设置而带来厚度的增加。

在其中一个实施例中，所述激光发射组件包括电路板，所述电路板设置于所述发光层远离所述透明基材的一侧，且所述发光层与所述电路板电性连接，以将所述发光层接通至电源而能够发射激光。如此，发光层与电路板电性连接，能够将发光层接通至电源而能够发射激光。

在其中一个实施例中，所述垂直腔面发射激光器包括设置于所述发光层背离所述透明基材一侧的导电层，所述导电层包括间隔设置且与所述发光层电连接的正极焊盘和负极焊盘，所述发光层用于通过所述正极焊盘和所述负极焊盘与所述电路板电连接，以将所述发光层接通至电源而能够发射激光。如此，便于光学层的设置，且避免正极焊盘和负极焊盘设置于透明基材相背的两侧而增加额外的导电引线的设置，导电引线易造成排线错乱。

在其中一个实施例中，所述激光发射组件包括绝缘的第一导电胶层和第二导电胶层，所述第一导电胶层设于所述正极焊盘与所述电路板之间，所述第二导电胶层设于所述负极焊盘与所述电路板之间。如此，增加电连接的可靠性。

在其中一个实施例中，所述发光层包括依次设于所述透明基材的第一反射镜层、主动层和第二反射镜层，所述主动层能够受电能激发而发射光束，并且使所述主动层所发射的光束在所述第一反射镜层和所述第二反射镜层之间增益放大后由所述第一反射镜射出。如此，增大光束的投射强度。

一种智能终端，包括：

终端本体；以及

上述激光发射组件，所述激光发射组件设于所述终端本体。

由于激光发射组件整体尺寸得到减小，故而智能终端的尺寸随之得到减小。

在其中一个实施例中，所述终端本体包括中框、后盖和显示屏，所述后盖和所述显示屏分别连接于中框相背的两侧，所述激光发射组件外露于显示屏的可显示区；或者所述激光发射组件外露于所述后盖所在一侧。如此设置，激光发射组件在应用于人脸识别或者建模时能够方便采集图像信号。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的智能终端的结构示意图；

图2为第一实施例图1中激光发射组件的结构示意图；

图3为第二实施例图1中激光发射组件的结构示意图；

图4为第三实施例图1中激光发射组件的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的激光发射组件的制备方法的流程示意图；

图6为本申请一实施例提供的光学层的制备方法的流程示意图；

图7为本申请另一实施例提供的光学层的制备方法的流程示意图。

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“固定于”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地实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参考图1所示，本申请将以智能手机为例对智能终端10进行说明。本领域技术人员容易理解，本申请的智能终端10可以是任何具备通信、存储和3d影像功能的设备，例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、便携电话机、视频电话、数码静物相机、电子书籍阅读器、便携多媒体播放器(pmp)、移动医疗装置等电子设备，智能终端10的表现形式在此不作任何限定。当然，对于智能手表等可穿戴设备而言，其也同样适用于本申请各实施例的智能终端10。

智能终端10包括终端本体10a以及设于终端本体10a的激光发射组件10b。在一实施例中，终端本体10a包括中框11、后盖12和显示屏13，后盖12和显示屏13分别连接于中框11相背的两侧并围合形成收容空间，智能终端10的主板、存储器、电源等器件设置于收容空间内。激光发射组件10b可以应用于人脸识别或者3d建模，图1示意了激光发射组件10b外露于显示屏13的可显示区13a所在一侧。当然，在其它实施例中，激光发射组件10b也可以外露于后盖12所在一侧。

参考图2所示，激光发射组件10b垂直腔面发射激光器210和光学层220。

垂直腔面发射激光器210包括层叠设置的透明基材211和发光层212。在一实施例中，发光层212包括依次层叠设置于透明基材211的第一反射镜层2121、主动层2122和第二反射镜层2123。其中，透明基材211可以是经过掺杂的ⅲ-v族半导体基材，例如是n型砷化镓(gaas)基材、n型磷化砷(inp)基材、氮化铝(aln)基材或是氮化铟(inn)基材。第一反射镜层2121和第二反射镜层2123可以是由具有不同折射系数的两种薄膜交替堆叠而形成的分布式布拉格反射镜，以使具有预定波长的光束射出。例如，第一反射镜层2121可以是p型分布式布拉格反射镜，第二反射镜层2123可以是n型分布式布拉格反射镜。主动层2122包括用以形成多重量子井的薄膜，主动层2122用以受电能激发而产生初始光束，主动层2122所产生的初始光束通过在第一反射镜层2121和第二反射镜层2123之间来回反射共振而增益放大，最终由第一反射镜层2121出射。

光学层220设置于透明基材211背离发光层212的一侧并具有光学微结构220a，光学层220能够通过光学微结构220a衍射发光层212发射的激光，例如光学微结构220a可以为聚光微透镜，此时具有光学微结构220a的光学层220相当于衍射光学元件，发光层212发射的激光在透过光学层220后能够产生结构光，从而可以应用于结构光技术领域。在其它实施例中，光学层220能够通过光学微结构220a扩散发光层212发射的激光，例如光学微结构220a可以为散光微透镜，此时具有光学微结构220a的光学层220相当于扩散器，发光层212发射的激光在透过光学层220后能够发生扩散，从而可以应用于tof技术领域。

在一实施例中，请继续参考图2所示，光学层220包括透明基板221和设于透明基板221的树脂层222。透明基板221可以为透光的玻璃基板或者透光的塑胶基板，透明基板221背离树脂层222的一侧贴设于透明基材211，光学微结构220a形成于树脂层222背离透明基板221的一侧。当光学微结构220a为聚光微透镜时，聚光微透镜可以为树脂层222表面凸起的透镜。当光学微结构220a为散光微透镜时，散光微透镜可以为树脂层222表面凹陷的凹孔，聚光微透镜外凸的表面和散光微透镜内凹的表面可以都是曲面。在具体组装时，可以先在透明基板221上设置树脂层222，然后对树脂层222压印或者蚀刻形成光学微结构220a，从而得到光学层220，再将透明基板221贴设于透明基材211，从而组装过程非常便捷，不需要在透明基板221上进行二次加工。

在一实施例中，参考图3所示，光学层220可以只包括形成于透明基材211背离发光层212一侧的树脂层222，此时透明基板221可以省略，光学微结构220a形成于树脂层222背离透明基材211的一侧。在光学层220具体成型时，可以先将树脂涂料涂覆至透明基材211背离发光层212的一侧并形成树脂层222，然后压印或者蚀刻树脂层222，以在树脂层222形成所述光学微结构220a。如此，得到的光学层220能够省略掉一层透明基板221，减小了模组的厚度。

在一实施例中，参考图4所示，所述光学层220与透明基材211为一体成型结构。可以理解，此时光学微结构220a直接在透明基材211上制作而成，即光学微结构220a为透明基材211的一部分，这样可以避免额外层状结构的设置而带来模组厚度的增加。在光学微结构220a具体成型时，可以采用蚀刻的方式蚀刻透明基材211背离发光层212的一侧并形成所述光学微结构220a。光学微结构220a可以为透明基材211表面凸起的透镜或凹陷的凹孔，此处不再赘述。

请继续参考图2所示，在一实施例中，激光发射组件10b还包括包括电路板100、电路板100用于承载垂直腔面发射激光器210，电路板100可以为pcb(printedcircuitboard，印制电路板)，也可以为软硬结合板，也可以为补强后的fpc(flexibleprintedcircuit，柔性电路板)。其中，软硬结合板包括层叠设置的pcb及fpc，补强后的柔性电路板包括层叠设置的fpc及补强片，补强片可以为具有良好的散热性能的钢片。在一实施例中，电路板100为陶瓷电路板。其中，电路板100可以省略，此时包括垂直腔面发射激光器210和光学层220的激光发射组件10b可以单独生产、组装、销售和使用。

发光层212与电路板100电性连接以接通至电源而能够发射激光，具体而言是指主动层2122与电路板100电性连接以接通至电源而能够发射激光。在一实施例中，垂直腔面发射激光器210还包括设置于发光层212背离透明基材211一侧的导电层230，导电层230包括间隔设置且与发光层212电性连接的正极焊盘231和负极焊盘232，正极焊盘231和负极焊盘232与电路板100电性连接，例如正极焊盘231通过第一导电胶层230与电路板100电性连接，负极焊盘232通过与第一导电胶层230绝缘的第二导电胶层240与电路板100电性连接，从而将主动层2122接通至电源而能够发射激光。需要说明的是，只要能够在正极焊盘231与负极焊盘232之间产生通过主动层2122的电流路径，本实用新型并未限制正极焊盘231和负极焊盘232设置的位置，正极焊盘231和负极焊盘232可以设于透明基材211的同一侧，也可以设置在相背的两侧。正极焊盘231和负极焊盘232的材质可以为金属或合金。

本实用新型的激光发射组件10b，由于光学层220设置在透明基材211背离发光层212的一侧，并且光学层220能够通过光学微结构220a衍射或者扩散发光层212所发射的激光，故光学层220能够替代传统扩散器或者衍射器等光学元件进行使用，光学层220不需要额外的支架来进行支撑(传统光学元件需要支架支撑)，故而可以减小激光发射组件10b的整体尺寸，并降低激光发射组件10b的制作成本。另外，相关技术中的垂直腔面发射激光器(vcsel)是先具有透明基材211和发光层212，然后基于厚度需求对透明基材211进行减薄处理，并且相应的制备导电层230连接电路等，最后得到的vcsel的发光方向是由透明基材211指向发光层212的出光方向；而本方案倒置vcsel并直接利用透明基材211来配备光学层220，vcsel的发光方向是由发光层212指向透明基材211的出光方向。

参考图5所示，本申请还提供了一种激光发射组件10b的制备方法。

该激光发射组件10b的制备方法包括如下步骤：

步骤s810，提供垂直腔面发射激光器210，垂直腔面发射激光器210包括透明基材211和发光层212，发光层212与透明基材211层叠设置。在一实施例中，发光层212包括依次叠设贴合于透明基材211的第一反射镜层2121、主动层2122和第二反射镜层2123。其中，透明基材211可以是经过掺杂的ⅲ-v族半导体基材，例如是n型砷化镓(gaas)基材、n型磷化砷(inp)基材、氮化铝(aln)基材或是氮化铟(inn)基材。第一反射镜层2121和第二反射镜层2123可以是由具有不同折射系数的两种薄膜交替堆叠而形成的分布式布拉格反射镜，以使具有预定波长的光束射出。例如，第一反射镜层2121可以是p型分布式布拉格反射镜，第二反射镜层2123可以是n型分布式布拉格反射镜。主动层2122包括用以形成多重量子井的薄膜，主动层2122用以受电能激发而产生初始光束，主动层2122所产生的初始光束通过在第一反射镜层2121和第二反射镜层2123之间来回反射共振而增益放大，最终由第一反射镜层2121出射。

步骤s820，在透明基材211背离发光层212的一侧设置具有光学微结构220a的光学层220，光学层220能够通过光学微结构220a衍射或者扩散发光层212所发射的激光。在一实施例中，参考图6所示，在透明基材211背离发光层212的一侧设置具有光学微结构220a的光学层220的步骤，具体包括如下步骤：

步骤s821a，提供光学层220，光学层220包括透明基板221和形成于透明基板221的树脂层222，树脂层222背离透明基板221的一侧设有光学微结构220，透明基板221可以选自透光的玻璃基板或者透光的塑胶基板。光学微结构220a可以为树脂层222表面凸起的透镜或凹陷的凹孔，此处不再赘述。

步骤s822a，将透明基板221背离树脂层222的一侧贴设于透明基材211。

可以理解，在具体组装时，可以先在透明基板221上设置树脂层222，然后对树脂层222压印或者蚀刻形成光学微结构220a，从而得到光学层220，再将透明基板221贴设于透明基材211，从而不需要在透明基板221上进行二次加工。

在另一实施例中，参考图7所示，在透明基材211背离发光层212的一侧设置具有光学微结构220a的光学层220的步骤，具体包括如下步骤：

步骤s821b，将树脂涂料涂覆至透明基材211背离发光层212的一侧并形成树脂层222。由于树脂涂料具有较好的粘性，故能够与透明基材211较好地结合。

步骤s822b，压印或者蚀刻树脂层222，在树脂层222形成光学微结构220a。

在另一实施例中，也可以直接蚀刻透明基材211背离发光层212的一侧并形成所述光学微结构220a。光学微结构220a可以为透明基材211表面凸起的透镜或凹陷的凹孔，光学微结构220a直接在透明基材211上制作而成并成为透明基材211的一部分，这样可以避免额外层状结构的设置而带来模组厚度的增加。

在一实施例中，垂直腔面发射激光器210包括设置于发光层212背离透明基材211一侧的导电层230，导电层230包括正极焊盘231和负极焊盘232，在透明基材211背离发光层212的一侧设置具有光学微结构220a的光学层220的步骤之后，所述制备方法还包括如下步骤：

步骤s830，提供电路板100，将正极焊盘231和负极焊盘232分别与电路板100电性连接，以将发光层212接通至电源而能够发射激光。由于正极焊盘231和负极焊盘232设置于垂直腔面激光发射器210的同一侧，故可以避免正极焊盘231和负极焊盘232设置于透明基材211相背的两侧而增加额外的导电引线的设置，致使导电引线排线错乱。

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。

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。