VCSEL激光光源的制作方法

文档序号:23528919发布日期:2021-01-05 17:59阅读:178来源:国知局
VCSEL激光光源的制作方法

本申请涉及光源领域,尤其涉及一种vcsel激光光源。



背景技术:

led(light-emittingdiode,发光二极管)作为光源被广泛应用于消费电子产品中,例如,光学指纹识别技术的补光光源、tof(timeofflight,飞行时间法则)深度信息摄像模组的激光投射光源等。led作为光源具有宽光谱、大发散角等优点。但是,在实际应用中也具有诸多缺陷。

首先,led光源的电光转化效率低。具体来说,led光源所需电源功率较高,并且在使用过程中会产生较多的热量,这将会影响配置led光源的终端设备的正常运行,尤其是针对电池驱动的终端设备。

其次,led光源的光谱温漂大,也就是说,led光源随着其温度的变化其所投射的光的光谱会发生较大的变化,导致无法使用滤光元件对led光源所投射的光波进行有效地过滤而导致信噪比较低。

因此,需要一种新型的光源。



技术实现要素:

本申请主要优势提供一种vcsel激光光源,其中,所述vcsel激光光源能够降低干涉现象的影响。

本申请的另一个优势在于提供一种vcsel激光光源,其中,所述vcsel激光光源通过阵列排布vcsel激光投射单元以扩展其光源尺寸,从而有效地降低干涉现象的影响。

本申请的另一个优势在于提供一种vcsel激光光源,其中,阵列排布vcsel激光投射单元采用不同驱动电流和/或配置不同镀膜和/或配置不同发光孔径的方式来增加所述vcsel激光光源的整体线宽,以缓解所述vcsel激光光源易出现干涉现象的影响。

为了实现上述至少一申请优势,提供了一种vcsel激光光源,包括:至少二vcsel激光投射单元;所述vcsel激光投射单元之间的间距大于或等于30um;所述vcsel激光投射单元的发光孔的孔径为5um至50um之间;各所述vcsel激光投射单元所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠;其中,至少部分地基于所述vcsel激光投射单元之间的间距大于或等于30um、所述vcsel激光投射单元的发光孔的孔径为5um至50um之间和各所述vcsel激光投射器所发射的激光在待照明位置重叠,所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度至少小于或等于0.3。

在根据本申请的vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有相同孔径的发光孔。

在根据本申请的vcsel激光光源中,各所述vcsel激光投射单元的发光孔的孔径的范围为5um至15um。

在根据本申请的vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元中每两个所述vcsel激光投射单元之间的间距一致。

在根据本申请的vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元中每两个所述vcsel激光投射单元之间的间距不一致。

在根据本申请的vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元按照预设样式布设。

在根据本申请的vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元随机布设。

在根据本申请的vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元布设于同一平面上。

在根据本申请的vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元布设于不同高度上。

根据本申请又一方面,还提供一种vcsel激光光源,其包括:至少二vcsel激光投射单元;其中,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽为至少1nm;其中,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式;其中,各所述vcsel激光投射单元所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠;其中,至少部分地基于各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式,各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽为至少1nm以及各所述vcsel激光投射器所发射的激光在待照明位置重叠,所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度至少小于0.1。

在根据本申请的vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元被配置为被至少两种不同大小的电流驱动。

在根据本申请的vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的发光孔的孔径范围为5.7um-11um。

所述至少二vcsel激光投射单元至少包括两种不同的设置于其投射路径上的镀膜。

根据本申请又一方面,还提供一种vcsel激光光源,其包括:至少二vcsel激光投射单元;其中,所述至少六vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽为至少1nm;其中,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式;其中,所述vcsel激光投射单元之间的间距大于或等于30um;其中,各所述vcsel激光投射单元所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠;其中,至少部分地基于各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽为至少1nm,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式,所述vcsel激光投射单元之间的间距大于或等于30um,以及,各所述vcsel激光投射器所发射的激光在待照明位置重叠,所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度至少小于0.1。

根据本申请的又一方面,还提供一种vcsel激光光源的发光方法,其包括:

以至少两种不同型号的激励电流驱动至少二vcsel激光投射单元,以使得所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽至少为1nm,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式;以及

各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠,其中,各所述vcsel激光投射单重叠形成的光的条纹对比度至少小于等于0.3。

在根据本申请的发光方法中,两种不同型号的激励电流为两种电流大小不同的直流电流,或者为两种电流大小不同的脉冲电流,或者为相同电流大小但空占比不同的脉冲电流。

在根据本申请的发光方法中,所述至少二vcsel激光投射单元至少包括两种不同的设置于其投射路径上的镀膜。

通过对随后的描述和附图的理解,本申请进一步的优势和优势将得以充分体现。

本申请的这些和其它优势、特点和优势,通过下述的详细说明,附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1图示了根据本申请实施例的vcsel激光光源的示意图。

图2图示了根据本申请实施例的所述vcsel激光光源中vcsel激光投射单元的结构示意图。

图3图示了根据本申请实施例的所述vcsel激光光源的另一示意图。

图4图示了根据本申请实施例的所述vcsel激光光源的一种变形实施的示意图。

图5图示了根据本申请实施例中条纹对比度与所述vcsel激光光源的投射单元数量之间的关系图

图6图示了根据本申请实施例的所述vcsel激光光源的另一种变形实施的示意图。

图7图示了根据本申请实施例的所述vcsel激光光源的又一种变形实施的示意图。

图8图示了根据本申请实施例的各所述vcsel激光投射单元在具有相同发光孔径的前提下不同激励电流对应的输出光谱的示意图。

图9图示了根据本申请实施例的各所述vcsel激光投射单元10在具有相同发光孔的前提下不同激励电流对应的输出光谱的示意图之二。

图10图示了根据本申请实施例的各所述vcsel激光投射单元10在具有相同发光孔径的前提下不同激励电流对应的输出光谱的示意图之三。

图11图示了根据本申请实施例的所述vcsel激光光源的又一种变形实施的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本申请以使本领域技术人员能够实现本申请。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本申请的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本申请的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是,在本申请的揭露中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本申请的限制。

可以理解的是,术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”,即在一个实施例中,一个元件的数量可以为一个,而在另外的实施例中,该元件的数量可以为多个,术语“一”不能理解为对数量的限制。

申请概述

如上所述,led光源在实际应用中具有诸多缺陷,包括电光转化效率低、在使用过程中会产生较多的热量,以及,光谱温漂大等。

近年来,vcsel(verticalcavitysurfaceemittinglaser,垂直腔面激光投射器)技术逐步发展并成熟。相较于led光源,vcsel激光投射器具有电光转化效率高、光谱线宽窄、光谱温漂小等明显的优势,并且,还具有成本较低、制作工艺简单,易于量产等优势,特别适合于取代led光源。

然而,由于单发光点的vcsel激光投射器的光源尺寸较小,光谱线宽窄的缘故,在实际应用中,容易出现明显的干涉现象且干涉条纹的对比度较高,造成投射的光信号的信噪比较低。因此,在将vcsel激光光源取代led光源的必经之路上,解决vcsel光源的干涉的问题是极其重要的。

通过研究,本申请发明人发现解决vcsel光源易出现干涉现象有两个改进方向:拓展所述vcsel光源的光源尺寸,以及,增加vcsel光源的线宽。

针对于第一种改进方向,如果简单地增加单个激光投射器的尺寸会带来其他负面的影响:增加单个vcsel激光投射器的尺寸会提高其阈值,而随着阈值的升高工作电流也会加大,进而导致电光转化效率的降低。针对于第二种改进方向,vcsel激光投射器自身是窄线宽的投射器件,单方面增加线宽对单个vcsel激光投射器而言是极其困难的,并且,即便是增加了单个vcsel激光投射器的线宽,其对干涉条纹减弱的影响程度较小。

基于上述研究和发现,本申请的基本思路在于通过阵列排布vcsel激光投射单元的方式来拓展vcsel激光光源的光源尺寸和/或采用不同驱动电流、配置不同镀膜或配置不同发光孔径的方式来增加所述vcsel激光光源的线宽,从而缓解甚至消除所述vcsel激光光源出现条纹干涉并且干涉条纹对比度高的问题。

基于此,本申请提供一种vcsel激光光源,其包括至少二vcsel激光投射单元;其中,所述vcsel激光投射单元之间的间距大于或等于30um;其中,所述vcsel激光投射单元的发光孔的孔径为5um至50um之间,其中,各所述vcsel激光投射单元所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠;其中,至少部分地基于所述vcsel激光投射单元之间的间距大于或等于30um、所述vcsel激光投射单元的发光孔的孔径为5um至50um之间和各所述vcsel激光投射器所发射的激光在待照明位置重叠,所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度至少小于或等于0.3。这样,来缓解甚至消除所述vcsel激光光源易出现干涉的现象。

基于此,本申请还提供了一种vcsel激光光源,其包括至少二vcsel激光投射单元;其中,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽至少为1nm;其中,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式;其中,各所述vcsel激光投射单元所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠;其中,至少部分地基于各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式,各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽为至少1nm以及各所述vcsel激光投射器所发射的激光在待照明位置重叠,所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度至少小于等于0.3。这样,来缓解甚至消除所述vcsel激光光源易出现干涉的现象。

基于此,本申请还提供一种vcsel激光光源,其包括至少十vcsel激光投射单元;其中,所述至少十vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的发光孔的孔径为10um;其中,所述vcsel激光投射单元之间的间距等于30um;其中,各所述vcsel激光投射单元所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠;其中,至少部分地基于所述至少十vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的发光孔的孔径为10um,所述vcsel激光投射单元之间的间距等于30um,以及,各所述vcsel激光投射器所发射的激光在待照明位置重叠,所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度为单个所述vcsel激光投射单元具有的条纹对比度的1/6-1/5。这样,来缓解甚至消除所述vcsel激光光源易出现干涉的现象。

基于此,本申请还提供一种vcsel激光光源,其包括至少二vcsel激光投射单元;其中,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽为至少2nm;其中,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式;其中,所述vcsel激光投射单元之间的间距大于或等于30um;其中,各所述vcsel激光投射单元所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠;其中,至少部分地基于所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽为至少2nm,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式,述vcsel激光投射单元之间的间距大于或等于30um,以及,各所述vcsel激光投射器所发射的激光在待照明位置重叠,所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度至少小于0.3。这样,来缓解甚至消除所述vcsel激光光源易出现干涉的现象。

在介绍了本申请的基本原理之后,下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。

示意性激光光源

如图1至图3所示,基于本申请实施例的所述vcsel激光光源被阐明,其中,所述vcsel激光光源能够被应用于包括但不限于光学指纹识别技术的补光光源、tof深度信息摄像模组的激光投射光源中。如图1至图3所示,根据本申请实施例的所述vcsel激光光源包括至少二vcsel激光投射单元10。特别地,在本申请实施例中,各所述vcsel激光投射单元10为点光源,即,各所述vcsel激光投射单元10能够分别投射一束激光。

图2图示了根据本申请实施例的所述vcsel激光光源中vcsel激光投射单元10的结构示意图。如图2所示,所述vcsel激光投射单元10,自下而上包括衬底01、缓冲层02、n型掺杂的dbr03、有源区04、限制层05、p型掺杂的dbr06和欧姆接触层07,其中,所述有源区04被夹设在所述p型掺杂的dbr06和所述n型掺杂的dbr03之间,以形成共振腔。进一步地,在所述衬底01的下表面形成第一电极09、以及,在所述欧姆接触层07的上表面形成第二电极08。

在工作过程中,只需要满足以下两个条件,所述vcsel激光单元就能实现激光激发:(1)粒子数反转过程:在所述有源区04内存在粒子数反转,使激光媒质提供的增益足够超过损耗的情况下,当电流通过所述第一电极09和所述第二电极08注入时,光强将持续增加,处于高能态导带底的电子跃迁到处于低能带时,随着特定波长的光在所述p型掺杂的dbr06和所述n型掺杂的dbr03之间来回反射,放大过程不断重复,便形成了激光;(2)谐振腔:由所述p型掺杂的dbr06和所述n型掺杂的dbr03和增益介质组成的,是产生激光的主要条件之一,谐振腔的主要作用在于在所述有源区04内产生的光,在所述p型掺杂的dbr06和所述n型掺杂的dbr03之间来回反射时,形成多次光能反馈提供一个空腔,是受激辐射在其中得到多次反馈而形成激光振荡。在被导通后,所述vcsel激光投射单元10所投射的激光会在空间上产生的一组干涉条纹。

值得一提的是,在本申请实施例中,所述vcsel激光器的各层材料的选型并不为本申请所局限,例如,在本申请实施例中,所述衬底01可包括但不限于硅衬底,蓝宝石衬底和砷化钾衬底等;所述p型掺杂的dbr06和所述n型掺杂的dbr03的材料,包括但不限于:ingaasp/inp、algainas/alinas、algaassb/alassb、gaas/algaas、si/mgo和si/al2o3等。

通过研究,本申请发明人发现解决vcsel光源易出现干涉现象有两个改进方向:拓展所述vcsel光源的光源尺寸,以及,增加vcsel光源的线宽。

针对于第一种改进方向,通过实验,本申请发明人发现:在将至少二所述vcsel激光投射单元10以阵列方式排布后,每一个所述vcsel激光投射单元10所投射的激光在空间上产生的一组干涉条纹会在空间场中相互发生重叠,并且,叠加之后的干涉条纹的对比度变低了。这里,干涉条纹的对比度,用于表示干涉条纹的可视情况,其计算用公式可表示为:其中,imax、imin分别表示为空间干涉场中某点光强最大值和最小值,当k=0条纹消失,k≤0.1干涉条纹肉眼已无法分辨。

特别地,在如图3所示意的vcsel激光光源中,所述vcsel激光光源包括两个所述vcsel激光投射单元10,应可以理解,在本申请其他示例中,所述vcsel激光光源还可以包括更多数量的vcsel激光投射单元10,例如,在如图4所示意的变形实施中,所述vcsel激光光源包括4个所述vcsel激光投射单元10。

并且,在本申请实施例中,所述至少二vcsel激光投射单元10中各所述vcsel激光投射单元10的发光孔的孔径范围为5um至50um(即,5um≤发光孔径≤50um),这里,所述vcsel激光投射单元10的发光孔的孔径表示其直径。在具体实施中,各所述vcsel激光投射单元10的发光孔孔径可以一致,也可以不一致,对此,并不为本申请所局限。所述vcsel激光投射单元10之间的间距大于或等于30um,同时,各所述vcsel激光投射单元10所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元10所发射的激光在待照明位置重叠。通过这样的配置,本申请发明人通过实验发现:所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度至少小于或等于0.3。

本申请发明人进一步发现,可改变所述vcsel激光投射单元10的数量来降低叠加的干涉条纹的对比度,具体来说,通过研究和实验,本申请发明人发现,随着所述vcsel激光光源所包含的投射单元的数量越多,所述vcsel激光光源对应的干涉条纹的对比度会越低,也就是说,两者呈正相关的关系。图5图示了根据本申请实施例中条纹对比度与所述vcsel激光光源的投射单元数量之间的关系图。如图5所示,随着投射单元数量的增加,干涉条纹的对比度逐渐降低。

在上述vcsel激光光源中,在一个示例中,所述vcsel激光光源包括十个vcsel激光投射单元10,并且,各所述vcsel激光投射单元的发光孔的孔径为10um、所述vcsel激光投射单元之间的间距等于30um,同时,各所述vcsel激光投射单元所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠,通过这样地配置,所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度为单个所述vcsel激光投射单元具有的条纹对比度的1/6-1/5。

进一步地,本申请发明人通过实验发现,无论所述至少二vcsel激光投射单元10的排布样式和排布规则如何设定,只需满足所述vcsel激光投射单元10之间的间距大于或等于30um,便能够实现降低条纹对比度的目的。也就是说,在上述vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元10中每两个所述vcsel激光投射单元10之间的间距可设置为相等也可以设置为不一致(其中,不一致包括完全不相等或者部分相等部分不相等),对此并不为本申请所局限。同时,在上述vcsel激光光源中,所述至少二vcsel激光投射单元10可以按照预设样式布设,例如,以矩形阵列的方式排布,或者,圆形阵列的方式排布等,也可以随机布设(如图6所示),对此,并不为本申请所局限。

值得一提的是,在具体布设所述至少二vcsel激光单元时,所述至少二vcsel激光投射单元10可以布设于同一平面上;或者,所述至少二vcsel激光投射单元10也可以布设于不同高度上(也就是说,各所述vcsel激光投射单元10之间存在高度差),如图7对此,同样并不为本申请所局限。

针对于第二种改进方向,通过实验,本申请发明人发现:在采用点阵vcsel光源的前提下,还可以通过增加各所述vcsel激光投射单元10的光谱成分和模式,以达到扩展光谱线宽的目的。相应地,在各所述vcsel激光投射单元10的光谱线宽得到扩展后,每一种波长成分各自会生成一组干涉条纹,各组干涉条纹之间均存在位移,与拓展光源宽度的原理类似,各组干涉条纹叠加的结果会使条纹对比度下降。

具体来说,本申请发明人通过实验和研究发现:可通过改变各所述vcsel激光投射单元10的激励电流(或者说驱动电流)来增加各所述vcsel激光投射单元10的线宽。具体来说,有两种方式来改变电流:改变激励电流的种类和改变激励电流的大小。

图8图示了根据本申请实施例的各所述vcsel激光投射单元10在具有相同发光孔径的前提下不同激励电流对应的输出光谱的示意图。如图8所示,激励电流为直流电流,并且,不同的激励电流分别对应不同的光谱模式和线宽,其中,一个波峰可理解为一种光谱模式。如图8所示,当电流从1ma增加到8ma时,光谱输出模式增加2个,光谱线宽增加1nm左右。值得一提的是,为达到条纹对比度降低的目的,不同激励下,单点光谱线宽至少1nm,光谱模式至少3个,发光点数建议2个以上,确保所述vcsel激光光源的输出光谱线宽2nm以上,模式3个以上,这样条纹对比度可以有效降低到0.2以下。

图9图示了根据本申请实施例的各所述vcsel激光投射单元10在具有相同发光孔的前提下不同激励电流对应的输出光谱的示意图之二。如图9所示,在激励电流为20ma的直流电流时,激光投射单元的线宽为1nm,而当驱动电流变为45ma-1ms-20%的脉冲电流时,光谱线宽增加到3nm左右,由此可见,在保证注入vcsel激光光源的电流密度不变的情况下,脉冲驱动比直流电流更容易得到宽光谱。同时,对所述vscel激光光源注入具有相同电流大小的但具有不同空占比的脉冲驱动电流时,线宽也随着脉宽和空占比的增大而增大,如图10所示,图10图示了在具有相同电流大小的前提下,不同脉宽和不同空占比的脉冲电流对应的线宽的示意图。

在一个具体示例中,所述vcsel激光光源,包括至少二vcsel激光投射单元10,其中,通过改变驱动电流使得所述至少二vcsel激光投射单元10中各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽为至少2nm;所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式;各所述vcsel激光投射单元所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠,通过这样的配置,所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度至少小于0.3。

通过实验,本申请发明人进一步发现:通过改变各所述vcsel激光投射单元10的发光孔径,也能够实现不同光谱成分的输出从而实现拓宽光谱线宽的目的。

图11图示了根据本申请实施例的所述vcsel激光光源的又一种变形实施的示意图。在如图11所示意的所述vcsel激光光源中,其包括以阵列方式排布的且具有不同发光孔径的4个所述vcsel激光投射单元10,其中,各所述vcsel激光投射单元10的发光孔的孔径范围为5um-50um。在一个测试示例中,当所述vcsel光源为2*1的点阵光源,发光孔径分别为5.7um和9.7um,对应光谱rms线宽分别1.07nm和1.05nm,而点阵总输出光谱覆盖范围增加,线宽约2nm,相比于一般的2*1点阵光谱得到有效的展宽。

优选地,在具体实施中,优选地,所述vcsel激光光源,包括至少二vcsel激光投射单元10,发光孔的孔径介于5um至15um之间,这样不仅可以实现vcsel输出光谱成分增加,而且,还可以确保每个发光孔输出光谱线宽为1nm左右,这种组合情况下,线宽每增加1um,干涉条纹对比度降低约0.05。

进一步地,通过实验,本申请发明人进一步发现:在所述vcsel激光投射单元10在其发光路径上配置不同的镀膜,也能够实现不同光谱成分的输出从而实现拓宽光谱线宽的目的。图10图示了根据本申请实施的具有不同镀膜的各所述vcsel激光投射单元10分别对应的输出光谱的示意图。

相应地,在本申请实施例中,为所述至少二vcsel激光投射单元10配置包括两种不同的镀膜,也能实现所述至少二vcsel激光投射单元10中各所述vcsel激光投射单元10的光谱线宽为至少1nm,所述至少二vcsel激光投射单元10中各所述vcsel激光投射单元10具有至少两种光谱模式的技术目的。

在一个具体示例中,所述vcsel激光光源,包括:至少二vcsel激光投射单元10,其中,通过改变激励电流或改变发光孔孔径使得所述至少二vcsel激光投射单元10中各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽为至少2nm;所述至少二vcsel激光投射单元10中各所述vcsel激光投射单元10具有至少两种光谱模式;各所述vcsel激光投射单元10所发射的激光都指向所述vcsel激光光源待照明的位置,以使得各所述vcsel激光投射单元10所发射的激光在待照明位置重叠,通过这样的配置,使得所述vcsel激光光源所发射的激光具有的条纹对比度至少小于等于0.3。

综上,基于本申请实施例的vcsel激光光源被阐明,其可通过阵列排布vcsel激光投射单元10的方式来拓展其光源尺寸的方式,和/或,采用不同驱动电流和/或者配置不同镀膜和/或配置不同发光孔径来增加所述vcsel激光光源的线宽的方式,以缓解甚至消除所述vcsel激光光源易出现干涉的现象。

值得一提的是,虽然,在本申请实施例中,拓展光源尺寸的技术手段和增加线宽的技术手段分别进行论述,但在实际应用中,这两种技术手段可相互自由组合,以实现想到得到的效果,对此,本领域普通技术人员应能够充分理解。

示例性发光方法

根据本申请另一方面,还提供一种vcsel激光光源的发光方法,其包括:以至少两种不同型号的激励电流驱动至少二vcsel激光投射单元,以使得所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元的光谱线宽至少为1nm,所述至少二vcsel激光投射单元中各所述vcsel激光投射单元具有至少两种光谱模式;以及,各所述vcsel激光投射单元所发射的激光在待照明位置重叠,其中,各所述vcsel激光投射单重叠形成的光的条纹对比度至少小于等于0.3。

在上述发光方法中,在一个示例中,两种不同型号的激励电流为两种电流大小不同的直流电流,或者为两种电流大小不同的脉冲电流,或者为相同电流大小但空占比不同的脉冲电流。

综上,基于本申请实施例的发光方法被阐明,其可通过阵列排布vcsel激光投射单元10的方式来拓展其光源尺寸的方式,和/或,采用不同驱动电流和/或者配置不同镀膜和/或配置不同发光孔径来增加所述vcsel激光光源的线宽的方式,以缓解甚至消除所述vcsel激光光源易出现干涉的现象。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理,但是,需要指出的是,在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制,不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外,上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用,而非限制,上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的,可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇,指“包括但不限于”,且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”,且可与其互换使用,除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”,且可与其互换使用。

还需要指出的是,在本申请的装置、设备和方法中,各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的,并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此,本申请不意图被限制到在此示出的方面,而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的优势已经给出了以上描述。此外,此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例,但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

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