、“向上，，、“向下”、“前”、“后”、“左”或“右”并非旨在具有限制性。在此应用于数值的术语“约”通常意指位于产生该数值的设备的公差范围内，或者，在一些示例中意指加减10%或加减5%或加减I%，除非另外特别说明。而且，在此使用的术语“基本(上)”意指“主要地”，或者“几乎所有”，或者“所有”，或者具有例如约51 % -约100 %范围内的量。此外，在此的示例旨在仅为示例性的并且仅用于讨论的目的而非限制性的。
[0028]图2例示了根据在此描述的原理的示例的高对比度光栅(HCG)光电子设备100的剖视图。根据一些不例，HCG光电子设备100被配置为发射光束102。光束102可被聚焦。例如，聚焦光束102可要么作为基本校准的光束发射、要么作为在距HCG光电子设备100预定距离处具有焦点和光斑尺寸的光束发射。焦点可对应于光纤104的端部，例如，如图2所示。在另一些示例中，HCG光电子设备100可被配置为聚焦入射到HCG光电子设备100上的光102。而且，HCG光电子设备100可被配置为检测所聚焦的入射光102。在又一些示例中，HCG光电子设备100可被配置为既发射又检测光102(例如，可既包括光源又包括光电检测器)。在再一些示例中(图2中未示出)，HCG光电子设备100可被配置为既聚焦光束102又以预定角度倾斜光束102。具体地，HCG光电子设备100可沿离轴方向(未示出)发射光和/或检测来自离轴方向的光。在图2中，使用虚线例示光束102。
[0029]根据各种不同示例，HCG光电子设备100的基板106对于光102是基本透明的，并且可被配置为用于通过使用所谓的倒装芯片贴附方式贴附到临近于基板106的第一表面或“前”侧或“前”表面的载体或母板上。具体地，根据各种不同示例，基板106对于光电子设备100的可操作波长的光102是基本透明的。而且，根据各种不同示例，为了支持倒装芯片贴附，基于高对比度光栅的光电子设备100被配置为通过基板106的与前表面相对的、第二表面或“后”侧或后表面来发射光102和/或接收入射光102。根据各种不同实施例，光102可以轻易穿过基本透明的基板106，并且在光电子设备100的可操作波长具有较小的光损耗。根据各种不同示例，用于使HCG光电子设备100互相连接并且对其供电的电触头或衬垫及其他电路元件(图2中未示出)可设置在HCG光电子设备100的前表面上以利于倒装芯片贴附。
[0030]HCG光电子设备100包括光电子装置110。根据各种不同示例，光电子装置110在HCG光电子设备100的基板106的前表面上。在一些示例中，光电子装置110被配置为通过基板106发射光102，并且光102从后表面出射。在一些不例中，光电子装置110被配置为检测从后表面通过基板的光102。在一些示例中，光电子装置110被配置为通过后表面既发射光102、又检测光102。具体地，根据各种不同示例，光电子装置110可包括在基板106的前表面处的一个或多个光电子层，光电子层被配置为发射光102和/或检测光102。
[0031]根据一些示例，所发射或检测的光102可具有在约650nm和约1600nm之间或更大的可操作波长。例如，光102的波长可在约850nm和约980nm之间。在另一示例中，光102的波长可在约980nm和约IlOOnm之间。在又一示例中，光102的波长可在约1500nm和约1600nm之间。在其他示例中，由HCG光电子设备100发射和/或检测的光可具有除了约650nm和约1600nm之间的可操作波长之外的其他可操作波长。
[0032]在一些不例中，光电子装置110为或包括背射式垂直腔表面发射激光器(BE-VCSEL) 110。例如，BE-VCSEL 110可以以多个光电子层的形式被提供(例如，制造)在基板106的前表面中。该多个光电子层可包括但不限于各种不同的分布式布拉格反射(DBR)层以及构成BE-VCSEL的异质结(例如，量子阱)的层。根据各种不同示例，各种不同的光电子层可外延生长在、沉积在、附着在或者以其他方式提供在基板106内，位于或临近于前表面。
[0033]根据一些示例，基板106可为包括半导体材料的BE-VCSEL基板，半导体材料例如但不限于砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)。例如，在基于GaAs的BE-VCSEL中，DBR光电子层可包括交替的GaAs层和砷化铝镓(AlGaAs)层，而光电子层的发光区域(例如，量子阱和约束层)可包括例如GaAs、AlGaAs和砷化铟镓(InGaAs)。例如，基于InP的BE-VCSEL可采用InP基板106，并且使用交替的铝镓砷化铟(AlGaInAs)和InP层充当DBR光电子层。在另一些示例中，基板106可包括介电材料，例如但不限于玻璃。
[0034]在另一些示例中，BE-VCSEL 110可包括贴附到基板106的前表面的VCSEL芯片或晶片。例如，包含多个光电子层的VCSEL芯片或晶片可通过晶片键合而贴附到该前表面上。根据各种不同示例，所贴附的VCSEL被配置为通过基板106朝向后表面发射光102，并且因此其在被贴附时是BE-VCSEL 110。例如，VCSEL芯片或晶片可包括但不限于半导体材料，比如GaAs、InP、AlGaAs和InGaAs JCSEL芯片或晶片可被晶片键合到用于充当基板106的其他材料上。例如，可使用除GaAs和InP之外的材料作为基板106并且将VCSEL芯片或晶片晶片键合到该基板106上，上述材料例如但不限于硅(Si)和玻璃。在一些示例中，基板106和VCSEL芯片或晶片可包括基本相同的材料。在另一些示例中，光电子装置110可为另一发光光电子装置110，包括但不限于被配置为朝向基板106的后表面发射光102的发光二极管(LED)。
[0035]根据一些示例，光电子装置110包括光电检测器110。例如，光电检测器110可为光电二极管110。光电二极管110可被配置为从后表面通过基板106被照射。而且，被照射的光电二极管110可被配置为检测例如从后表面穿过基板106到达前表面的光102。根据各种不同示例，光电二极管110可设置在基板106的前表面中或上(例如，作为基板106上的沉积层，或者基板106中以不同方式掺杂的区域)。在另一些示例中，光电检测器110可为任意各种各样的可用于检测光102的其他装置，包括但不限于有源像素传感器、电荷耦合装置、光电导元件、光电晶体管和光伏电池。
[0036]再次参照图2，HCG光电子设备100还包括高对比度光栅(HCG)透镜WO13HCG透镜120临近于基板106的后表面并且被配置为聚焦光102。具体地，当光电子装置110被配置为发射光102时，HCG透镜120被配置为聚焦所发射的光102。例如，当光电子装置110是BE-VCSEL110时，由HCG透镜120聚焦的光120是BE-VCSEL 110的激光辐射。在一些示例中，HCG透镜120可校准BE-VCSEL 110的激光辐射。在另一些示例中，HCG透镜120可将BE-VCSEL 110的激光辐射聚焦到(例如，光纤的)孔上。另一方面，当光电子装置110被配置为检测光102(例如，光电二极管)时，HCG透镜120可被配置为将光102聚焦到光电子装置110的有源区上。例如，HCG透镜120可从(例如，光纤的)孔接收光102，并且将光102聚焦到光电二极管有源区上。在一些示例中，HCG透镜120是一维(1-D)透镜。在另一些示例中，HCG透镜120是二维(2-D)透镜。
[0037]如图2所示，HCG透镜120可包括临近于基板106的后表面并与后表面间隔开的HCG层122。在各种不同示例中，HCG层122可为例如但不限于S1、GaAs、Inp和其他半导体材料之类的材料的悬浮层。例如，HCG层122可包括但不限于非晶S1、多晶Si或碳化硅(SiC)的悬浮层。
[0038]根据各种不同示例，HCG层122可通过间隔层或间隔物124而从基板106的后表面悬浮或者与基板106的后表面间隔开。间隔层或间隔物124充当将HCG层122与基板后表面分离的支架(standoff)。而且，间隔层或间隔物124可包括HCG透镜120与基板106之间的腔126(例如，充气腔)。例如，包括非晶Si的HCG层122可通过包括二氧化硅(S12)的间隔物124而与基板后表面间隔开。例如，可使用微电机系统(MEMS)制造技术、由充当牺牲层的S12层来形成该Si O2间隔物124，从而使HCG层122的包括该H