一种激光模块的制作方法

1.本实用新型属于半导体发光技术领域，具体而言，涉及一种激光模块。


背景技术：

2.半导体光源因为具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度等各方面的优点，被广泛的应用于各种照明设备、探测设备、激光雷达系统和各种电子设备等领域。目前常见的几种光源主要包括边发射激光器(eel)、垂直腔面发射激光器(vcsel)、固体激光器以及光纤激光器等。
3.谐振器与半导体基板平行地形成，并且光从劈开的侧面发射，具有这种结构的半导体激光器通常被称为边缘发射激光器（eel激光器），例如dfb、dbr、fb激光器都属于eel激光器。另一方面，具有垂直于半导体基板表面发射光的结构的激光器被称为表面发射激光器（sel），例如 vcsel激光器。eel激光器与vcsel激光器相比，具有工艺简单，发射功率高，使用范围更广泛的优点。附图5为eel发光芯片的出光示意图，eel发光芯片为侧边发光且远场光斑为椭圆光斑。为了使eel激光器在垂直出光的应用场景中使用，现有技术通常通过改变eel激光器的安装方向来改变出光方向。具体说来，固定有eel发光芯片的基板固定于封装铜管的侧壁，安装时将铜管竖向安装，使eel激光器的侧边朝上，以满足垂直出光的要求。存在的问题，竖向安装占用空间较大，且稳固性不好，精准度不高，无法满足应用场景要求。
4.基于上述，目前要解决的问题：通过光学透镜改变eel发光芯片的出光方向，同时增加整体结构的稳定性和精准度。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种激光模块，旨在解决现有技术中，如何改变eel激光器的出光方向，并保证整体结构稳定、精准度高和提高光能利用率。
6.本实用新型是这样实现的一种激光模块，包括eel发光芯片和设置于所述eel发光芯片的发光面一侧的棱镜模组；
7.所述棱镜模组包括至少1个棱镜，所述棱镜包括靠近所述eel发光芯片用于输入光线的第一光学界面和背离所述eel发光芯片用于输出光线的第二光学界面；所述第一光学界面和所述第二光学界面为与所述eel发光芯片的光轴（x）呈一定夹角的平面或者曲面。
8.进一步的，所述第一光学界面和所述第二光学界面直接连接或者通过过渡界面连接。
9.进一步的，所述第一光学界面和所述第二光学界面设为平面，所述第一光学界面和所述第二光学界面之间的夹角为锐角。
10.进一步的，所述棱镜模组包括2个以上所述棱镜，多个所述棱镜沿光折射路径方向上依次设置，前一个所述棱镜的第二光学界面与后一个所述棱镜的第一光学界面对应靠近设置。
11.进一步的，多个所述棱镜依次连接且一体成型，或者所述棱镜独立成型且通过固
定支架顺序连接。
12.进一步的，所述棱镜的两端设有端面，所述eel发光芯片对应两个所述端面的中间与所述第一光学界面间隔设置。
13.进一步的，还包括基板，所述eel发光芯片和所述棱镜模组设于所述基板上。
14.进一步的，所述eel发光芯片的出光孔至所述基板的上表面的垂直距离，不超过靠近所述eel发光芯片的第一光学界面最高点至所述基板的上表面的垂直距离的2/3。
15.进一步的，还包括用于调整所述eel发光芯片的入射光的入射高度的垫高焊板，所述垫高焊板设于所述基板上，所述eel发光芯片设于所述垫高焊板上。
16.进一步的，还包括用于连接所述eel发光芯片与所述基板的连接线。
17.与现有技术相比，本实用新型提供的激光模块具有如下有益效果：
18.一、本实用新型在eel发光芯片的发光面一侧设置具有折射作用的棱镜模组。棱镜模组包括至少1个棱镜，棱镜包括输入光线的第一光学界面和输入光线的第二光学界面。eel发光芯片发出的光入射第一光学界面发生折射，后到达第二光学界面进一步发生折射后出射，从而改变入射光的行进方向。参照图4，eel发光芯片的入射光的光轴x与eel发光芯片的上表面平行，经棱镜模组作用后出射光的光轴与eel发光芯片的上表面呈一定夹角，角度大于0，从而实现了改变eel发光芯片的出光方向的效果。棱镜模组可设置多个棱镜，通过多次折射达到预设角度，精准度高且光能利用率高。本实用新型的激光模块整体结构简单合理稳固，在出射光的光轴方向占用空间少，进一步保证出光的精准度。
19.二、第一光学界面和第二光学界面均为与eel发光芯片的光轴呈一定夹角的平面或者曲面。第一光学界面和第二光学界均为平面时，二者的夹角优选为锐角。光入射至具有一定倾斜度的第一光学界面，光由光疏介质进入光密介质发生折射；光经折射后入射至具有一定倾斜度的第二光学界面，光由光密介质进入光疏介质，进一步发生折射。通过棱镜的面形和位置设置，满足了折射方向和角度的要求，出光效果好。多个棱镜为相互连接的一体设置，结构稳定、易于制作，前一个棱镜的第二光学界面与后一个棱镜的第一光学界面对应靠近设置。光依次经过多个棱镜的折射作用，逐步加大偏离原光轴x的角度，最终的出射光的光轴与eel发光芯片垂直或者呈一定的角度，角度大于0度。多个棱镜的设置还可充分利用光能。
20.三、eel发光芯片对应两个端面的中间与第一光学界面间隔设置。eel发光芯片的出光孔至基板的上表面的垂直距离l，不超过靠近eel发光芯片的第一光学界面最高点至基板的上表面的垂直距离h的2/3。eel发光芯片的放置位置保证了eel发光芯片发出的光能充分被利用，避免浪费。
21.四、本实用新型还在eel发光芯片与基板之间设有用于调整eel发光芯片的入射光的入射高度的垫高焊板，易于实现理想出光效果。
附图说明
22.图1是本实用新型提供的激光模块的立体结构示意图；
23.图2是本实用新型提供的激光模块的俯视图；
24.图3是本实用新型提供的图2 的a-a方向剖视结构示意图；
25.图4是本实用新型提供的激光模块的光路图；
26.图5是现有技术的eel发光芯片的出光示意图；
27.图中:1-eel发光芯片；2-棱镜模组；21-棱镜；211-第一光学界面；212-第二光学界面；213-端面；3-基板；4-垫高焊板；5-连接线；x-光轴。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。
30.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
31.参照图1-4所示，为本实用新型提供的较佳实施例。
32.参照图1-2，激光模块包括eel发光芯片1和设置于eel发光芯片1的发光面一侧的棱镜模组2。通过棱镜模组2的折射作用改变eel发光芯片1的入射光的行进方向。棱镜模组2包括至少1个棱镜21，棱镜21包括靠近eel发光芯片1用于输入光线的第一光学界面211和背离eel发光芯片1用于输出光线的第二光学界面212。第一光学界面和第二光学界面212为平面或者曲面。第一光学界面211和第二光学界面212与eel发光芯片1的光轴x呈一定夹角，夹角大于0度。
33.参照图4，eel发光芯片1发出的光经第一光学界面211发生折射，在棱镜21内向eel发光芯片1的上方并与eel发光芯片1呈一定角度方向传播，到达第二光学界面212再次发生折射，进一步向eel发光芯片1的上方并与eel发光芯片1呈一定角度方向出射。入射光的光轴x与eel发光芯片1平行，经棱镜21折射后出射光的光轴与eel发光芯片1呈一定角度出射，角度大于0度。
34.进一步的，第一光学界面211和第二光学界面212直接连接或者通过过渡界面连接。优选地，第一光学界面211和第二光学界面212为平面时，第一光学界面211和第二光学界面212的夹角为锐角。夹角的度数根据出光效果进行适应性调整。优选地，第二光学界面212垂直eel发光芯片1的光轴x设置，多个棱镜21沿光折射路径方向依次平行、间隔设置。
35.棱镜模组2包括2个以上棱镜21，多个棱镜21沿光折射路径方向上依次连接且一体成型；或者多个棱镜独立成型且通过固定支架顺序连接。结构稳定，易于制造。前一个棱镜21的第二光学界面212与后一个棱镜21的第一光学界面211对应靠近设置。优选地，前一个棱镜21的第二光学界面212的上端边缘与后一个棱镜21的第一光学界面211的上端边缘连接，棱镜模组2的截面的一侧呈锯齿状。光依次经过多个棱镜21的折射作用，逐步加大偏离原光轴x的角度，最终的出射光的光轴与eel发光芯片1呈一定的角度，角度大于0度。多个棱镜21的设置还可充分利用光能。棱镜21数量的根据出射角度和效果可进行适用性调整。棱镜21的两端设有端面213，eel发光芯片1对应两个端面213的中间并与第一光学界面211间
隔设置，保证eel发光芯片1的出射光可充分照射至棱镜21，出光效果完整，避免光能浪费。
36.进一步优化，将eel发光芯片1和棱镜模组2固定于基板3上。参照图3，eel发光芯片1的出光孔至基板3的上表面的垂直距离l，不超过靠近eel发光芯片1的第一光学界面211最高点至基板3的上表面的垂直距离h的2/3。保证了eel发光芯片1发出的光被充分利用，避免光能浪费。
37.为了使eel发光芯片1放置在理想位置，在eel发光芯片1和基板3之间设置垫高焊板4。通过垫高焊板4的高度调整eel发光芯片1的入射光的入射高度。还包括用于连接所述eel发光芯片1与基板3的连接线5。整个结构稳固、出光精准。
38.不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种激光模块，其特征在于，包括eel发光芯片（1）和设置于所述eel发光芯片（1）的发光面一侧的棱镜模组（2）；所述棱镜模组（2）包括至少1个棱镜（21），所述棱镜（21）包括靠近所述eel发光芯片（1）用于输入光线的第一光学界面（211）和背离所述eel发光芯片（1）用于输出光线的第二光学界面（212）；所述第一光学界面（211）和所述第二光学界面（212）为与所述eel发光芯片（1）的光轴（x）呈一定夹角的平面或者曲面。2.如权利要求1所述的激光模块，其特征在于，所述第一光学界面（211）和所述第二光学界面（212）直接连接或者通过过渡界面连接。3.如权利要求1所述的激光模块，其特征在于，所述第一光学界面（211）和所述第二光学界面（212）设为平面，所述第一光学界面（211）和所述第二光学界面（212）之间的夹角为锐角。4.如权利要求1所述的激光模块，其特征在于，所述棱镜模组（2）包括2个以上所述棱镜（21），多个所述棱镜（21）沿光折射路径方向上依次设置，前一个所述棱镜（21）的第二光学界面（212）与后一个所述棱镜（21）的第一光学界面（211）对应靠近设置。5.如权利要求4所述的激光模块，其特征在于，多个所述棱镜（21）依次连接且一体成型，或者所述棱镜（21）独立成型且通过固定支架顺序连接。6.如权利要求1所述的激光模块，其特征在于，所述棱镜（21）的两端设有端面（213），所述eel发光芯片（1）对应两个所述端面（213）的中间与所述第一光学界面（211）间隔设置。7.如权利要求1-6中的任何一项所述的激光模块，其特征在于，还包括基板（3），所述eel发光芯片（1）和所述棱镜模组（2）设于所述基板（3）上。8.如权利要求7所述的激光模块，其特征在于，所述eel发光芯片（1）的出光孔至所述基板（3）的上表面的垂直距离，不超过靠近所述eel发光芯片（1）的第一光学界面（211）最高点至所述基板（3）的上表面的垂直距离的2/3。9.如权利要求7所述的激光模块，其特征在于，还包括用于调整所述eel发光芯片（1）的入射光的入射高度的垫高焊板（4），所述垫高焊板（4）设于所述基板（3）上，所述eel发光芯片（1）设于所述垫高焊板（4）上。10.如权利要求7所述的激光模块，其特征在于，还包括用于连接所述eel发光芯片（1）与所述基板（3）的连接线（5）。

技术总结
本实用新型涉及半导体发光技术领域，公开了一种激光模块，包括EEL发光芯片和设置于EEL发光芯片的发光面一侧的棱镜模组。棱镜模组包括至少1个棱镜，棱镜包括靠近EEL发光芯片用于输入光线的第一光学界面和背离EEL发光芯片用于输出光线的第二光学界面。第一光学界面和第二光学界面为与EEL发光芯片的光轴呈一定夹角的平面或者曲面。第一光学界面和第二光学界面直接连接或者通过过渡界面连接。本实用新型通过棱镜模组的折射作用，使出射光的光轴与EEL发光芯片的上表面呈一定夹角，实现改变出光方向的效果。棱镜模组设置多个棱镜，通过多次折射达到预设角度，精准度高且光能利用率高。本实用新型的整体结构合理稳固，在出射光的光轴方向占用空间少。方向占用空间少。方向占用空间少。


技术研发人员：黄伟 曹宇星 汪洋 李向阳
受保护的技术使用者：深圳循光科技有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/8/9