[发明专利]固有安全的包括垂直腔表面发射激光器的激光器布置结构

说明书

本发明描述一种包括被布置为能够发射激光(150)的至少一个垂直腔表面发射激光器的激光器布置结构，所述至少一个垂直腔表面发射激光器包括第一电极(100)、半导体基体(101)、第一分布布拉格反射器(110)、有源层(115)、第二分布布拉格反射器(120)和第二电极(125)，其中，有源层(115)夹置在第一分布布拉格反射器(110)与第二分布布拉格反射器(120)之间，其中，第一电极(100)和第二电极(125)被布置为能够提供跨过有源层(115)的电流以产生激光(150)，其中，激光器布置结构包括被布置为能够增大激光(150)的激光发射角(156)以增大激光器布置结构的眼睛安全性的光学结构(140)，其中，所述光学结构(140)是激光器布置结构的半导体层结构的集成部分。本发明还描述包括这样的激光器布置结构的照明装置和制造这样的激光器布置结构的方法。

技术领域

本发明涉及一种固有安全的包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL：VerticalCavity Surface Emitting Laser)的激光器布置结构、一种包括这样的激光器布置结构的照明装置和一种制造所述激光器布置结构的方法。

背景技术

包括VCSEL或VCSEL阵列的激光器布置结构可用作红外照明装置。例如，在使用短脉冲时，VCSEL阵列被应用在飞行时间应用中。例如，这样的应用包括用于便携式装置的近程手势识别和3D空间识别。对于这样的应用，讨论了大约1mm²的面积、具有在1W至10W范围内的输出功率的VCSEL阵列。照明的特定场由应用(例如，飞行时间相机观测，例如，70°×50°的飞行时间相机观测)限定。VCSEL阵列的常规发射图案以例如20°圆锥形旋转对称。

激光器安全性、尤其是在激光器布置结构包括在消费品中的情况下的激光器安全性是至关重要的，以增大消费者接受度并满足安全条例。尤其必须避免的是：可能以简单的方式绕过激光器安全措施，例如，可能以通过操作激光器布置结构的简单方式绕过激光器安全措施。

US 2007/0103643A1在这方面公开了一种激光源单元，其中，当激光器被从底座等取出时，其激光器一定被呈现为不能发光。激光源单元包括激光源部、固定件、中断器件，其中，激光源部具有光振荡部，所述光振荡部发射光，固定件固定激光源部，中断器件在从固定件移除激光源部的移动的同时中断用于向激光源部中的激光振荡部提供电流的电流路径。

US 2007/0071056A1公开了通过以下方式进行激光测距和检测：从垂直腔表面发射激光器(VCSEL)结构顺序发射多个光束，通过光学元件对波束重定向而使得光束在视域上扇出，并检测可由视域中的对象反射的任意光束。这样的对象的距离和方位可从光束飞行时间和光束角度来确定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固有安全得到提高的包括VCSEL的激光器布置结构。

在独立权利要求中描述了本发明。在从属权利要求中描述了或在之后的说明书部分中描述了优选实施例。

根据第一方面，提供了一种包括被布置为能够发射激光的至少一个垂直腔表面发射激光器的激光器布置结构。所述至少一个垂直腔表面发射激光器包括第一电极、半导体基体、第一分布布拉格反射器、有源层、第二分布布拉格反射器和第二电极。有源层夹置在第一分布布拉格反射器与第二分布布拉格反射器之间。第一电极和第二电极被布置为能够提供跨过有源层的电流。激光器布置结构包括被布置为能够增大激光的激光发射角以增大激光器布置结构的眼睛安全性的光学结构。所述光学结构是激光器布置结构的半导体层结构的集成部分。激光器布置结构的半导体层结构可选地还可包括其他支持功能元件、如上述电极、反射器、有源层等的功能的半导体层。