[发明专利]包括窄光束发散半导体源的结构化光投射系统

说明书

包括窄光束发散半导体源的结构化光投射系统。结构化光投射器系统包括：窄光束发散半导体源阵列；以及投射透镜，其可操作以产生窄光束发散半导体源阵列的图像。窄光束发散半导体源中的每个可包括延伸长度镜，其有助于抑制或多个纵向模式和/或横向模式，以使得光束发散和/或发射光谱宽度大体上减小。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月28日提交的美国临时专利申请号62/611,159的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及窄光束发散半导体源及它们到结构化光投射系统中的合并。

背景技术

结构化光投射系统可用于例如获得场景中物体的深度及表面信息。这种系统有时使用诸如垂直腔面射型激光器(VCSEL)的发光装置。垂直腔面射型激光器(VCSEL)是可以例如从其顶面垂直发射高效率光束的基于半导体的激光器二极管。在VCSEL中，通常需要高反射率镜。高反射率镜可实施为例如由半导体或介电材料制成的分布式布拉格反射器(DBR)(例如交替高折射率及低折射率的四分之一的波厚层)。为了使用合理的层数来实现高反射率，提供了高对比折射率(例如高对比度DBR)。然而，使用高对比度DBR可能会产生宽阻带且在具有长内部单体腔的VCSEL的情况下，这会允许多个纵向模式产生激光。在一些应用中，纵向模式可能会引起不期望或不稳定的操作(例如，在功率-电流曲线图中的“弯折”；模式跳跃)。

发明内容

本公开描述了窄光束发散半导体源及它们到结构化光投射系统中的合并。

例如，在一个方面中，一种结构化光投射器包括窄光束发散半导体源阵列，阵列内的每个窄光束发散半导体源可操作以产生具有大体上窄的光束发散及大体上均匀的光束强度的光束。多个电接点可操作以将电流引导至窄光束发散半导体源阵列。投射透镜可操作以产生窄光束发散半导体源阵列的图像。

每个窄光束发散半导体源可包括延伸长度镜(有时亦指称混合镜)，其可有助于抑制一个或多个纵向模式和/或横向模式，使得光束发散和/或发射光谱宽度大体上减小。

一些实施方式包括以下特征的一个或多个。例如，每个窄光束发散半导体源可包括光学谐振腔，其包括具有第一侧及第二侧的高反射镜、具有第一侧及第二侧的延伸长度镜及有源区域。高反射镜及延伸长度镜可设置在有源区域的远端侧上，使得高反射镜的第一侧耦合至有源区域的第一侧且延伸长度镜的第一侧耦合至有源区域的第二侧，有源区域的第二侧与有源区域的第一侧相对。电接点可操作以将电流引导至有源区域。延伸长度镜及高反射镜可操作以抑制一个或多个纵向模式和/或横向模式。在一些实施方式中，仅一个纵向模式产生激光。

阵列可包括窄光束发散半导体源的各种类型中的任何一个，其包括例如VCSEL、VECSEL、LED及RC-LED及边射型激光器，诸如下文将更详细描述的。

通过以下详细描述、附图及权利要求，其他方面、特征及各种优点将变得显而易见。

附图说明

图1示出了顶部发射VCSEL结构的一个示例。

图2示出了顶部发射VCSEL结构的另一示例。

图3示出了底部发射VCSEL结构的一个示例。

图4示出了VECSEL结构的一个示例。

图5示出了LED结构的一个示例。

图6示出了RC-LED结构的一个示例。

图7示出了边射型激光器的一个示例。

图8示出了结构化光投射系统的一个示例。

具体实施方式