[发明专利]一种激光熔接的DOE元件及其封装方法

说明书

本发明公开一种激光熔接的DOE封装方法，包括叠放的第一单片和第二单片，且至少有一单片具有微结构区域的DOE；所述的第一单片和第二单片间夹设有环绕所述微结构区域的隔圈，所述隔圈、第一单片和第二单片的材质相同；利用激光光束沿所述隔圈的路径做激光熔接，实现第一单片和第二单片的封装。相较于现有技术，本发明的封装方法更稳定、更可靠，同时降低了物料使用成本。本发明还公开一种利用上述DOE封装方法制备的DOE元件。

技术领域

本发明涉及衍射光学器件DOE，尤其涉及一种激光熔接的DOE元件及其封装方法。

背景技术

3D成像装置在市场上已经开始应用于一些电子消费产品，如体感游戏的动作识别、新一代iphone X的结构光3D人脸识别。3D成像装置可以大大地丰富用户的体验，提升产品竞争力，尤其是3D人脸识别，相对于2D的人脸识别，由于增加了一维的信息，在体验和安全性等方面是后者无法比拟的。相对于传统的生物识别，如指纹识别，3D人脸识别的可靠性和安全性要高出一个台阶。

3D成像装置主要包括激光投射模块、图像接收模块、处理运算模块，其中衍射光学器件DOE被广泛应用于激光投射模块，例如，激光投射模块应用在3D结构光模组中，投影出特定图案，再配合图像接收模块(例如摄像头)和特定的算法，可以实现对三维场景的精准建模，因此可以用来做手势识别、体势识别、三维场景建模以及人脸识别。

衍射光学元件(DOE)由于其特殊的光学性能，应用在激光投射模块中时，可以使得投射模块在投射出相同效果图案的同时，能降低投影器的尺寸，减少生产成本，这就使得3D成像装置应用在便携式移动终端，例如智能手机，成为实际可行。

一般来讲，DOE是一种相对复杂的微纳无源光学器件，它可以实现对单光束的分裂，即一束光通过DOE后会被分裂成若干束光，DOE大体可以被分为两类，一类是振幅型，一类是相位型，由于振幅型DOE会对光能造成损失，且当DOE的微结构尺寸要求非常精细时不易制造，因此当前广泛使用的是相位型DOE。其中相位型DOE按微结构的排布又可以分成周期型和随机型，其中周期性的DOE的微结构有重复性的排布；而随机型的DOE微结构的排布没有一定规律。

无论何种DOE，当其微结构遭到破坏，或者DOE表面附近的物理或者化学环境改变时，光束经过DOE时的衍射被破坏，造成光束无法按照预设的方式分离成若干束，功能发生失效，而且会使得某一出射光束的能量变强，一般是零级衍射光束变强，所以在针对人等生物的应用中可能会造成伤害，例如过强的光能量会导致视网膜烧伤。因此，一个稳定的、可靠的DOE封装方法对DOE微结构的保护至关重要，传统的DOE封装方法利用树脂类的胶水来密封DOE的微结构区域，虽然具备一定的保护作用，但随着时间推移以及用户使用环境的不断变化，树脂胶会发生老化，粘结能力下降，封装会出现缝隙甚至胶水直接脱落，导致环境中的水汽、粉尘进入DOE微结构区域，致使其发生功能失效且引起潜在安全问题。同时，树脂类胶水的使用，也会增加DOE封装过程的物料成本。因此，一个稳定的、可靠的、低成本的DOE封装方法成为业界急需解决的问题。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种激光熔接的DOE封装方法，使得DOE的封装更稳定、更可靠，同时降低了物料使用成本。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种激光熔接的DOE封装方法，包括叠放的第一单片和第二单片，且至少有一单片具有微结构区域的DOE；

所述的第一单片和第二单片间夹设有环绕所述微结构区域的隔圈；

利用激光光束沿所述隔圈的路径做激光熔接，实现第一单片和第二单片的封装。