用于产生光屏障的设备的制作方法

本发明涉及用于产生光屏障的设备，该设备具有带有至少一个vcsel和反射器的激光单元。

背景技术：

技术实现思路

1、提出了提供用于产生光屏障的设备，该设备具有：激光单元，其具有至少一个vcsel、与vcsel相关联的光电二极管和反射器，其中，反射器反射由vcsel发射的光，使得由此产生的光反射被光电二极管接收并且产生探测信号，从该探测信号中减去直流信号分量，从而提供探测信号的交流分量作为评估信号，该评估信号具有比探测信号高的信噪比，使得连接至vcsel的分析处理装置能够探测到光反射的中断。

2、这产生在交流分量中可识别的强信号。

3、特别地，如果产生的光反射穿透到vcsel中并且产生进一步放大探测信号的自混合干涉，则也可能存在自混合干涉。

4、如果对象中断了光屏障，则在vcsel中不会发生自混合干涉，因为光反射无法穿透vcsel。如果与未受干扰的自混合干涉相比，当光穿过透明对象时基于光反射的自混合干涉发生变化，则也可以以这种方式探测透明对象。为此，分析处理装置可以如此设置：所述分析处理装置识别这种变化并将其解释为被透明对象中断。可以使用傅里叶算法来进行评估。

5、vcsel(垂直腔面发射激光器)是表面发射器，与其中光从芯片的一个或两个边缘发射的边缘发射激光二极管相比，vcsel是其中光从发射区域垂直于半导体芯片的平面发射的激光二极管。vcsel由以堆叠设计的方式的层构成。在这方面，vcsel具有由两个布拉格镜产生的腔，在两个布拉格镜之间布置有有源光子发射层。

6、本发明的有利实施方式和进一步扩展方案通过从属权利要求中指定的措施而成为可能。

7、有利地，vcsel与光电二极管相关联，该光电二极管集成到vcsel的结构中。在这方面，光电二极管被集成到vcsel所基于的层堆叠中。这使得能够进行vcsel和光电二极管的紧凑设计，这可以在联合制造过程中产生。

8、优选地，光电二极管可以集成在vcsel内的驻波的波节(knoten)与同波节相邻的极值之间。在vcsel的腔内形成激光的驻波。在自混合干涉的情况下，该波干扰反射光。光电二极管可以位于第一布拉格镜处，该第一布拉格镜比第二布拉格镜更远离发射区域。此处，可以探测到驻波的变化，例如其表现为波的拍频(schwebung)。

9、在这方面以及在进一步的扩展方案中，在vcsel中可以集成有多个光电二极管，其中，光电二极管的信号彼此相减。例如，一个光电二极管也可以位于波节的区域中，而另一光电二极管位于波腹即极值的区域中。

10、特别地，反射器可以是所谓的后向反射器。反射器可以以类似猫眼的方式配备有背反射棱镜或球体。镜或反射片也可以是反射器的一部分。

11、特别优选地在反射器与vcsel之间布置光束偏转元件。光束偏转元件可以是镜或棱镜，其将射出进入光束偏转元件中的光相对于入射光偏转一定的角度例如90°。这使得可以仅使用一个激光单元和一个反射器来构建光屏障，其具有不同于简单的直线的几何形状。

12、为了实现可能最长的光屏障，可以在vcsel与反射器之间布置光学元件，该光学元件对光进行准直或聚焦。

13、为了实现紧凑的设计，vcsel可以是底部发射器，其中，光学元件附接至vcsel，使得光穿过光学元件。在底部发射器的情况下，发射区域位于vcsel的后侧，使得光穿过vcsel的基板并且被发射。光学元件可以作为单独的元件接合至vcsel的后侧，或者由底部发射器的基板形成。

14、激光单元具有多个vcsel，所述多个vcsel沿定义的几何形状布置。这使得vcsel能够根据支持设备的功能的几何形状来布置。例如，几何形状可以是圆形形状，其中，vcsel沿圆形形状以彼此相等的距离布置。

15、此处，反射器可以执行运动，使得并非所有vcsel都同时表现出自混合干涉。仅照射反射器并且其光被反射到vcsel的腔内的vcsel表现出自混合干涉。在这方面，通过运动反射vcsel的一部分的激光，所述激光沿其轨迹照射反射器。

16、反射器具有比几何形状的反射器表面小的反射器表面。几何形状具有尺寸。几何形状的至少一个尺寸小于反射器表面的一个尺寸，使得沿几何形状的尺寸，反射器表面不完全覆盖几何形状。换句话说，vcsel的一部分在几何形状上发射从反射器表面旁边经过(vobei)。运动可以表示反射器的旋转。

17、在另一示例性实施方式中，反射器表面以线的方式成形，其中，反射器表面从旋转的中心径向延伸。反射器表面以同步旋转的方式旋转。优选地，仅来自单个vcsel的光被反射器表面反射。

18、优选地，旋转的中心和几何形状的圆形形状的中心位于与旋转轴线重合的公共轴线上。

19、有利地，至少一个vcsel连接至驱动装置，该驱动装置产生vcsel的脉冲运行。

20、应当理解，上面具体说明的特征和下面要说明的特征不仅可以以指定的组合使用，而且还可以以其他组合使用。因此，任何示例性实施方式中的光可以是脉冲的和/或频率调制的。实施方式中的每一个可以具有至少一个光学元件和/或光束偏转器。

21、本发明的每个实施方式可以用所谓的顶部发射器和/或底部发射器来实现。

22、本发明的范围仅由权利要求限定。

23、下面参照附图基于示例性实施方式对本发明进行更详细的说明。以下说明中的方向指示应根据附图的阅读方向来理解。

1.一种用于产生光屏障(12)的设备(10)，所述设备具有激光单元(14)，所述激光单元具有至少一个vcsel(16)和光电二极管(24)和反射器(18)，其中，所述反射器(18)反射由所述vcsel(16)发射的光(20)，使得由此产生的光反射(22)被所述光电二极管(24)接收并且产生探测信号，从所述探测信号中减去直流信号分量(51)，从而提供交流分量(50)作为评估信号，所述评估信号具有比所述探测信号高的信噪比，使得如果不存在自混合干涉，则连接至所述vcsel(16)的分析处理装置(23)能够探测到所述光反射(22)的中断。

2.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，所述光(20)穿透到所述vcsel(16)中并且产生自混合干涉。

3.根据权利要求2所述的设备(10)，其特征在于，所述光电二极管(24)集成在所述vcsel(16)内的驻波的波节与同所述波节相邻的极值之间。

4.根据权利要求2或3所述的设备(10)，其特征在于，在所述vcsel(16)中集成有多个光电二极管(24)，其中，所述光电二极管(24)的信号彼此相减。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述反射器(18)是所谓的后向反射器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，在所述反射器(18)与所述vcsel(16)之间布置有光束偏转元件(26)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，在所述vcsel(16)与所述反射器(18)之间布置有光学元件(32)，所述光学元件将所述光(20)准直或聚焦。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述vcsel(16)是底部发射器，其中，光学元件(32)附接至所述vcsel(16)，使得所述光(20)穿过所述光学元件(32)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述激光单元(14)具有多个vcsel(16)，所述多个vcsel沿定义的几何形状(34)布置。

10.根据权利要求9所述的设备(10)，其特征在于，所述几何形状(34)是圆形形状(35)，其中，所述vcsel(16)沿所述圆形形状(35)以彼此相等的距离布置。

11.根据权利要求9或10所述的设备(10)，其特征在于，所述反射器(18)执行运动(40)。

12.根据权利要求11所述的设备(10)，其特征在于，所述反射器(18)具有小于所述几何形状的反射器表面(42)，其中，所述运动(40)表示旋转。

13.根据权利要求12所述的设备(10)，其特征在于，所述反射器表面(42)以线的方式成形，其中，所述反射器表面(42)从所述旋转的中心(44)径向延伸。

14.根据权利要求13所述的设备(10)，其特征在于，所述旋转的中心(44)和所述几何形状(34)的所述圆形形状(35)的中心位于公共轴线(46)上。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述至少一个vcsel(16)连接至驱动装置(25)，所述驱动装置产生所述vcsel(16)的脉冲运行。