光學(xué)組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于發(fā)射電磁輻射的光學(xué)組件（1），具有至少兩個被設(shè)計為電致發(fā)光的半導(dǎo)體器件（2,3,4），其中在兩個彼此相鄰布置的半導(dǎo)體器件（2,3,4）中至少一個半導(dǎo)體器件（2,3,4）被構(gòu)造為對于由另一個半導(dǎo)體器件（2,3,4）可通過電致發(fā)光產(chǎn)生的電磁輻射是透明的，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件（2,3,4）可被彼此獨立地操控。
【專利說明】光學(xué)組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)組件。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)組件被用于發(fā)射電磁輻射的不同目的。光學(xué)組件例如可以在光學(xué)傳感器的領(lǐng)域中被采用。
[0003]由公開文獻DE 101 12 542 Al已知一種發(fā)射輻射的光學(xué)組件，其具有被設(shè)計為電致發(fā)光的有源層以及被設(shè)計為光致發(fā)光的無源層。
[0004]由公開文獻DElO 20066 010 727 Al已知一種具有至少兩個被設(shè)計為電致發(fā)光的有源區(qū)域的半導(dǎo)體器件，其中有源區(qū)域?qū)щ姷叵嗷ミB接并且被實施為用于產(chǎn)生相同波長的輻射。
[0005]這樣構(gòu)建的光學(xué)組件被構(gòu)造得非常緊湊，這在電子運行的組件的期望小型化過程中是有利的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的主題是一種用于發(fā)射電磁輻射的光學(xué)組件，具有至少兩個被設(shè)計為電致發(fā)光的半導(dǎo)體器件，其中在兩個彼此相鄰布置的半導(dǎo)體器件中至少一個半導(dǎo)體器件被構(gòu)造為對于由另一個半導(dǎo)體器件可通過電致發(fā)光產(chǎn)生的電磁輻射是透明的，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件可被彼此獨立地操控。
[0007]因此，這些半導(dǎo)體器件尤其是可被彼此獨立地操控，因為它們沒有導(dǎo)電地相互連接。這所具有的優(yōu)點是:可由本發(fā)明的光學(xué)組件發(fā)射的電磁輻射的強度和類型可被有針對性和非常精確地控制。
[0008]由各個半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的電磁輻射優(yōu)選在光學(xué)組件上的同一位置處離開光學(xué)組件。由此，電磁輻射彼此疊加，只要它們是被同時發(fā)射的。
[0009]光學(xué)組件根據(jù)技術(shù)要求還可以具有三個或更多被設(shè)計為電致發(fā)光的半導(dǎo)體器件。
[0010]根據(jù)一種有利構(gòu)型，半導(dǎo)體器件在分別由它們可通過電致發(fā)光產(chǎn)生電磁輻射的發(fā)射波長方面彼此不同，其中在兩個彼此相鄰布置的半導(dǎo)體器件中，其電磁輻射的發(fā)射波長小于另一個半導(dǎo)體器件的發(fā)射波長的半導(dǎo)體器件被構(gòu)造為對于所述另一個半導(dǎo)體器件的電磁輻射是透明的。由此可以例如通過各個半導(dǎo)體器件的脈沖式運行而在不同的發(fā)射波長之間來回切換。
[0011]根據(jù)另一有利的構(gòu)型，光學(xué)組件具有至少一個帶有布置側(cè)的襯底體，在該布置側(cè)上布置半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體器件關(guān)于所述布置側(cè)的面法線彼此串聯(lián)布置。由此可以定義一種與襯底體的布置側(cè)的面法線平行取向的光路。在此情況下，由至少一個半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的電磁輻射可以被引導(dǎo)穿過至少一個其它半導(dǎo)體器件。
[0012]另一有利的構(gòu)型規(guī)定，襯底體被構(gòu)造為對于由半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的電磁輻射是透明的，其中由半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的電磁輻射經(jīng)由襯底體從光學(xué)組件射出，以及其中產(chǎn)生具有最小發(fā)射波長的電磁輻射的半導(dǎo)體器件布置得最靠近襯底體。這樣的光學(xué)組件也被稱為襯底輻射器。
[0013]在襯底體的透明的構(gòu)型情況下，兩個或更多光學(xué)組件也可以在結(jié)構(gòu)上相互組合，使得由一個光學(xué)組件發(fā)射的電磁輻射穿過至少一個其它光學(xué)組件行進并且與最后一個光學(xué)組件發(fā)射的電磁輻射一起從該至少一個其它光學(xué)組件射出。
[0014]此外視作為有利的是，產(chǎn)生具有最大發(fā)射波長的電磁輻射的半導(dǎo)體器件布置得最靠近襯底體，其中由半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的電磁輻射經(jīng)由產(chǎn)生具有最小發(fā)射波長的電磁輻射的半導(dǎo)體器件或者經(jīng)由至少一個布置在該半導(dǎo)體器件上的層從該光學(xué)組件射出，其中所述層布置在半導(dǎo)體器件的背離襯底體的側(cè)上并且被構(gòu)造為至少部分地對于由半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的電磁輻射透明。該層可以被構(gòu)造為保護層。襯底體在該實施方式中可以被構(gòu)造為對于由半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的電磁輻射部分地或者完全地不透明。
[0015]根據(jù)另一有利的構(gòu)型，光學(xué)組件具有至少一個布置在兩個彼此相鄰布置的半導(dǎo)體器件之間的補償層，該補償層被構(gòu)造為對于兩個與其緊鄰的半導(dǎo)體器件中的至少一個的電磁輻射是透明的。通過布置補償層，例如可以最小化各個半導(dǎo)體器件之間的應(yīng)力，所述應(yīng)力例如由于被用于半導(dǎo)體器件的材料的不同晶格常數(shù)而引起。由各個半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的發(fā)射波長彼此相差得越大，在半導(dǎo)體器件之間布置補償層就越有利。
[0016]此外，本發(fā)明的主題是一種用于發(fā)射電磁輻射的光學(xué)裝置，具有至少一個光學(xué)組件和至少一個光學(xué)透鏡，其特征在于，該光學(xué)組件根據(jù)上述構(gòu)型之一或者上述構(gòu)型的任意組合構(gòu)造而成，其中由該光學(xué)組件發(fā)射的電磁輻射穿過所述光學(xué)透鏡地行進。由此帶來了上面參照光學(xué)組件而提到的優(yōu)點。所述光學(xué)透鏡可以被構(gòu)造用于對由光學(xué)組件產(chǎn)生的電磁輻射成束或散射。
[0017]在常規(guī)的光學(xué)裝置的情況下，至少兩個產(chǎn)生電磁輻射的半導(dǎo)體器件關(guān)于相應(yīng)的光路并排地布置，其中從每個半導(dǎo)體器件射出的光路穿過單獨的光學(xué)透鏡引導(dǎo)。由此常規(guī)情況下必須存在至少兩個光學(xué)透鏡。與此相反，在本發(fā)明光學(xué)裝置的情況下與被設(shè)計為電致發(fā)光的半導(dǎo)體器件的數(shù)量無關(guān)地經(jīng)由唯一的光學(xué)透鏡通過期望的方式和方法影響由光學(xué)組件發(fā)射的電磁輻射。這帶來了在制造對應(yīng)的光學(xué)裝置時對部件的節(jié)省和成本的節(jié)省。
[0018]根據(jù)一種有利的構(gòu)型，所述光學(xué)裝置具有至少一個光纖，其中由光學(xué)組件發(fā)射的電磁輻射可經(jīng)由光學(xué)透鏡耦合輸入到光纖中。在常規(guī)的光學(xué)裝置的情況下，至少兩個產(chǎn)生電磁輻射的半導(dǎo)體器件關(guān)于相應(yīng)的光路并排地布置，其中從每個半導(dǎo)體器件中射出的光路被引導(dǎo)穿過單獨的光學(xué)透鏡和單獨的光纖。由此在常規(guī)情況下，還必須存在至少兩個光纖。與此相反，根據(jù)光學(xué)裝置的有利實施方式與被設(shè)計為電致發(fā)光的半導(dǎo)體器件的數(shù)量無關(guān)地借助唯一的光纖轉(zhuǎn)發(fā)由光學(xué)組件發(fā)射的電磁輻射。這帶來了在制造對應(yīng)光學(xué)裝置時部件的節(jié)省和成本的節(jié)省。
[0019]此外，已知常規(guī)存在的多個光纖經(jīng)由光纖耦合器與各個光纖連接。但是在光纖耦合器中通常丟失一部分耦合輸入到光纖耦合器中的電磁輻射。在本發(fā)明的光學(xué)裝置中可以取消光纖耦合器，從而不會出現(xiàn)對應(yīng)的損耗。
[0020]本發(fā)明的主題還有一種光學(xué)系統(tǒng)，具有至少一個可用于發(fā)射電磁輻射的光學(xué)組件，以及至少一個可用于探測由光學(xué)組件發(fā)射的電磁輻射的光學(xué)探測器裝置，其特征在于，所述光學(xué)組件根據(jù)上述構(gòu)型之一或上述構(gòu)型的任意組合構(gòu)造而成。這帶來了上面參照光學(xué)組件提到的優(yōu)點。
[0021]光學(xué)系統(tǒng)可以被用于探測氣體和/或液體中的物質(zhì)。例如，該光學(xué)系統(tǒng)可以用作廢氣傳感器。此外該光學(xué)系統(tǒng)例如可以被用于在醫(yī)學(xué)技術(shù)中探測在液體中包含的物質(zhì)、用在呼吸氣體分析中、用在火災(zāi)識別中、用在芯片上實驗室應(yīng)用中、用在通風(fēng)設(shè)備中、用在空調(diào)控制中以及用在娛樂電子設(shè)備中，例如在智能電話中、在視頻游戲中等。
[0022]有利地，光學(xué)系統(tǒng)具有控制光學(xué)組件的電子控制裝置，其中光學(xué)組件的半導(dǎo)體器件可被借助電子控制裝置彼此獨立地操控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]下面參照附圖借助優(yōu)選實施例示例性地闡述本發(fā)明，其中下面展示的特征可以既分別單獨地也以相互不同的組合展示本發(fā)明的方面。其中:
圖1示出本發(fā)明光學(xué)組件的一個實施例的示意圖，
圖2示出本發(fā)明光學(xué)組件的另一實施例的示意圖，
圖3示出本發(fā)明光學(xué)裝置的實施例的示意圖，以及圖4示出本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)的實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]圖1以第一不例實施方式不出用于發(fā)射電磁福射的光學(xué)組件I。光學(xué)組件I具有3個被設(shè)計為電致發(fā)光的半導(dǎo)體器件2，3和4。此外，光學(xué)組件I包括具有布置側(cè)6的襯底體5,半導(dǎo)體器件2，3和4就布置在所述布置側(cè)6上。半導(dǎo)體器件2，3和4關(guān)于布置側(cè)6的面法線7彼此串聯(lián)地布置。半導(dǎo)體器件2，3和4可被彼此獨立地操控。襯底體5被構(gòu)造為對于由半導(dǎo)體器件2，3和4產(chǎn)生的電磁輻射是透明的，其中由半導(dǎo)體器件2，3和4產(chǎn)生的電磁輻射經(jīng)由襯底體5從光學(xué)組件I射出。
[0025]半導(dǎo)體器件2，3和4在由它們分別通過電致發(fā)光可產(chǎn)生的電磁輻射的發(fā)射波長方面彼此不同。半導(dǎo)體器件4產(chǎn)生具有最短發(fā)射波長的電磁輻射，并且最靠近襯底體5地布置。半導(dǎo)體器件3產(chǎn)生發(fā)射波長大于由半導(dǎo)體器件4產(chǎn)生的發(fā)射波長的電磁輻射。半導(dǎo)體器件2產(chǎn)生發(fā)射波長大于由半導(dǎo)體器件3產(chǎn)生的發(fā)射波長的電磁輻射。
[0026]半導(dǎo)體器件3被構(gòu)造為對于可由半導(dǎo)體器件2通過電致發(fā)光產(chǎn)生的電磁輻射是透明的。半導(dǎo)體器件4被構(gòu)造為對于可由半導(dǎo)體器件2和3通過電致發(fā)光產(chǎn)生的電磁輻射是透明的。
[0027]在兩個彼此相鄰布置的半導(dǎo)體器件2和3或3和4之間分別布置補償層8。布置在半導(dǎo)體器件2和3之間的補償層8被構(gòu)造為對于由半導(dǎo)體器件2產(chǎn)生的電磁輻射是透明的。布置在半導(dǎo)體器件3和4之間的補償層8被構(gòu)造為對于由半導(dǎo)體器件2和3產(chǎn)生的電磁輻射是透明的。
[0028]圖2示出本發(fā)明光學(xué)組件I的另一實施例的示意圖。與在圖1中示出的實施例不同，圖2中的襯底體5被構(gòu)造為對于由半導(dǎo)體器件2，3和4產(chǎn)生的電磁輻射是不透明的。此夕卜，半導(dǎo)體器件2，3和4以及布置在它們之間的補償層8以相反的順序布置，其中產(chǎn)生具有最大發(fā)射波長的電磁輻射的半導(dǎo)體器件2最靠近襯底5地布置。由半導(dǎo)體器件2，3和4產(chǎn)生的電磁輻射經(jīng)由布置在產(chǎn)生具有最小發(fā)射波長的電磁輻射的半導(dǎo)體器件4上的層18從光學(xué)組件I射出。層18布置在半導(dǎo)體器件4的背離襯底體5的一側(cè)上并且被構(gòu)造為對于由半導(dǎo)體器件2，3和4產(chǎn)生的電磁輻射至少部分地透明。
[0029]圖3示出用于發(fā)射電磁輻射的本發(fā)明光學(xué)裝置9的實施例的示意圖。光學(xué)裝置9具有光學(xué)組件I，該光學(xué)組件根據(jù)圖2中示出的光學(xué)組件I構(gòu)造而成。此外，光學(xué)裝置9包括凸光學(xué)透鏡10和光纖11。由光學(xué)組件9發(fā)射的電磁輻射可經(jīng)由光學(xué)透鏡10耦合輸入到光纖11中。
[0030]圖4示出本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)12的實施例的示意圖。光學(xué)系統(tǒng)12具有光學(xué)組件1，該光學(xué)組件在圖4中僅示意性示出并且可用于發(fā)射電磁輻射，這應(yīng)當(dāng)通過箭頭13表示。光學(xué)系統(tǒng)12還具有光學(xué)探測裝置14，利用該光學(xué)探測裝置可以探測由光學(xué)組件I發(fā)射的電磁輻射。由光學(xué)組件I產(chǎn)生的電磁輻射在其至光學(xué)探測裝置14的路徑上穿過氣態(tài)或液態(tài)流體15行進。如果在流體15中存在以下物質(zhì):該物質(zhì)的吸收帶與光學(xué)組件I的發(fā)射光譜重疊，則產(chǎn)生相應(yīng)電磁輻射的吸收，這可以借助光學(xué)探測裝置14檢測。光學(xué)系統(tǒng)12還具有控制光學(xué)組件I的電子控制裝置16，光學(xué)組件I的半導(dǎo)體器件2，3，4可被利用該電子控制裝置彼此獨立地操控。為此，電子控制裝置16經(jīng)由連接17與光學(xué)組件I連接。
【權(quán)利要求】
1.用于發(fā)射電磁輻射的光學(xué)組件(1)，具有至少兩個被設(shè)計為電致發(fā)光的半導(dǎo)體器件(2，3，4)，其中在兩個彼此相鄰布置的半導(dǎo)體器件(2，3，4)中至少一個半導(dǎo)體器件(2，3，4)被構(gòu)造為對于由另一個半導(dǎo)體器件(2，3，4)能通過電致發(fā)光產(chǎn)生的電磁輻射是透明的，其特征在于，所述半導(dǎo)體器件(2，3，4)能被彼此獨立地操控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)組件(I)，其特征在于，半導(dǎo)體器件(2，3，4)在分別由它們能通過電致發(fā)光產(chǎn)生的電磁輻射的發(fā)射波長方面彼此不同，其中在兩個彼此相鄰布置的半導(dǎo)體器件(2，3，4)中，其電磁輻射的發(fā)射波長小于另一個半導(dǎo)體器件(2，3,4)的發(fā)射波長的半導(dǎo)體器件(2，3，4)被構(gòu)造為對于所述另一個半導(dǎo)體器件(2，3，4)的電磁輻射是透明的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)組件(I)，其特征在于至少一個帶有布置側(cè)(6)的襯底體(5)，在該布置側(cè)上布置半導(dǎo)體器件(2，3，4)，其中半導(dǎo)體器件(2，3，4)關(guān)于所述布置偵儀6)的面法線(7)彼此串聯(lián)布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)組件(1)，其特征在于，所述襯底體(5)被構(gòu)造為對于由半導(dǎo)體器件(2，3，4)產(chǎn)生的電磁輻射是透明的，其中由半導(dǎo)體器件(2，3，4)產(chǎn)生的電磁輻射經(jīng)由襯底體(5)從光學(xué)組件(I)射出，以及其中產(chǎn)生具有最小發(fā)射波長的電磁輻射的半導(dǎo)體器件(2，3，4 )布置得最靠近襯底體(5 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)組件(I)，其特征在于，產(chǎn)生具有最大發(fā)射波長的電磁輻射的半導(dǎo)體器件(2，3，4)布置得最靠近襯底體(5)，其中由半導(dǎo)體器件(2，3，4)產(chǎn)生的電磁輻射經(jīng)由產(chǎn)生具有最小發(fā)射波長的電磁輻射的半導(dǎo)體器件(2，3，4)或者經(jīng)由至少一個布置在該半導(dǎo)體器件(2，3，4)上的層從該光學(xué)組件(I)射出，其中所述層布置在半導(dǎo)體器件(2，3,4)的背離襯底體(5)的側(cè)上并且被構(gòu)造為至少部分地對于由半導(dǎo)體器件(2，3，4)產(chǎn)生的電磁輻射透明。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的光學(xué)組件(I)，其特征在于，至少一個布置在兩個彼此相鄰布置的半導(dǎo)體器件(2，3，4)之間的補償層(8)，該補償層被構(gòu)造為對于兩個與其緊鄰的半導(dǎo)體器件(2，3，4)中的至少一個的電磁輻射是透明的。
7.用于發(fā)射電磁輻射的光學(xué)裝置(9)，具有至少一個光學(xué)組件(I)和至少一個光學(xué)透鏡(10)，其特征在于，該光學(xué)組件(I)根據(jù)上述權(quán)利要求之一構(gòu)造，其中由該光學(xué)組件(I)發(fā)射的電磁輻射穿過所述光學(xué)透鏡(10)地行進。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)裝置(9)，其特征在于至少一個光纖(11)，其中由光學(xué)組件(I)發(fā)射的電磁輻射能夠經(jīng)由光學(xué)透鏡(10)耦合輸入到光纖(11)中。
9.光學(xué)系統(tǒng)(12)，具有至少一個能用于發(fā)射電磁輻射的光學(xué)組件(1)，以及至少一個能用于探測由光學(xué)組件(I)發(fā)射的電磁輻射的光學(xué)探測器裝置(14)，其特征在于，所述光學(xué)組件(I)根據(jù)上述權(quán)利要求之一構(gòu)造。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)系統(tǒng)(12)，其特征在于控制光學(xué)組件(I)的電子控制裝置(16)，其中光學(xué)組件(I)的半導(dǎo)體器件(2，3，4)能被借助電子控制裝置(16)彼此獨立地操控。
【文檔編號】H01L33/00GK104241460SQ201410274993
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】菲克斯 R., 松斯特羅姆 P. 申請人:羅伯特·博世有限公司