CN204424681U - 照明装置及照明系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的实施例描述了一种照明装置及照明系统。该照明装置包括照明器，该照明器具有产生照明光束的光源，其中，所述光源进一步包括一组垂直腔面发射激光器(VCSEL)(102)，所述VCSEL包括具有第一激光发射波长(405)的第一VCSEL(401)和具有与所述第一激光发射波长不同的第二激光发射波长(406)的第二VCSEL(402)。因此，通过改变VCSEL阵列中VCSEL的激光发射波长，本实用新型实施例产生低-对比度的散斑，并且不限制主照明系统的成像能力。在本实用新型的一些实施例中，使用垂直腔面发射激光器(VECSEL)产生上述变化的激光发射波长。VCSEL可以位于单个芯片上，其波长由于VCSEL的腔中的两个DBR之间的间隔层(511-514)的厚度变化而变化，即通过改变腔长度而变化。

Description

照明装置及照明系统
技术领域
本实用新型的实施例总体来说涉及激光器照明中的散斑减少，更具体地，涉及使用多波长垂直腔面发射激光器(VCSEL)来减少散斑。
背景技术
照明系统包括光源和用于将光从光源传输到期望目标的照明光学器件。将光从光源投射到目标，反射回来的光被收集起来，以形成图像。例如，照明系统中的光源可以是发光二极管(LED)或激光器。激光灯固有的窄带导致完全饱和的颜色，令人遗憾的是，窄带光入射到随机表面上会产生令人不能接受的被称为“散斑(speckle)”的图像伪影。
当在照明系统中使用一个或多个相干光源(如，激光光源)时，可能存在散斑(散斑噪声)。散斑通常是随机的干扰并且是相干成像的一个特征。
散斑的视觉效果会减损图像的美学质量，并且还会导致图像分辨率的降低。可以使用现有技术中已知的各种“降斑(despeckling)”技术将这种伪影降低到“可接受水平”，但是其只有以牺牲系统效率为代价，其在成本、可靠性、包装尺寸和功耗方面均存在负面影响。
可以使用半导体激光器在近红外波长范围内发射光，以用于诸如夜视、秘密监视或工业照明的照明应用。半导体激光器的一个具体结构是垂直腔面发射激光器(VCSEL)，其中光垂直发射到晶圆平面的表面上。VCSEL的这种垂直结构使其自身易于以高的输出功率和低的光束发散度建立二维阵列，并且来自阵列中每个VCSEL发射器元件的光能够易于准直，并且用于建立高效的激光照明器。
在现有技术中，阵列中的每个VCSEL倾向于具有非常接近同一波长的波长。这是由于发射器元件在阵列中极为接近以及外延生长的激光器结构的统一晶片特征。因此，二维阵列中的各VCSEL形成近乎相同的散斑图样(speckle pattern)。这些图样结合以形成高对比度的散斑。高对比度的散斑在图像中会导致高水平的噪声，并且限制成像系统分辨精细空间细节的能力。最糟糕的是，在没有某种形式修正的情况下，散斑可以使相干照明不适用于显示功能。
当在系统的噪声基底附近进行操作时，这样的散斑噪声会有明显的影响。用于削弱散斑噪声的现有技术，如，使用振动扩散器和光纤拉伸器，实际上会产生降低图像质量的其他伪影。
实用新型内容
为了克服照明器的空间相干以及降低散斑干涉，本实用新型提出了一种照明装置和照明系统。公开了提供照明器的系统和装置，照明器用于产生照明光束，其中，光源包括一组垂直腔面发射激光器(VCSEL)，其具有不同的激光发射波长以减少散斑。
在本实用新型的一种实施方式中，照明装置包括：照明器，其包括配置为产生照明光束的光源，其中，所述光源包括垂直腔面发射激光器的阵列，所述垂直腔面发射激光器共享至少一个共有电极并且被配置为产生不同的发射波长以形成照明光束，垂直腔面发射激光器包括具有第一激光发射波长的第一垂直腔面发射激光器和具有与所述第一激光发射波长不同的第二激光发射波长的第二垂直腔面发射激光器；以及照明路径，其用于将照明光束指向目标，其中，不同的发射波长被配置为产生宽于第一激光发射波长或第二激光发射波长的半峰全宽值的照明光束的半峰全宽值。
在本实用新型的另一种实施方式中，照明系统包括：电源；功率控制器；光源，其配置为基于从所述电源接收的并经过所述功率控制器调整的电力产生照明光束，其中，所述光源进一步包括垂直腔面发射激光器的阵列，所述垂直腔面发射激光器共享至少一个共有电极并且被配置为产生不 同的发射波长以形成照明光束，所述垂直腔面发射激光器包括具有第一激光发射波长的第一垂直腔面发射激光器和具有与所述第一激光发射波长不同的第二激光发射波长的第二垂直腔面发射激光器；照明路径，其用于将照明光束指向目标；以及光接收器，其包括一个或多个光敏元件，以及配置为接收从对象表面反射的照明光束的光并且捕捉对象的成像信息的成像光学器件，其中，不同的发射波长被配置为减少由一个或多个光敏元件分辨的散斑干涉。
通过本实用新型，减少了将被成像器分辨并且使图像质量降低的散斑，并且克服了照明器的空间相干以及相关的高对比度的散斑的问题。应该理解，通过改变VCSEL阵列中VCSEL的激光发射波长，本实用新型在不限制主照明系统成像能力的情况下，产生低对比度的散斑。
本实用新型的范围由权利要求书限定，其通过引用并入实用新型内容部分。通过考虑下述一种或多种实施方式的详细说明，将能够更完整地理解本实用新型的实施方式并且能够认识到其额外优势。附图将被参考，下文首先将简要地描述附图。
附图说明
以下内容包括对附图的详述，该详述具有以示例形式给出的实施本实用新型实施例的说明。这些附图应当理解为示例性的，而非限制性的。这里所使用的，参照一个或多个“实施例”需要理解为描述包含在本实用新型的至少一个实施方式中的具体特性、结构或特征。因此，这里出现的术语例如“在一个实施例中”或“在可选实施例中”说明了本实用新型的各种不同的实施例和实施方式，而不一定都涉及同一个实施例。但是，这些实施例也不一定是相互排斥的。
图1是根据本实用新型实施例的照明和成像系统的框图。
图2是根据本实用新型实施例的激光器光源和图像像素的框图。
图3是基于使用现有技术和本实用新型实施例的系统的散斑所产生的噪声的对比图表。
图4是根据本实用新型实施例的VCSEL阵列的横截面示意图，其中阵列中每个元件的发射波长不同。
图5是根据本实用新型实施例的具有变化的光学腔长度的VCSEL阵列的示意图。
图6是根据本实用新型实施例的VESCEL阵列的示意图，其中阵列中每个元件的发射波长不同。
图7A是根据本实用新型实施例的二维VCSEL阵列的发射格式的图谱。
图7B是根据本实用新型实施例形成的VCSEL阵列的强度/波长光谱图。
以下对某些细节和实施方式的说明，包括可以描述如下所述的一些或全部实施例的附图说明，以及讨论这里所提出的发明创造构思的其他潜在实施例或实施方式。下面提供本实用新型实施例的概述，接下来参照附图提供更详细的说明。
具体实施方式
本实用新型实施例描述了一种具有产生照明光束的光源的照明器，其中，该光源进一步包括一组垂直腔面发射激光器(VCSEL)，该VCSEL具有变化的激光发射波长。考虑到下面的说明，需要理解的是，通过改变VCSEL阵列中VCSEL的激光发射波长，本实用新型实施例在不限制主照明系统成像能力的情况下，产生低对比度的散斑。在本实用新型的一些实施例中，利用垂直外腔面发射激光器(VECSEL)(这里所指的VECSEL需要理解为VCSEL的种类)产生上述变化的激光发射波长。
如下所述，本实用新型实施例描述的基于VCSEL的照明器可以使用稳健的单晶片光谱交叉方法。当阵列中每个VCSEL都具有窄带宽时，本实用新型实施例的各VCSEL可以基于各种制造工艺设计为具有不同波长。因此，通过所述VCSEL阵列产生的各个散斑图样具有低的相关性，并且阵列中的大量VCSEL平均为均匀的背景。
在本说明书中，使用了本领域内的一些术语。这些术语采用它们在本领域内的通常含义，除非在这里特别定义或上下文的使用并非如此。在接下来的说明内容中，陈述了大量具体的细节，以提供对实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，在没有一个或多个具体细节、或其他方法、组件、材料等的情况下，也可以实施这里所描述的技术。在其他情况下，为了避免使某些方面变得模糊，没有详细显示或描述所熟知的结构、材料、或操作。
图1是根据本实用新型的照明和成像系统的框图。照明用于对人或相机提供看见场景所需要的光子，例如，用近红外相机(700nm到1.1um)或短波红外相机(800nm到1.7um)成像场景。照明还用于提供用于高光谱成像的高光谱照明。
在本实施例中，系统100可以用于如夜视、秘密监视或工业照明的照明场景。系统100包括激光器光源102，其包括二维VCSEL阵列。需要理解的是，VCSEL的垂直结构使其自身易于以高的输出功率和低的光束发散度建立二维阵列。而且，二维阵列中VCSEL的布局产生的光易于准直，从而易于建立高效的激光照明器。
系统100还包括微透镜阵列104，其与光源102的每个VCSEL对齐，以使产生的光准直。最终的准直的光指向视场106内的对象190，从而照明该对象。
系统100还可以包括成像光学器件，其配置为接收从对象190表面反射的照明光束的光。在本实施例中，所述成像光学器件显示为包括透镜组108，透镜组108用于将光聚焦到光敏或光电二极管(PD)区域110，以产生图像。
确定所产生图像中的散斑噪声是一个复杂的评估，该评估包括激光照明器参数、成像器参数、以及在传感器的一个分辨的像素中与目标表面深度相关的详细信息。在其最基本的特征中，散斑受到激光器光源102的相对空间相干性、关于目标190深度的所述光源的光谱相干性、以及激光器光源102的VCSEL阵列中有关非故意相干相互作用的详细信息的影响。通过相干光从粗糙表面反射到第二表面上而形成客观散斑。第二表面包含 散斑，其属性不是观察光学器件的函数。当通过光学系统(例如，眼睛或相机透镜)观察第一照明表面时，形成主观散斑。主观散斑在图像平面上形成，并且是透镜位置、焦距、孔径尺寸和详细设计的函数。
由于发射器元件在阵列中极为接近以及外延生长的激光器结构的统一晶片特征，所以现有技术的VCSEL阵列倾向于包括具有相同激光发射波长的VCSEL。因此，二维阵列中的各个VCSEL可以在产生的图像中形成近乎相同的散斑图样，从而形成高对比度的散斑。需要理解的是，高对比度的散斑在图像中导致高水平的噪声，并且限制成像系统分辨精细空间细节的能力。由此，如下所述，将激光器光源102设计为包括具有不同激光发射波长的VCSEL阵列。需要理解的是，根据本实用新型实施例的这种VCSEL阵列产生低对比度的散斑，并且不限制系统100的成像能力。
图2是根据本实用新型实施例的激光器光源和图像像素的框图。在本实施例中，成像器子系统200显示为包括VCSEL阵列202和用于捕捉目标290的成像信息的成像器像素204。在本附图中，VCSEL阵列202显示为包括三个VCSEL(211、212和213)。需要理解的是，在本实用新型的其他实施例中，所述VCSEL阵列可以包括更多的VCSEL。
所示成像器像素204可以是多个成像器像素中的一个，或者可以包括在单独的像素装置(例如，像测距仪这样的红外测距装置)中。需要理解的是，例如，在远程的短波红外(SWIR)目标认定和识别的应用场景中，用户通常处理目标290上的成像器分辨率限制采样距离为大约2-4cm(图2中的w)的情况。在这种情况下，在远程操作的现有技术的VCSEL阵列将本质上从看似相同的位置照明目标的每个宽度w。需要理解的是，这种实际的目标很可能在分辨区域的宽度w上具有大约1毫米(图2中的d)变化的深度。
对于设计为在宽光谱范围工作的SWIR成像系统来说，可以使用透镜设计来操作，该透镜设计具有与成像器像素间距几乎相同的艾里斑(Airy disk)的尺寸。当SWIR成像器向10微米和更小像素移动时，尤为如此。因此，一般而言，有了激光照明器，当照明目标在远程(如几百米)时，小的激光出口孔径会导致激光器具有大量空间相干的情况，并且该空间相 干在成像器上产生尺寸是艾里图样(Airy pattern)尺寸或者稍大于艾里图样尺寸的散斑结构(虽然散斑结构可能具有宽范围的尺寸--其可能和艾里斑一样小或者比艾里斑大几倍；但是将看见大量像素尺寸明显大于艾里斑的散斑)。
因此，很可能的是，在某些情况下，可以预计激光器照明产生将被成像器分辨并且使图像质量降低的散斑。因此，空间相干通常是照明器的一个问题；这个问题通过下述本实用新型的实施例来解决，其进一步解决并减少了散斑干涉。
由于VCSEL阵列的空间相干，本实用新型实施例可以改变VCSEL阵列202总体的光学路径长度，这样，为了使成像器上的干涉图样平均到像素204中以避免像素到像素的强度伪影，VCSEL 211-213至少改变一个波长。在一个实施例中，最佳的波长差由以下方程式确定：
d λ - d λ + Δλ ≈ d · Δλ λ 2 ≥ 1
上述方程式显示了将相干干涉刚好平均到像素204中的关联关系。对于波长是1微米、深度d是1mm(即，该深度相当于从对象290到成像器子系统200的像素204反射的光的总路径长度变化量)来说，所使用的Δλ可以是大约1nm。在本示例中，这可以是最小条件，也可以是在像素204中1mm深度的条件。在其他实施例中，需要理解的是，为了均匀消除散斑噪声，甚至可以需要VCSEL阵列的光谱带宽值是1nm的几倍。
图3是基于使用现有技术和本实用新型实施例的系统的散斑产生的噪声的对比图表。图表300包括曲线302，其表示现有技术照明器的散斑/伪影，曲线304表示本实用新型实施例产生的散斑/伪影，曲线306表示主照明系统本身产生的相机噪声。
当观察被照明对象时，激光器的小尺寸和窄光谱带宽会导致看见散斑，这在激光器照明中是常见的。散斑是由激光能量与激光能量在从激光器孔径到目标以及回到眼睛或相机光子收集表面(即，视网膜或相机焦平面阵列)的路径上所遇到的光学表面的相互作用导致的。光子之间的光干涉导致在通过相机或眼睛感知的激光器照明场景中出现亮点和暗点。在低 亮度水平的情况下，这种光干涉或散斑噪声降低了图像的清晰度，从而降低了用于在低亮度时提供较好可见度或提供高光谱成像的光能量的激光器照明的实用性。
从曲线302可见，散斑是极不期望的，因为其高对比度使对所照明场景中元件的检测变得模糊。曲线302还显示了当场景的亮度水平低时散斑如何可以导致大量额外噪声的出现，因此，由于散斑而导致的噪声移动感知的图像像素进、出图像的噪声基底(即，曲线306)。
因此，曲线302显示当在成像器的噪声基底附近操作时，在一排像素中检测的强度噪声如何能够占主要地位，这通常是在远程低亮度的情况下。曲线304显示：通过使用这里所描述的本实用新型任一实施例减少照明器伪影，可以将占主导地位的信号恢复到远离照明器自身噪声的被照明的场景(即，曲线306)。
图4是根据本实用新型实施例的VCSEL阵列的横截面示图，其中阵列中每个元件的发射波长不同。在本实施例中，VCSEL阵列400显示为包括VCSEL 401、402、403和404。所述VCSEL分别具有变化的激光发射波长405、406、407和408。在本图中，各所述VCSEL都是顶部发射的VCSEL。本实用新型的其他实施例可以使用底部发射的VCSEL。
图4还包括VCSEL401的放大图，以显示其组件，这些组件包括互补电极411、半导体衬底412、第一和第二反射器413、增益区414、以及孔径形成区域415。在该所示实施例中，VCSEL 401显示为进一步包括设置在电极和反射器之间的绝缘层416。需要理解的是，所示的VCSEL 402-404包括类似的组件。
在本实用新型的一些实施例中，VCSEL 401-404中的每一个都可以包括上述组件中任何一个组件的结构变形，以产生变化的激光发射波长。例如，在本实用新型的一些实施例中，VCSEL 401-404中的每一个都可以具有不同的腔长度。需要理解的是，改变所述激光器的腔长度改变了各VCSEL的激光振荡器的长度。例如，这可以通过镜子的沉积变化、材料厚度调整、使用统一的光栅、或这些工艺的任何组合来实现。
在其他实施例中，VCSEL 401-404中的每一个都可以使用一组镜子，以定义不同的谐振腔，这将导致变化的激光发射波长405-408。在其他实施例中，VCSEL 401-404中的每一个反射器(如VCSEL 401中的反射器413)可以包括一个或多个分布式布拉格反射镜(DBR)，其中所述DBR用于为每个VCSEL形成不同的有效光学路径长度。在本实用新型的这些实施例中，所述反射器可以包括任何DBR配置，以形成变化的有效光学路径长度—例如，第一DBR与对面的介电DBR、半导体DBR、光栅等配对。在其他实施例中，VCSEL 401-404中的每一个都可以包括可变化的光栅组，以产生变化的激光发射波长405-408。
在本实用新型的一些实施例中，VCSEL 401-404中的每一个都可以加工为包括设计的结构变形(例如，改变VCSEL 401中的孔径形成区域，如区域415，以改变他们的发射器直径)，以便他们拥有不同的和唯一的模式结构和/或体积，从而产生不同的波长405-408。
在本实用新型的其他实施例中，VCSEL 401-404中的每一个都可以包括活跃的腔区域(如，VCSEL 401的增益区414和孔径形成区域415)，其包括不同的折射率。VCSEL阵列400内折射率的变化可以通过使用锥形氧化层或其他锥形的或调制的介电或半导体层来实现。
在本实用新型的其他实施例中，可以为了低-散斑而使用热的方法光谱地扩大VCSEL阵列400。需要理解的是，由于波长漂移，VCSEL 401-404的温度变化将引起激光波长405-408的改变。这可以通过模式化的均热器、焊料、或流注射梯度(current injection gradient)技术来实现。
图5是根据本实用新型实施例的具有变化的光学腔长度的VCSEL阵列的示意图。在本实施例中，VCSEL 501、502、503和504中的每一个包括相同的腔内部结构组件的变形，以分别产生变化的激光发射波长505、506、507和508。
在本实施例中，为了分别改变VCSEL 501、502、503和504的光学腔长度，层511、512、513和514显示为逐步变薄，从而允许改变激光发射波长505-508。例如，在VCSEL 501-504的反射器包括由砷化镓(GaAs)和砷镓铝(AlGaAs)形成的DBR的实施例中，在每个装置521、522、523 和524上，层511-514中的每一层可以是GaAs的变薄的层，其与介电DBR结合使用，从而分别允许激光发射波长505-508的变化。
因此，在本实用新型的上述实施例中，由于VCSEL 501-504在单一纵向模式(具有窄光谱带宽并由此发射具有小发散角的光束)中振荡，各VCSEL之间的不同结构性特征分别改变了各个VCSEL纵向模式的波长(即，波长505-508)。在实施VCSEL阵列且每个VCSEL都具有多个可选的纵向模式的本实用新型的其他实施例中，利用机械装置以便阵列中的VCSEL选择不同的纵向模式。
图6是根据本实用新型实施例的VESCEL阵列的示意图，其中阵列中每个元件的发射波长不同。在本实施例中，阵列600中的VECSEL 601、602、603和604在结构上与阵列400中的VCSEL 401-404类似，除了所述VECSEL中的每一个VECSEL通过用腔外部的反射材料—这里显示为沿微透镜611形成的外部腔反射器610—替换在相应衬底(如，VCSEL401的顶部反射器413)上形成的上部镜子，而从半导体衬底分离一个(或两个)镜子。所述外部腔反射器形成为从VECSEL 601-604的剩余结构中分离，从而获得高的输出功率并支持多个纵向模式。
本实用新型的实施例可以使用各种机构以选择VECSEL 601-604中每一个所支持的不同纵向模式。例如，与各个VECSEL对应的外部腔反射器的区域可以配置为定义不同的谐振腔，从而产生不同的激光发射波长605-608。在一些实施例中，外部腔反射器610可以包括具有变化的节距(pitch length)的光学反射光栅，从而使VECSEL 601-604中的每一个产生不同的激光发射波长。
因此，从以上图5和图6所示的示例可见，包括一个或多个纵向模式的VCSEL可以使用本实用新型的实施例。
图7A是根据本实用新型实施例的二维VCSEL阵列发射格式的图谱。在本实施例中，基于低-散斑激光照明器的VCSEL包括VCSEL发射器元件的二维阵列700。所述VCSEL发射器元件包括变化的激光发射波长，从而提供宽的光谱发射范围。在本实施例中，波长λ1-λ10显示为是变化的，其中波长(λ)的半峰全宽值(FWHM)约为10nm。
阵列700中像素数量和独特谱元素的数量取决于照明器的功率和光谱带宽规格。阵列700中的谱梯度(即，激光发射波长的变化量)可以限制在具体的方向。例如，该梯度可以跨越从左到右(或任何方向)从短波长到长波长的范围；径向向外、或者是完全随机的模式。还可以在具有统一波长的阵列中将阵列分成组或部分。还需要理解的是，阵列700的形状是任意的，并且可以包括其他实施例中的其他形状(例如，圆形、正方形等)。
在本实用新型的一些实施例中，在低-散斑的VCSEL阵列700中使用增长法设计一定波长梯度或模式的技术包括使用非旋转增长技术、热梯度增长控制、模式化或选择性区域增长、或前述增长技术的结合。
图7B是关于上述图7A的阵列的VCSEL阵列的强度/波长光谱图。图表750示出了在一个温度下的低-散斑VCSEL照明器阵列的10nm光谱。如图所示，各个变化的激光发射波长(显示为曲线751、752、753、754、755、756和757)结合，以提供强度增高的宽光源，其由曲线760表示。
参照上述全部内容，“一个实施例”或“实施例”的意思是，与实施例有关的具体特性、结构或特征包含在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在全文中不同地方出现“在一个实施例中”或“在实施例中”并不全指代同一实施例。并且，这些具体的特性、结构或特征可以在一个或多个实施例中以任何适当形式结合。此外，需要理解的是，所提供的附图是用于对本领域普通技术人员解释说明的目的，所以这些附图并不一定按比例绘制。应当理解，附图中的不同区域、层和结构可以变化大小和尺寸。
在上述详细说明中，已经参照具体的示例性实施例描述了本实用新型的方法和装置。然而，显而易见的是，在不背离本实用新型较广泛的精神和保护范围的情况下，可以做出各种变形和改变。因此，应将本说明书和附图作为说明性的，而非限制性的。

Claims (20)

1.一种照明装置，其特征在于，包括：
照明器，其包括配置为产生照明光束的光源，其中，所述光源包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)的阵列，所述垂直腔面发射激光器共享至少一个共有电极并且被配置为产生不同的发射波长以形成照明光束，垂直腔面发射激光器包括具有第一激光发射波长的第一垂直腔面发射激光器和具有与所述第一激光发射波长不同的第二激光发射波长的第二垂直腔面发射激光器；以及
照明路径，其用于将照明光束指向目标，其中，不同的发射波长被配置为产生宽于第一激光发射波长或第二激光发射波长的半峰全宽值的照明光束的半峰全宽值。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器包括第一激光腔长度，所述第二垂直腔面发射激光器包括与第一激光腔长度不同的第二激光腔长度。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器包括第一镜子组，所述第一镜子组配置为定义第一谐振腔，并且所述第二垂直腔面发射激光器包括第二镜子组，所述第二镜子组配置为定义与第一谐振腔不同的第二谐振腔。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器和第二垂直腔面发射激光器分别包括垂直外腔面发射激光器(VECSEL)，其中，第一镜子组和第二镜子组均形成各自的用于第一和第二垂直外腔面发射激光器的外部腔。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，还包括：一个或多个分布式布拉格反射镜(DBR)，其中，所述第一垂直腔面发射激光器包括通过至少一个分布式布拉格反射镜形成的第一有效光学路径长度，并且所述第二垂直腔面发射激光器包括通过至少一个分布式布拉格反射镜形成的且与第一光学路径长度不同的第二光学路径长度。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，垂直腔面发射激光 器布置在二维阵列中，该二维阵列具有从较短波长至较长波长的谱梯度，该谱梯度在空间上从阵列一侧至另一侧、从阵列中心径向向外、随机穿过阵列和/或在阵列的子部分内变化。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器包括第一发射器直径，并且所述第二垂直腔面发射激光器包括与第一发射器直径不同的第二发射器直径。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器和第二垂直腔面发射激光器各自的第一和第二活跃的腔区域包括不同的反射率。
9.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，引起不同发射波长的改变的垂直腔面发射激光器的阵列的温度变化通过模式化的均热器、焊料或流注射梯度技术来实现。
10.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，还包括与垂直腔面发射激光器的阵列中的每个垂直腔面发射激光器对齐的微透镜阵列，从而准直照明光束，其中，不同的发射波长分布在近红外和/或短波红外光谱内。
11.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，还包括成像器和/或透镜组件，其被配置为接收来自从对象反射的照明光束的光，其中，不同的发射波长被配置为减少由成像器分辨的散斑干涉，并且其中，不同的发射波长被配置用于产生照明光束的10nm的半峰全宽值。
12.一种照明系统，其特征在于，包括：
电源；
功率控制器；
光源，其配置为基于从所述电源接收的并经过所述功率控制器调整的电力产生照明光束，其中，所述光源进一步包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)的阵列，所述垂直腔面发射激光器共享至少一个共有电极并且被配置为产生不同的发射波长以形成照明光束，所述垂直腔面发射激光器包括具有第一激光发射波长的第一垂直腔面发射激光器和具有与所述第 一激光发射波长不同的第二激光发射波长的第二垂直腔面发射激光器；
照明路径，其用于将照明光束指向目标；以及
光接收器，其包括一个或多个光敏元件，以及配置为接收从对象表面反射的照明光束的光并且捕捉对象的成像信息的成像光学器件，其中，不同的发射波长被配置为减少由一个或多个光敏元件分辨的散斑干涉。
13.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器包括第一激光腔长度，所述第二垂直腔面发射激光器包括与第一激光腔长度不同的第二激光腔长度。
14.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器包括第一镜子组，所述第一镜子组配置为定义第一谐振腔，并且所述第二垂直腔面发射激光器包括第二镜子组，所述第二镜子组配置为定义与第一谐振腔不同的第二谐振腔。
15.根据权利要求14所述的照明系统，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器和第二垂直腔面发射激光器分别包括垂直外腔面发射激光器(VECSEL)，并且其中，第一镜子组和第二镜子组均形成各自的用于第一垂直外腔面发射激光器和第二垂直外腔面发射激光器的外部腔。
16.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，还包括：一个或多个分布式布拉格反射镜(DBR)，其中，所述第一垂直腔面发射激光器包括通过至少一个分布式布拉格反射镜形成的第一有效光学路径长度，所述第二垂直腔面发射激光器包括通过至少一个分布式布拉格反射镜形成的且与第一光学路径长度不同的第二光学路径长度。
17.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，垂直腔面发射激光器布置在二维阵列中，该二维阵列具有从较短波长至较长波长的谱梯度，该谱梯度在空间上从阵列一侧至一侧、从阵列中心径向向外、随机穿过阵列和/或在阵列的子部分内变化，并且其中，该二维阵列包括圆形、方形或五边形形状。
18.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器包括第一发射器直径，所述第二垂直腔面发射激光器包括与 第一发射器直径不同的第二发射器直径。
19.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，所述第一垂直腔面发射激光器和第二垂直腔面发射激光器各自的第一和第二活跃的腔区域包括不同的反射率。
20.根据权利要求12所述的照明系统，其特征在于，
不同的发射波长分布在近红外和/或短波红外光谱内；及
照明系统用于夜视、目标认定、目标识别、测距和/或照明光束照亮的场景内的对象和/或其他元件的检测，
其中，不同的发射波长配置用于产生照明光束的10nm的半峰全宽值。
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