[發明專利]光學封裝中的原位污染物去除

無效

• 申請號: 200980143645.8
• 申請日: 2009-10-29
• 公開（公告）號: CN102197553A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: U-B·格斯
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 毛力

發明背景

發明領域

本發明一般涉及半導體激光器、激光器控制器、激光投影系統以及包含半導體激光器的其它光學系統。更具體地，作為說明而非限制，本發明的實施例一般涉及包括半導體激光器和波長轉換器件(諸如二次或三次諧波發生晶體或另一類型的波長轉換器件)的封裝中的光學對準。

技術背景

通過將諸如紅外或近紅外分布反饋式(DFB)激光器、分布式布拉格反射器(DBR)激光器或法布里—珀羅激光器之類的單波長半導體激光器與諸如二次諧波發生(SHG)晶體之類的光波長轉換器件相組合，可形成短波長光源。通常，SHG晶體用于產生基波激光信號的較高次諧波。為實現此目的，優選將激射波長調諧至波長轉換SHG晶體的光譜中心，而且激光器的輸出優選與波長轉換晶體的輸入面處的波導部分對準。

諸如MgO摻雜的周期性極化鈮酸鋰(PPLN)晶體之類的典型波長轉換器件的波導模式直徑可以在幾微米的范圍內。因此，將來自激光二極管的光束與SHG晶體的波導正確地對準會非常有挑戰性。從而，已經開發出多種自適應對準機制來調整長波長源的光斑以與波長轉換器件的波導部分的輸入面正確對準。

發明內容

根據本發明的實施例的一個方面，提供了一種控制光學封裝的方法。光學封裝包括半導體激光器、波長轉換器件以及配置為將半導體激光器的輸出光束光耦合至波長轉換器件的輸入面的波導部分的一個或多個可調節的光學元件。光學封裝在相對低功率的污染物去除模式和相對高功率的波長轉換模式下操作。

在相對低功率的污染物去除模式下，可調節的光學元件被用于使半導體激光器的輸出光束橫跨波長轉換器件的輸入面的波導部分掃描，同時保持波長轉換器件的輸入面上的半導體激光器輸出光束的功率密度低于激光功率密度的燃燒閾值且高于激光功率密度的蒸發閾值。光學封裝在相對低功率的污染物去除模式下操作足夠長時間，以降低波長轉換器件的波導部分中的污染物在相對高功率的波長轉換模式的操作期間燃燒的可能性。在相對高功率的波長轉換模式下，在波長轉換器件的輸入面上的半導體激光器輸出光束的功率密度至少周期性地超過污染物的激光功率密度燃燒閾值，但是通過利用污染物去除模式去除污染物使燃燒損壞最少。

根據本發明的另一方面，提供一種控制光學封裝的方法，其中在相對高功率的波長轉換模式下、波長轉換器件的輸入面上的半導體激光器輸出光束的平均功率密度超過在相對低功率污染物去除模式下、波長轉換器件的輸入面上的半導體激光器的輸出光束的功率密度。在相對高功率的波長轉換模式下，利用可調節的光學元件使波長轉換器件的波長轉換輸出的最優強度值與表示波長轉換器件的輸入面的波導部分上半導體激光器輸出光束的位置的最優坐標相關聯。在相對低功率的污染物去除模式下，利用可調節的光學元件使半導體激光器的輸出光束橫跨波長轉換器件的輸入面的波導部分掃描，同時保持波長轉換器件的輸入面上的輸出光束的功率密度低于在相對高功率的波長轉換模式下輸出光束的平均功率密度。光學封裝在相對低功率的污染物去除模式下操作足夠長時間以蒸發污染物。

附圖簡述

特定實施例的以下詳細描述可在結合以下附圖閱讀時被最好地理解，在附圖中相似的結構使用相似的附圖標記指示，而且在附圖中：

圖1是包括半導體激光器、波長轉換器件和采用可調節透鏡形式的可調節光學元件的光學封裝的示意圖；

圖2是包括半導體激光器、波長轉換器件和以折迭光學配置方式配置的MEMS反射鏡的光學封裝的示意圖；

圖3是包括半導體激光器、波長轉換器件和采用MEMS反射鏡形式的可調節光學元件的光學封裝的示意圖；

具體實施方式

雖然可以各種配置描述和利用本發明中公開的方法，在圖1中示意性地示出的光學封裝提供用于說明方法的各個方面的方便的參考。一般而言，圖1中示出的光學封裝包括半導體激光器10、波長轉換器件20以及配置為將半導體激光器10的輸出光束光耦合至波長轉換器件20(為清楚起見波導部分22的相關尺寸被放大)輸入面24的波導部分22中的一個或多個可調節光學元件。在所示實施例中，可調節光學元件包括在相對于光軸的一個或多個自由度(X和Y)上可調節并用于調整輸出光束在輸入面24上的位置的一對透鏡35。此外，所示的光學封裝包括分束器40、光強監測器50以及可編程控制器60。