[發明專利]光學組件的對準優化

有效

• 申請號: 200980150356.0
• 申請日: 2009-11-09
• 公開（公告）號: CN102246076A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: V·巴蒂亞;S·J·格瑞格斯基;永井文雄;尾關幸宏
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司;柯尼卡美能達精密光學株式會社
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 錢慰民

優先權

本申請要求2008年11月10日提交的題為“Alignment?Optimization?For?Optical?Packages(光學組件的對準優化)”的美國專利申請No.12/267,777的優先權。

背景技術

本公開總地涉及包含半導體激光器和與半導體激光器光學對準的互補光學器件的光學組件。更具體地，本發明涉及用于調整光學組件的溫度依存對準性的方法，光學組件包括半導體激光器和二次諧波發生(SHG)晶體或另一類型的波長轉換裝置。

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或三次諧波發生晶體之類的光波長轉換裝置相組合，可形成短波長光源。典型地，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晶體的光譜中心，并使激光器的輸出與晶體在其輸入面處的波導部分光學對準。

發明內容

諸如MgO摻雜的周期性極化鈮酸鋰(PPLN)晶體之類的典型二次諧波發生(SHG)晶體的波導光學模場直徑可以在幾微米的范圍內。結果，發明人已發現，使來自激光二極管的光束適當地與SHG晶體的波導對準并在光學組件的使用壽命內和在大工作溫度變化下保持對準是非常有挑戰性的。例如，光學組件內的光學失準可能表現為焦點誤差或束斑在晶體入射面上的橫向失準。因此，激光器、耦合光學器件、晶體等相對于組件的X、Y和Z軸的相應位置共同對組件的光學對準產生作用。

微型光機電系統(MOEMS)、微型電子機械系統(MEMS)或類似的制動器系統可操作地耦合于激光器、耦合光學器件、晶體或光學組件的任何其它光學器件以建立或維持光學對準，但廣泛使用這種性質的制動器是昂貴的并且難以實現。根據一個實施例，提供一種在光學組件中優化光學對準的方法。光學組件包括激光二極管、波長轉換裝置、沿從激光二極管至波長轉換裝置的光程設置的耦合光學器件以及一個或多個適應性制動器。該方法包括通過參照激光二極管的熱依存輸出強度曲線和光學組件的熱依存耦合效率曲線，以非適應性自由度調整波長轉換裝置的光學對準性。非適應性自由度的調整被量化以在光學組件的給定工作溫度范圍內，使耦合效率曲線的部分由通過相對高激光輸出強度表征的輸出強度曲線的相對低耦合效率補償部分來表征，并使耦合效率曲線的部分由通過相對低激光輸出強度表征的輸出強度曲線的相對高耦合效率補償部分。

根據另一實施例，提供一種優化光學組件中的光學對準的方法，其中波長轉換裝置的光學對準以非適應性自由度被調整，以提高在給定的組件工作溫度范圍上光學組件的經波長轉換的輸出強度的穩定性。通過調整光學組件的熱依存耦合效率曲線以對相對高工作溫度促成提高的光學耦合效率，穩定性得以改善。可在光學組件的組裝或校準過程中執行波長轉換裝置的光學對準的調整，并且激光二極管、耦合光學器件和波長轉換裝置在非適應性自由度下的各個位置可在組裝和校準之后固定下來。

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是適于實現本文披露的光學對準方法的許多預期光學組件之一的示意圖；

圖2是如光學組件的經頻率轉換的輸出中所表示的有害光學組件對準的示圖；以及

圖3是如光學組件的經頻率轉換的輸出中所表示的優選光學組件對準的示圖。

具體實施方式

最先參見圖1，優化多種波長轉換光學組件中的光學對準的方法可參照光學組件100示出，該光學組件100包括激光二極管10、波長轉換裝置20、沿從激光二極管10至波長轉換裝置20延伸的光程設置的耦合光學器件30以及耦合于耦合光學器件30的一個或多個適應性制動器40。盡管在所示實施例中，雙軸適應性制動器40耦合于耦合光學器件30的每個器件，然而可構思更簡單的設計，其中適應性制動器40可以是單軸或雙軸制動器并且可耦合于光學器件30中的一個或多個部件。此外可以預期，適應性制動器40可耦合于光學組件100的任意一個光學器件或光學器件的組合，所述光學組件例如包括激光二極管10或波長轉換裝置20。