[發明專利]光功率測量裝置

在審

• 申請號: 202110266423.8
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113049097A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 韋欣;謝新宇;李川川;李健
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/56;G01J1/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

1.一種光功率測量裝置，其特征在于，包括：微機電系統-垂直腔面發射激光器、連接柱、受光平臺、光譜分析模塊和功率計算模塊；

所述微機電系統-垂直腔面發射激光器包括外延結構和與所述外延結構連接的微機電-布拉格反射鏡；所述微機電-布拉格反射鏡通過所述連接柱與所述受光平臺連接；所述受光平臺受到入射激光的照射產生的輻射壓力，所述輻射壓力通過所述連接柱傳送至所述微機電-布拉格反射鏡，以使得所述微機電-布拉格反射鏡發生位移；垂直腔面發射激光器產生的激射光透過所述微機電-布拉格反射鏡出射；所述光譜分析模塊設置在所述激射光的光路上；所述光譜分析模塊用于測量所述激射光的波長；所述功率計算模塊與所述光譜分析模塊電連接；所述功率計算模塊用于根據所述激射光的波長計算所述入射激光的光功率。

2.根據權利要求1所述的光功率測量裝置，其特征在于，當所述入射激光的波長與所述激射光的波長的差值處于設定范圍時，所述入射激光與所述激射光不會發生相干，所述光譜分析模塊接收沿所述連接柱傳輸且透過所述受光平臺的激射光。

3.根據權利要求1所述的光功率測量裝置，其特征在于，還包括設置在所述連接柱上的全反鏡；所述全反鏡用于將沿所述連接柱傳輸的激射光反射；當所述入射激光的波長與所述激射光的波長相等時，所述入射激光與所述激射光發生相干，所述光譜分析模塊接收所述全反鏡反射的激射光。

4.根據權利要求1所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述外延結構包括：由底向上依次連接的襯底、下布拉格反射鏡、有源區和上布拉格反射鏡；所述上布拉格反射鏡上連接所述微機電-布拉格反射鏡。

5.根據權利要求1所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述輻射壓力為：

其中，F為輻射壓力，k為彈性剛度，Δx為微機電-布拉格反射鏡發生位移的位移值，P為入射激光的光功率，c為光速，R(θ)為與入射角相關的反射率，θ為入射激光的入射角，α為吸收系數，Φ為入射激光的發散角。

6.根據權利要求1所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述功率計算模塊包括：

第一計算單元，用于由所述激射光的波長和所述微機電系統-垂直腔面發射激光器的中心頻率計算波長變化值；

第二計算單元，用于由所述波長變化值計算所述入射激光的光功率。

7.根據權利要求6所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述第二計算單元中所述入射激光的光功率為：

其中，P為入射激光的光功率，k為彈性剛度，c為光速，Δx為微機電-布拉格反射鏡發生位移的位移值，R(θ)為與入射角相關的反射率，θ為入射激光的入射角，α為吸收系數，Φ為入射激光的發散角，Δλ為波長變化值，M為波長變化值Δλ和位移值Δx之間的關系函數。

8.根據權利要求6所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述第一計算單元中所述波長變化值為：

Δλ＝λ₁-λ₀；

其中，Δλ為波長變化值，λ₁為激射光的波長，λ₀為微機電系統-垂直腔面發射激光器的中心頻率。

9.根據權利要求1所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述受光平臺為薄膜。

10.根據權利要求9所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述薄膜的材料為對所述激射光完全透過且對所述入射激光完全反射的材料。