包括耦合到毛细管/外壳纤维中的以圆柱形布置的平面二极管环的纤维光子引擎制造技术

一种光子源可以具有衬底、安置在所述衬底上方的聚焦透镜和安置在所述衬底上的多个光源。每个光源可以具有安置在所述衬底上的反射镜，所述反射镜被配置成反射安置在所述衬底上的光发射器发射的经准直光束。所述多个反射镜可以以限定第一直径的第一环状配置布置。所述多个光发射器可以以限定第二直径的第二环状配置布置，所述第二直径大于所述第一直径。在一些方面中，每个光源可以包含第二光发射器和光组合器，所述第二光发射器发射第二光束，所述光组合器被配置成组合第一所发射光束和第二所发射光束以形成所述经准直光束。在另一方面中，所述光子源可以由多个衬底的竖直阵列构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括耦合到毛细管/外壳纤维中的以圆柱形布置的平面二极管环的纤维光子引擎相关申请的交叉引用和优先权声明本申请要求于2017年12月29日提交的题为光纤光子引擎(FIBEROPTICPHOTONENGINE)的美国临时申请序列号62/611,855的权益和优先权，所述申请的公开内容出于所有目的通过引用整体并入本文。本专利申请的申请人也是与本申请于同一天提交的以下申请的所有者，以下申请中的每个申请都出于所有目的通过引用整体并入本文：●代理人案卷号为170730PCT的题为光纤光子引擎(FIBEROPTICPHOTONENGINE)的PCT专利申请；以及●代理人案卷号为180574PCT的题为包括多个光源和用于接收光源发射的光的光学外壳的光子源(PHOTONSOURCECOMPRISINGAPLURALITYOFOPTICALSOURCESANDANOPTICALSHELLTORECEIVETHELIGHTEMITTEDBYTHEOPTICALSOURCE)的PCT专利申请。
技术介绍
已在许多应用中使用激光，所述应用包含但不限于电信、医学、研究和工业应用。无论是低功率应用(例如，光学计量)还是高功率应用(例如，工业切割和焊接应用)，所需应用都可以确定激光的所需功率。在用于对如钢和其它金属等材料进行可重复的高精度切割的自动化或机器人切割站中，高功率激光器可能特别有用。各种类型的激光器可以包含但不限于气体激光器、化学激光器、染料激光器、金属蒸气激光器、固态激光器和半导体激光器。在可获得的激光器类型中，半导体激光器的电光效率可能最高，所述电光效率可以超过50％。可以理解的是，与效率较低的激光器相比，高效率激光器可能是优选的，因为高效率激光器能够将更多的电功率转换成输出光功率。然而，与其它类型的激光器相比，单个半导体激光器的功率输出相当低。因此，非常期望组合多个半导体激光器的输出以产生可以利用半导体激光器的电光功率转换的效率的高功率输出激光束。
技术实现思路
在一些方面中，一种光子源可以由以下构成：限定平面表面的衬底；安置在所述平面表面上方的聚焦透镜，所述聚焦透镜限定接收角；以及多个光源。所述光源中的每个光源可以由安置在所述衬底上的反射镜和安置在所述衬底上的光发射器构成，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面。所述反射镜的所述反射表面可以被配置成将入射在所述反射表面上的经准直光束相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度反射远离所述衬底的所述平面表面。所述光发射器可以沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射所述经准直光束。所述反射镜可以被进一步配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束。多个反射镜可以共同由所述多个光源的每个反射镜构成，并且所述多个反射镜可以以限定第一直径的第一环状配置布置。所述聚焦透镜可以安置在所述多个反射镜的所述第一环状配置上方。多个光发射器可以共同由所述多个光源的每个光发射器构成，并且所述多个光发射器可以以限定第二直径的第二环状配置布置。所述第一直径可以小于所述第二直径，并且所述第二环状配置可以与所述第一环状配置同心。在一些方面中，一种光子源可以由以下构成：限定平面表面的衬底；安置在所述平面表面上方的聚焦透镜，所述聚焦透镜限定接收角；以及多个光源。所述多个光源中的每个光源可以由以下构成：反射镜，所述反射镜安置在所述衬底上，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面；第一光发射器，所述第一光发射器安置在所述衬底上，其中所述第一光发射器沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射第一所发射光束；第二光发射器，所述第二光发射器安置在所述衬底上，其中所述第二光发射器被配置成发射第二所发射光束；以及光组合器，所述光组合器被配置成组合所述第一所发射光束和所述第二所发射光束以形成经准直光束，其中所述经准直光束沿所述光轴引导。所述反射镜的所述反射表面可以被配置成将入射在所述反射表面上的所述经准直光束相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度反射远离所述衬底的所述平面表面。所述反射镜可以被配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束。共同由所述多个光源的每个反射镜构成的多个反射镜可以以限定第一直径的第一环状配置布置，并且所述聚焦透镜可以安置在所述多个反射镜的所述第一环状配置上方。多个第一光发射器可以共同由所述多个光源的每个第一光发射器构成，并且所述多个第一光发射器可以以限定第二直径的第二环状配置布置。多个第二光发射器可以共同包括所述多个光源的每个第二光发射器，并且所述多个第二光发射器可以以限定第三直径的第三环状配置布置。所述第一直径可以小于所述第二直径，所述第二直径可以小于所述第三直径，并且所述第二环状配置和所述第三环状配置中的每种环状配置可以与所述第一环状配置同心。在一些方面中，一种光资源可以由限定接收角的聚焦透镜和多个光源层构成。所述光源层中的每个光源层可以由环形衬底和多个光源构成，所述环形衬底具有内半径、平面表面和与所述平面表面正交的环形衬底轴。所述光源中的每个光源可以由反射镜和光发射器构成，所述反射镜安置在所述衬底上，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面，所述光发射器安置在所述衬底上，其中所述光发射器沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射经准直光束。所述反射镜的所述反射表面可以被配置成将入射在所述反射表面上的所述经准直光束相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度反射远离所述衬底的所述平面表面。所述反射镜可以被配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束。多个反射镜可以共同由所述多个光源的每个反射镜构成，并且所述多个反射镜可以以限定第一直径的第一环状配置布置。多个光发射器可以共同由所述多个光源的每个光发射器构成，并且所述多个光发射器可以以限定第二直径的第二环状配置布置。所述第一直径可以小于所述第二直径，所述第一直径可以大于所述内半径的二倍，并且所述第二环状配置可以与所述第一环状配置同心。所述多个光源层可以形成光源层竖直阵列，并且所述聚焦透镜可以安置在所述光源层竖直阵列上方。附图说明在所附权利要求中具体阐述了各个方面的特征。然而，可以通过参考结合以下附图进行的以下说明来最好地理解关于组织和操作方法两者的各个方面及其优点：图1A和1B分别是根据本公开的一方面的激光二极管的侧视平面图和俯视平面图的示意图。图2是根据本公开的一方面的激光光子源的第一方面的图示。图3A和3B分别是根据本公开的一方面的包含激光二极管、快轴准直透镜和慢轴准直透镜的光发射器的侧视平面图和俯视平面图的示意图。图4是根据本公开的一方面的激光光子源的第二方面的图示。图5A和5B分别展示了根据本公开的一方面的激光光子源的第三方面的示意性透视图和平面侧视图。图6A是根据本公开的一方面的激光光子源的第四方面的图示。图6B是根据本公开的一方面的布置在多边形棱锥周围的多个光发射器的图示，其中多边形棱锥的单独的面形成用于如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光子源，其包括：/n衬底，所述衬底限定平面表面；/n聚焦透镜，所述聚焦透镜安置在所述平面表面上方，所述聚焦透镜限定接收角；以及/n多个光源，其中每个光源包括：/n反射镜，所述反射镜安置在所述衬底上，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面，其中所述反射表面被配置成相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度使入射在所述反射表面上的经准直光束反射远离所述衬底的所述平面表面；以及/n光发射器，所述光发射器安置在所述衬底上，其中所述光发射器沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射所述经准直光束，/n其中所述反射镜被配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束；/n其中多个反射镜共同包括所述多个光源的每个反射镜，并且所述多个反射镜以限定第一直径的第一环状配置布置，其中所述聚焦透镜安置在所述多个反射镜的所述第一环状配置上方，/n其中多个光发射器共同包括所述多个光源的每个光发射器，并且所述多个光发射器以限定第二直径的第二环状配置布置，并且/n其中所述第一直径小于所述第二直径，并且所述第二环状配置与所述第一环状配置同心。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171229 US 62/611,8551.一种光子源，其包括：
衬底，所述衬底限定平面表面；
聚焦透镜，所述聚焦透镜安置在所述平面表面上方，所述聚焦透镜限定接收角；以及
多个光源，其中每个光源包括：
反射镜，所述反射镜安置在所述衬底上，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面，其中所述反射表面被配置成相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度使入射在所述反射表面上的经准直光束反射远离所述衬底的所述平面表面；以及
光发射器，所述光发射器安置在所述衬底上，其中所述光发射器沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射所述经准直光束，
其中所述反射镜被配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束；
其中多个反射镜共同包括所述多个光源的每个反射镜，并且所述多个反射镜以限定第一直径的第一环状配置布置，其中所述聚焦透镜安置在所述多个反射镜的所述第一环状配置上方，
其中多个光发射器共同包括所述多个光源的每个光发射器，并且所述多个光发射器以限定第二直径的第二环状配置布置，并且
其中所述第一直径小于所述第二直径，并且所述第二环状配置与所述第一环状配置同心。


2.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源的所述光发射器包括：
激光二极管，所述激光二极管被配置成从输出琢面发射光束；
第一准直透镜，所述第一准直透镜与所述激光二极管光学对准，其中所述第一准直透镜被配置成在第一方向上准直从所述激光二极管发射的所述光束；以及
第二准直透镜，所述第二准直透镜与所述第一准直透镜和所述输出琢面光学对准，其中所述第二准直透镜被配置成在第二方向上准直从所述第一准直透镜发射的所述光束并且沿所述光轴透射经准直光束。


3.根据权利要求2所述的光子源，其中每个激光二极管安装在所述衬底上，并且所述衬底被配置成消散每个激光二极管在每个激光二极管接收电功率时产生的热。


4.根据权利要求2所述的光子源，其中每个激光二极管发射的每个所发射光束的波长为200nm到2000nm。


5.根据权利要求2所述的光子源，其中所述第一准直透镜是快轴准直透镜，并且所述第二准直透镜是慢轴准直透镜。


6.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个光源对称布置在所述衬底的所述平面表面上。


7.根据权利要求6所述的光子源，其中所述多个光源具有正交于所述衬底的所述平面表面的N折式旋转对称轴，其中N是范围为2到50的整数。


8.根据权利要求1所述的光子源，其中所述衬底限定圆形周边。


9.根据权利要求1所述的光子源，其中所述衬底限定包括多条边的多边形周边。


10.根据权利要求9所述的光子源，其中所述多条边的范围为2到50。


11.根据权利要求9所述的光子源，其中所述多个光源的每个光发射器被安置成邻近所述多边形周边的所述多条边之一。


12.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个反射镜以圆柱形布置。


13.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个光发射器以圆柱形布置。


14.根据权利要求2所述的光子源，其中所述第一准直透镜被配置成在竖直方向上准直所述光束，并且所述第二准直透镜被配置成在水平方向上准直从所述第一准直透镜发射的所述光束。


15.根据权利要求1所述的光子源，其进一步包括光耦合器，所述光耦合器被配置成在第一耦合器表面处接收所述聚焦透镜的光输出并且在第二耦合器表面处接收光纤电缆的端部。


16.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个光源的每个反射镜包括安置在所述衬底的所述平面表面上的多边形棱锥的边，所述多边形棱锥具有限定第一直径的基部。


17.一种光子源，其包括：
衬底，所述衬底限定平面表面；
聚焦透镜，所述聚焦透镜安置在所述平面表面上方，所述聚焦透镜限定接收角；以及
多个光源，其中每个光源包括：
反射镜，所述反射镜安置在所述衬底上，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面，其中所述反射表面被配置成相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度使入射在所述反射表面上的经准直光束反射远离所述衬底的所述平面表面；
第一光发射器，所述第一光发射器安置在所述衬底上，其中所述第一光发射器沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射第一所发射光束；
第二光发射器，所述第二光发射器安置在所述衬底上，其中所述第二光发射器被配置成发射第二所发射光束；以及
光组合器，所述光组合器被配置成组合所述第一所发射光束和所述第二所发射光束以形成所述经准直光束，其中所述经准直光束沿所述光轴引导，
其中所述反射镜被配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束；
其中多个反射镜共同包括所述多个光源的每个反射镜，并且所述多个反射镜以限定第一直径的第一环状配置布置，其中所述聚焦透镜安置在所述多个反射镜的所述第一环状配置上方，
其中多个第一光发射器共同包括所述多个光源的每个第一光发射器，并且所述多个第一光发射器以限定第二直径的第二环状配置布置，
其中多个第二光发射器共同包括所述多个光源的每个第二光发射器，并且所述多个第二光发射器以限定第三直径的第三环状配置布置，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·马希德，CH·王，PC·李，
申请(专利权)人：南京镭芯光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32