多通道激光器制造技术

一种激光器装置包含种子激光器、多个光学放大器及光学分布组合件。所述种子激光器经配置以发射种子激光。所述多个光学放大器经配置以通过放大所述种子激光来产生经放大的激光。所述光学分布组合件经配置以将所述种子激光分布到所述多个光学放大器中的每一者的输入，且所述光学放大器中的每一者经配置以将其相应的经放大的激光引导到共同目标。应的经放大的激光引导到共同目标。应的经放大的激光引导到共同目标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多通道激光器
[0001]相关申请案的交叉引用
[0002]本申请案主张2019年8月14日申请的第16/540,514号美国申请案的利益及优先权，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术介绍

[0003]成像装置在例如医疗保健、导航及安全等的环境中使用。成像系统通常测量无线电波或光波以促进成像。测量由物体散射的光的成像尤其具有挑战性，且寻求改进光学成像的装置、系统及方法的进展以提高速度、提高分辨率、减小大小及/或降低成本。一些成像系统需要高强度光源，且由于激光的特定特征(例如空间及/或时间相干性)，可能需要激光光源。其它环境也可能需要具有特定高功率光要求的高强度激光。
附图说明
[0004]参考以下诸图描述本专利技术的非限制性及非穷尽实施例，其中相似参考数字是指贯穿各种视图的相似部分，除非另有指定。
[0005]图1A说明根据本公开的方面的包含成像模块及激光器组合件的成像装置。
[0006]图1B说明根据本公开的方面的多个n光学放大器。
[0007]图2说明根据本公开的方面的包含实例光学分布组合件的实例激光器组合件。
[0008]图3说明根据本公开的方面的包含实例光学分布组合件的实例激光器组合件。
[0009]图4说明根据本公开的方面的包含分布光学元件及聚焦光学元件的实例激光器组合件。
[0010]图5说明根据本公开的方面的包含在光学放大器芯片中的光学放大器的实例一维阵列。
[0011]图6说明根据本公开的方面的包含多个光学放大器芯片的二维堆叠芯片。
[0012]图7说明根据本公开的方面的具有被由光学系统产生的分布式光束的光束光点过度照明的输入孔径的实例光学放大器。
[0013]图8说明根据本公开的方面的成像系统的组件相对于人头部的实例放置。
具体实施方式
[0014]本文中描述激光器装置及成像装置的实施例。在以下描述中，阐述许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在没有一或多个具体细节的情况下实践，或使用其它方法、组件、材料等来实践。在其它例项中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作，以避免模糊某些方面。
[0015]在本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在本说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指相同的实施例。此外，在一或多个实施例中，可以任何合适的方式组合特定特征、结构或特性。
[0016]本公开大体上将描述在医学环境中对人体组织的环境中的漫射介质进行成像，然而，本公开的内容可应用于医学成像、导航、安全、科学研究或对漫射介质或物体进行成像的其它环境。
[0017]人体组织对红外光是半透明的，但人体的不同部位(例如皮肤、血液、骨骼)展现不同的吸收及散射系数。研究人员已尝试将红外光的性质用于医学成像目的，但由于大小及成本限制，无法广泛采用。用近红外光照明组织及其它漫射介质以用于成像目的有时被称为漫射光学层析成像(Diffuse Optical Tomography)。在一种漫射光学层析成像技术中，飞行时间(TOF)成像理论上可通过测量“弹道”光子(未散射的那些光子)通过组织所需的时间来采用。由于弹道光子到达传感器的速度最快，因此它们受到的阻碍最小(具有最短的光学路径)，且因此可得出一些结论来创建由红外光照明的组织的图像。然而，TOF成像通常需要专用硬件(例如皮秒脉冲激光器及单光子检测器)，以有利于在能够以光速成像的传感器上实现超快快门，且系统整体非常昂贵且庞大。TOF成像还需要输入为在检测器处使用的光强度的近似10到100倍(或更多)的光强度到身体；因此，输入强度的功效及功率限制以及安全限制会限制TOF成像分辨率及实用性。
[0018]与TOF成像对比，本公开的一些实施例可在超声发射器将超声波信号聚焦在特定体素上时用红外照明光照明漫射介质。遇到特定体素的红外照明光可被超声波信号进行波长移位，且因此形成离开漫射介质的波长移位的离开信号。光检测器(例如光电二极管、光电二极管阵列或图像像素阵列)可捕获波长移位的离开信号与具有与波长移位的离开信号相同的波长的红外参考光束之间的干扰信号(例如图像)。波长移位的离开信号与红外参考光束之间的干扰信号可用于测量特定体素的吸收值。在一个实例中，波长移位的离开信号与红外参考光束之间的干扰图案的图像的傅里叶变换产生特定体素的吸收值。当超声发射器光栅扫描到不同体素并产生不同体素的吸收值时，可聚合吸收值以产生漫射介质的二维或三维图像。
[0019]用于照明例如组织的漫射介质的红外照明光可能具有不容易产生的特定要求。例如，红外照明光具有特定线宽可能是有利的。红外照明光为脉冲激光(而非连续波)可能是有利的，其中在短时间段(例如250ns)内传递高强度脉冲。用于实现高强度激光的实例常规激光器设计包含经由光学放大来放大激光，其中激光沿单个共同光纤传播。这种方法在某些功率阈值下可能会出现问题，因为沿单个光纤传播的高功率激光会遭受受激布里渊(Brillouin)散射的影响，这会侵蚀激光的强度。如果使用并行光学放大器来产生高强度激光，那么并行光学放大器的输出经一起耦合到共同激光输出，使得经放大的激光束在相同的经放大的激光束内保持特定的空间及/或时间相干性。然而，本公开的实施例可包含一种激光器装置，其包含用于放大种子激光的多个光学放大器，其中光学放大器的输出不耦合到共同输出。更确切来说，由每一光学放大器发射的相应的经放大的激光被引导到共同目标(例如漫射介质)。在大多数任何其它环境中，将经放大的激光从不同光学放大器的输出单独地发射到共同目标无法实现所期望的光输出特性。然而，在光学成像的环境中，将单独但同步的经放大的激光引导到共同漫射介质可提供满足成像系统的要求(例如高功率、短脉冲、窄线宽)的漫射介质的照明光。将参考图1A到8更详细地描述这些实施例及其它实施例。
[0020]图1A说明根据本公开的方面的包含成像模块190及激光器组合件101的成像装置。
成像装置100可任选地包含定向超声波发射器115，其经配置以将超声波信号117传递到漫射介质180的给定体素(例如体素183)。激光器组合件101包含种子激光器111、光学分布组合件120、多个光学放大器130及参考光学放大器140。种子激光器111经配置以发射种子红外激光113。例如，种子激光器111可为光纤激光器或半导体激光器。在一些实例中，种子激光器111可具有0.01W与5W之间的功率。种子激光器111可为连续波(CW)激光器或脉冲激光器。光学分布组合件120经配置以接收种子红外激光113并将种子红外激光113分布到光学放大器130的输入。光学放大器130经配置以通过放大由光学分布组合件120分布到光学放大器的种子红外激光来产生经放大的红外激光130。
[0021]例如，光学放大器130可利用半导体或光纤激光器放大器。在一些实施例中，光学放大器1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种成像装置，其包括：成像模块，其包含传感器，所述传感器经配置以对由干扰离开漫射介质的红外离开信号的红外参考光束产生的干扰图案进行成像；及激光器组合件，其包括：种子激光器，其经配置以发射种子红外激光；多个光学放大器，其经配置以通过放大所述种子红外激光来产生经放大的红外激光；及光学分布组合件，其经配置以将所述种子红外激光分布到所述多个光学放大器的输入，所述光学放大器中的每一者经配置以将其相应的经放大的红外激光引导到所述漫射介质以产生所述红外离开信号。2.根据权利要求1所述的成像装置，其进一步包括：参考光学放大器，其经配置以通过放大所述种子红外激光来产生红外参考光以供所述成像模块转换为所述红外参考光束，其中所述光学分布组合件经配置以将所述种子红外激光分布到所述参考光学放大器的参考输入。3.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述光学分布组合件包含：光学隔离器，其经配置以接收所述种子红外激光并减少对所述种子激光器的光学反馈；及光学系统，其经配置以接收已被所述光学隔离器隔离的所述种子红外激光，并产生照明所述多个光学放大器中的所述光学放大器的所述输入的分布式光束。4.根据权利要求3所述的成像装置，其中所述分布式光束具有近似相等的强度。5.根据权利要求3所述的成像装置，其中所述光学系统包含衍射光学元件以产生所述分布式光束以照明所述光学放大器的所述输入。6.根据权利要求3所述的成像装置，其中所述光学系统包含：分布光学元件，用于产生所述分布式光束；及聚焦光学元件，用于将所述分布式光束聚焦到所述光学放大器的所述输入。7.根据权利要求6所述的成像装置，其中所述聚焦光学元件经配置以聚焦所述分布式光束以具有光束光点，其略微过度照明所述光学放大器的所述输入的输入孔径。8.根据权利要求6所述的成像装置，其中所述光学分布组合件包含致动器，用于沿平移轴移动所述聚焦光学元件，以选择性地将所述分布式光束聚焦及散焦到所述光学放大器的所述输入，其中选择性地聚焦及散焦所述分布式光束会控制进入所述漫射介质的所述相应的经放大的红外激光的光束强度。9.根据权利要求6所述的成像装置，其中所述聚焦光学元件经定位在距离所述多个光学放大器中的所述光学放大器的所述输入的近似一个焦距...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：开放水域互联网公司，
类型：发明
国别省市：