集成小型化原子磁力仪及其无磁VCSEL激光模块制造技术

本发明专利技术公开了一种集成小型化原子磁力仪及其无磁VCSEL激光模块，包括VCSEL芯片、加热线圈、电流源、信号源和功率放大器；所述信号源输出交流信号经过可调节放大倍率的功率放大器放大后输出至加热线圈完成VCSEL芯片升温；还包括PID控制器；通过检测VCSEL芯片输入电流两端电压或者通过检测加热线圈两端电压，结合PID控制器反馈控制功率放大器实现VCSEL芯片温度控制。这样，避免了器件本身带有一定磁场会直接影响原子磁力仪的灵敏度并干扰测量结果。减小了激光器模块体积和集成原子磁力仪的体积。体积。体积。

【技术实现步骤摘要】
集成小型化原子磁力仪及其无磁VCSEL激光模块


[0001]本专利技术属于VCSEL激光驱动与量子精密测量
，具体涉及一种无磁的VCSEL激光芯片的驱动方法与小型化原子磁力仪的设计。尤其是涉及一种无磁的VCSEL激光模块，以及应用该无磁VCSEL激光模块的集成小型化原子磁力仪。

技术介绍

[0002]随着光学器件不断向微型化、集成化的发展，垂直腔面发射激光器(Vertical
‑
Cavity Surface
‑
Emitting Lase)，因其具备的窄线宽、低功耗、高调制速、体积小、易集成化等一系列优点逐渐被人们广泛关注。广泛应用在小型化原子磁力仪、原子钟、原子陀螺仪等新型量子传感器领域。这些量子精密测量仪器在国防、生物医学、地理勘探等领域均有广阔的应用前景。
[0003]例如采用小型化VCSEL激光器研制的光学原子磁力仪能够在室温下实现多通道心磁图(MCG)及脑磁图(MEG)的测量，比传统的超导磁力仪体积更小，单位体积内能够容纳更多的通道。通常VCSLE激光器都采用的是有磁封装，对测量有一定的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无磁VCSEL激光模块，包括：用于产生激光的VCSEL芯片；用于维持VCSEL芯片的工作温度的加热线圈；用于驱动VCSEL芯片工作的电流源；信号源和功率放大器；所述信号源输出交流信号经过可调节放大倍率的功率放大器放大后输出至加热线圈完成VCSEL芯片升温；其特征在于，还包括PID控制器；通过检测VCSEL芯片输入电流两端电压或者通过检测加热线圈两端电压，结合PID控制器反馈控制功率放大器实现VCSEL芯片温度控制。2.根据权利要求1所述的一种无磁VCSEL激光模块，其特征在于，所述VCSEL芯片和加热线圈设置在同一硅基片上。3.根据权利要求2所述的一种无磁VCSEL激光模块，其特征在于，还包括加热线圈参数监控模块，加热线圈参数监控模块检测加热线圈两端电压变化并输出数据到第一PID控制器，第一PID控制器根据加热线圈的电压与温度对应关系控制功率放大器实现VCSEL芯片温度控制。4.根据权利要求3所述的一种无磁VCSEL激光模块，其特征在于，加热线圈的电压与温度对应关系通过提前测量获取，并作为函数预先输入第一PID控制器；第一PID控制器根据目标温度值与实际温度值的误差信号，控制功率放大器的输出功率大小，从而稳定硅基片和VCSEL激光芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：章国亿，黄宇翔，何祥，苏圣然，李衎，许振远，徐涛，孟芳，
申请(专利权)人：杭州量磁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：