本发明专利技术是一种微型固态激光模块，其由包含下列主要元件：一固态激光以发射激光；一波长转换器供以倍频原理将所述的激光的波长转换成不同波长的激光如绿光；一分光装置如棱镜安排在波长转换器后方用以将转换后激光分成两道光束：第一道光束为主光束含大部分功率且可垂直向外射出而成为主要输出光源，第二道光束穿过分光装置如一棱镜并入射至一光检测器；及一光检测器用以检测第二道光束的光功率；其中，利用所述分光装置使所有元件可封装在一平面上处理，以利于封装在一较小的ＴＯ－ｃａｎ封装中；又可通过光检测器直接侦测经所述波长转换器的转换后激光来做补偿修正，以使所进行回馈补偿的误差为最小而远优于传统式的回馈方式。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固态激光模块，特别涉及一种微型固态激光模块。
技术介绍
固态激光模块(solid state laser module)为常见的一种光电装置 (Photo—electronic/ Photonic Device), 其是利用；皮长才灸器(wavelength conversion device,或称波长转换晶体)以倍频原理将一已知波长的激光转换成不 同波长(入2)的激光，如蓝光、绿光等可随不同的需要而选择使用；因此光电装置 或激光才莫块一般通称为波长转换光电装置 (Wavelength Conversion Photonic Device)。一光电装置如本案所指的固态激光模块，其可选择使用不同的结构设计的波长 转换器，而基本上每一种波长转换器在转换前激光(波长人i)及转换后激光(波长 入2)之间存在波长转换效率(wavelength conversion efficiency from 入i to 入 2)，且当转才奐前激光的波长入i必须匹配或吻合(coincident with)某一特定波长时 (所述特定波长即称为最大转换波长maximum conversion wavelength入c ),其 波长转换效率才可达到最大值，也就是达成最大波长转换效率(maximum wavelength conversion efficiency)的最^f圭运4乍^j大'态，而当哞争4灸前5款光的;;皮长入丄未匹酉己或口勿 合(coincident with)其最大转换波长人。时，如小于或大于所述最大转换波长(入 c),其波长转换效率即降低；然而， 一激光的转换前的波长(D或一波长转换 器的最大转换波长(入。)皆是随其激光装置或波长转换器的温度改变而变化，而环 境温度又常会改变所述激光装置及波长转换器的温度，而且激光转换前的波长(入 J及波长转换器的最大转换波长(人e)相对于温度每度的温度改变率(changing rate of temperature per temperature)是不同的，如假设在某一特定环境温度下一激 光的转换前波长(D刚好相同于一波长转换器的最大转换波长(Ae),而当环 境温度改变时如改变(一般是升高)至另一温度，上述激光的转换前波长(D与 波长转换器的最大转换波长(入。)即因不同变化程度(即不同改变率)而不再相同，即波长转换效率会降低(degraded),使波长转换光电装置如本案的固态激光模块向 外投射的激光，即转换后激光(波长入2)无法达成预期的亮度；因此，针对一波长 转换光电装置如本案的固态激光模块的使用而言，当环境温度改变致波长转换效率 相对降低时，此时调控固态激光模块以达成并维持在最大波长转换效率，也就是回 馈监控以增进固态激光模块向外投射的激光的亮度，是有其需要性及必要性的。传统式的固态激光包含各种不同的结构设计，如二才及管泵固态(diode pumped solid state,简称DPSS)激光，但大都有体积大(bulky)、须加外部声光调变器 (external acoustic optical modulator )、 低转换效率(low conversion efficiency)、 无温度4卜4尝才几制(no temperature compensation mechanism)及高能 量耗损(large energy consumption)的缺点，如US 4, 731, 795是采用同轴式的方 式来做组装，其整组激光模块的体积相当大，且组装方式较不易利用类式半导体封 装方式大量生产，且采用所述方式无法^L直接回馈监控，故所述固态激光;f莫块对于 输出功率的稳定性较低。US 5, 440, 574与上述US 4, 731795类式之间的差别在于构 装的结构有些不同，且不同点在于激光到非线性晶体的耦合镜片上的的差异。US 5, 187， 714是须配合特殊的封装外壳，在平面构装完成后只能从侧面发光，无法垂直 射出，且无法做直接回馈监控，对于输出功率的稳定性较低。US 6, 778, 582揭示利用 面射型激光(VCSEL)并叠上非线性晶体(nonlinear crystal)最后再叠上一个反射 4fe,而上述结构是放置在一散热基座(heat sink)上，其封装结构是釆用垂直方向 的堆叠技术，而其架构原理是利用近红外的面射型激光，如1064nm的波长的光， 经过非线性晶体(倍频晶体)转换产生532nra的绿光，再经过外部的反射镜及面射型 激光的顶面共振放大以产生绿光。Pub. No. US 2008 / 0002745 Al揭示利用非投 影区来做转换后光源波长补偿，即利用非投影区地方来监控输出光(转换后光源)功 率的稳定性，其补偿架构是利用经过波长转换器(wavelength converter)之后的光 再利用分光镜将部分的光读取到检测器(detector),而利用检测器所检测的电流值 来判断DBR激光的中心波长及非线性晶体中心波长是否有匹配，当检测器所检测的 电流值变小时表示DBR激光的中心波长及非线性晶体中心波长没有匹配，此时回馈 电路将会启动(利用非投影区动作)调整DBR激光phase section的电流值进而调整 DBR激光的中心波长，以达到输出光(转换后光源)功率的稳定效果。美国康宁/>司 (Corning Inc.)的论文 'Wavelength Matching and Tuning in Green Laser Packaging using Second Harmonic Generation' 是利用近乡工夕卜ilt光二才及管(DBR laser)发出波长1064nm激光，并利用聚光镜片将激光射入非线性晶体(波长转换器)6中以使106化m激光转换成532nm的绿光，其架构是分别在激光二极管(DBR laser) 及非线性晶体(波长转换器)下方设置一温度控制器及温度感测器，然此架构无法即 时去做激光二极管(DBR laser)及非线性晶体(波长转换器)中心波长的最佳化匹 配，只能利用量测所得的温度去做假设激光二极管(DBR laser)及非线性晶体(波长 转换器)两个中心波长的匹配，即调整激光二极管(DBR laser)及非线性晶体(波长 转换器)的温度，以让个别的中心波长移动，因此会产生失真的情况，也就是转换 后的输出光的功率将随外在温度而产生变化。目前固态激光模块的应用范围相当广泛，包含科学研究方面如材料特性量测、 科学用激发光源、太空遥测与资源探测等；国防工业方面如激光测距仪、激光追踪 扫描系统、激光防卫武器等；工业与民生方面如材料处理(如微机电系统MEMS加工、 电阻装饰、晶片标记)、水下摄影及海底探测、非破坏性检测、半导体晶圆检测等； 医疗用途方面如眼科治疗、皮肤治疗、牙齿治疗、牙科手术等。目前固态激光的产 值已位居所有激光^^莫块排行的第四位，已经深入到一般人的生活周围。又目前固态 激光都是以产生绿光及蓝光为主。(Periodically Poled Lithium Niobate，简称为PPLN)、钒酸钟晶体(KTiOP04， 筒称为KTP) 、 LBO、 BBO、 ADP等晶体，其中，P本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微型固态激光模块，其特征在于，其包含一固态激光、一波长转换器、一分光装置及一光检测器，其中；所述固态激光是发射激光并入射至所述波长转换器；所述波长转换器是以倍频原理将所述固态激光所发射的激光的波长转换成不同波长的激光，并入射至所述分光装置；所述分光装置是安排在所述波长转换器后方用以将射入的转换后激光分成第一及第二两道光束，其中所述第一道光束是向外射出以成为主要输出光源，其中所述第二道光束是穿过所述分光装置而入射至所述光检测器；所述光检测器是用以接收并检测经过所述分光装置的第二道光束的光功率；其中，利用所述分光装置的安排以使所述固态激光、所述波长转换器、所述分光装置及所述光检测器封装设置在一平面上处理；其中，通过所述光检测器侦测所述第二道光束的光功率，以对所述第一道光束进行光功率的回馈补偿及修正。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈致晓，陈国仁，温明华，
申请(专利权)人：宏瞻科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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