波长调谐装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及可使用单个角度操作来维持最高效率而不改变输入／输出光的位置的波长调谐装置和方法。为此，该波长调谐装置和方法包括以一体型被构造的透射型衍射光栅和反射镜，使得实现衍射光栅的最佳效率衍射角的光路可被形成，并旋转该一体结构以获得期望波长。因此，操作和控制的效率和精度可增加，且成本可减少。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及波长调谐装置和方法，尤其是涉及可使用单个角度操作来维持最高效 率而不改变输入/输出光的位置的波长调谐装置和方法。
技术介绍
光学器件的发展影响各种工业领域，且从微机械加工到高速通信的各种各样的下 一代技术基于光学器件。具体地，应用于工业和医疗技术例如用于使用具有高准直度的激 光来改进或微加工表面的技术、用于分离特定的细胞或医学物质的技术、用于使用光学介 质复制数据的技术、使用光纤的全反射的高速通信、用于识别纳米尺寸三维样本的结构的 显微技术等的光学器件变得更重要。通常，激光光学器件大部分使用单个波长。然而，当对使用不同波长的应用的要 求增加时，可调谐波长的波长调谐激光光学器件被引入，以明显增加通信波段，分析各种样 本，或从宽范围波长中选择提供最佳特征的这样的波长。应用用于调谐激光束的波长的技术的波长调谐激光器根据目的具有不同的结构。 然而，通常可应用于各种光学应用的波长调谐激光器通过控制具有预定波长波段的激光光 源的衍射角来选择并输出期望波长。附图说明图1是示出应用公知的利特罗腔的波长调谐装置的结构的视图。在这里，腔代表 用于光学共振的结构，包括衍射光栅、反射镜、透镜等，并通常称为光学腔。如图1所示，通过激光二极管1产生的激光通过准直透镜2变成平行光，并入射在 反射式衍射光栅3上。入射光根据反射式衍射光栅3的结构以特定的角度被衍射，以从反 射镜4被反射。在这个结构中，可通过控制衍射光栅3的角度来选择波长，并可根据选定的波长 来改变光路。因此，为了调整光路，需要复杂的操作，例如控制入射光或反射镜4的位置。此 外，根据入射光的衍射角的有效分布根据波长是不同的，使得在所有波长处维持最高效率 很难。此外，反射式衍射光栅具有绝对低的衍射效率。因此，该结构的衍射效率绝对低，因 为在该结构中使用反射式衍射光栅3。因此，当实现波长调谐激光装置时，该装置的尺寸很 大，且维持光的位置和路径很难。因此，存在问题，因为需要高成本和大尺寸，且精度低。图2是示出应用利特罗腔的波长调谐装置的结构的视图。参考图2，通过激光二极 管11产生的激光通过准直透镜12变成平行光，并以衍射角被反射式衍射光栅13衍射。衍 射光从反射镜14反射并再次入射在反射式衍射光栅13来以特定的角被衍射。在该结构中，通过控制反射镜14的角度可选择波长。由于用于反射的衍射光栅13 的位置是固定的，存在优点，因为入射光的位置和输出光的路径不改变。然而，该结构具有 非常低的效率，因为它不仅使用不能反射100%的输入光的衍射光栅13来反射多个光束， 而且根据波长改变的反射效率不能被补偿。因此，可被选择的波长的范围减小了。具体地， 需要波长区域可能重叠的大量激光二极管来提供宽范围的波长，以便降低成本。此外，代替 激光二极管来选择波长的时间段减小了，使得操作时间减小了。此外，光路被位置固定的反4射式衍射光栅13限制，使得光路的选择被限制。因此，为了解决这个限制，需要额外的反射 镜结构，且其尺寸增加了。因此，存在对光路可被自由设计的波长调谐装置和方法的快速增加的需要，该光 路不根据选定的波长改变，输出效率和波长选择的精度高，对波长选择所需的控制简单，且 其尺寸小。专利技术的公开内容技术问题为了克服上面的问题，本专利技术提供了一种波长调谐装置和方法，其包括以一体型 被构造的透射型衍射光栅和反射镜，使得实现衍射光栅的最佳效率衍射角的光路可被形 成，旋转该一体结构以获得期望波长，并执行简单的操作来选择高效率波长。本专利技术还提供了一种波长调谐装置和方法，其可通过选择透射型衍射光栅的衍射 栅格排列角(arrangement angle)处于最高效率被维持的状态中来设计期望光路，以增加 波长调谐装置的设计自由度并减小装置的尺寸。本专利技术还提供了一种波长调谐装置和方法，其被自动设置，使得通过根据波长执 行简单的角度调节操作，从宽波长波段中选择的波长的效率是相应波长的最高效率。本专利技术还提供了一种波长调谐装置和方法，其以固定角度组合体积相位全息光栅 (VPHG)和反射镜，使得考虑到入射在对宽波长波段和衍射栅格的排列角有高透射效率的 VPHG上的光的入射角，透射光的衍射角是最高效率角，且光会聚到小孔中，以便减小装置的 尺寸并使用单个操作单元增加效率和波长选择精度。本专利技术还提供了一种波长调谐装置和方法，其根据选定的波长维持最佳效率以实 现从激光二极管提供的大部分波长波段的有效输出，并从具有不同的波长波段的多个激光 二极管中机械地或电动地选择一个，以便使用少量激光二极管从宽波段中选择精确的波 长。技术方案根据本专利技术的方面，提供了一种波长调谐装置，其包括光源单元，其具有预定的 波长波段；透射型衍射单元，其以根据栅格排列角的角度衍射从所述光源单元提供的光； 反射镜，其布置成相邻于所述透射型衍射单元，使得以最高效率衍射角通过的光通过目标 光路，所述最高效率衍射角通过使用入射在所述透射型衍射单元上的光的角度和所述栅格 排列角来获得；组合单元，其将透射型衍射单元与反射镜组合为单个结构；以及驱动单元， 其根据选定的波长旋转组合单元。在本专利技术的上面的方面中，最高效率衍射角可为与透射型衍射单元上的入射角对 称的光的角度，且最高效率衍射角可等于入射光的角度。此外，光源单元可包括具有不同波长波段的多个光源和用于从所述光源中机械地 选择一个光源的光源选择单元。此外，光源单元可为激光指示器，并且还包括反射从所述反射镜反射的光的一部 分的耦合器以设置外部腔。此外，波长调谐装置还可包括用于会聚从反射镜反射的光的透镜；以及小孔透 镜，只有会聚在所述透镜上的一种波长的光通过所述小孔透镜透射。此外，波长调谐装置还包括用于反射从所述反射镜反射的光的一部分并将输出量值转变成电信号的部分反射和监控单元。此外，驱动单元可绕所述透射型衍射单元的衍射轴与所述反射镜的反射面的延长 线交叉的点旋转所述透射型衍射单元和所述反射镜。此外，波长调谐装置可包括用于校正从光源提供的光以具有圆形形状的形状校正 单元和用于校正焦点的焦点校正单元中的一个或多个。此外，透射型衍射单元可为体积相位全息光栅(VPHG)。根据本专利技术的另一方面，提供了一种波长调谐装置，其包括光源单元，其具有预 定的波长波段；反射镜，其反射从光源单元提供的光；透射型衍射单元，其以根据栅格排列 角改变的角度透射并衍射从反射镜反射的光，并布置成相邻于反射镜，使得具有关于所述 栅格排列角等于入射光的角度的衍射角的光在目标光路上通过；组合单元，其固定反射镜 与透射型衍射单元之间的排列角，以将反射镜与透射型衍射单元组合为单个结构；以及驱 动单元，其根据选定的波长旋转组合单元。根据本专利技术的另一方面，提供了一种包括具有激光光源单元和外部腔的激光输出 结构的波长调谐装置，其包括透射型衍射光栅，其为根据栅格排列角来透射和衍射入射激 光的VPHG ；反射镜，其用于确定光路，以便使以衍射角输出的光能够会聚在输出点上，该衍 射角关于栅格排列角与入射在透射型全息衍射光栅上的光的入射角对称；组合单元，其用 于布置并固定透射型全息衍射光栅和反射镜以具有固定的角度；以及光学腔，其包括用于 旋转组合单元的驱动单元。在本专利技术的上面的方面中，透射型衍射光栅和反射镜可按光路的相反顺序布置。此外，只有根据光路上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长调谐装置，包括：光源单元，其具有预定波长波段；透射型衍射单元，其以根据栅格排列角的角度衍射从所述光源单元提供的光；反射镜，其布置成相邻于所述透射型衍射单元，使得以最高效率衍射角通过的光通过目标光路，所述最高效率衍射角通过使用入射在所述透射型衍射单元上的光的角度和所述栅格排列角来获得；组合单元，其将所述透射型衍射单元与所述反射镜组合为单个结构；以及驱动单元，其根据选定的波长旋转所述组合单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑镇燮，金炳珉，
申请(专利权)人：株式会社欧朋贝斯，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]