紧凑声光调制器的制作方法

专利名称：紧凑声光调制器的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种声光调制器(AOM)、制造AOM的方 法以及使用AOM来调整激光束功率的装置和方法，它们特别用于彩 色图像投影系统，所述彩色图像投影系统用于在保持低功耗、高分辨 率、小型紧凑尺寸、静音操作和最小振动的同时，投影二维彩色图像。
背景技术：
通常已知根据在相互正交的方向上振荡以在光栅图案上扫描激 光束的一对扫描镜，在屏幕上投影二维图像。但是，已知的图像投影 系统通过有限分辨率和非全色来投影图像，所述分辨率通常小于 640x480像素的视频图形阵列(VGA)质量的四分之一。为了获得全色图像，需要红色、蓝色和绿色激光器在大约100 MHz的频率脉动。当前可以获得的红色和蓝色激光器可以在这样的高 频下脉动，但是当前可以获得的绿色激光器不能如此。结果，使用声 光调制器(AOM)来高频调制由绿色激光器发出的绿色激光束的强 度。通常，AOM包括通过绿色光束的晶体；声换能器，用于在所 述晶体中产生声波以产生调制的输出光束；以及匹配网络，用于将声驱动信号阻抗匹配到所述换能器。但是，已知的AOM的物理尺寸较大，由此使得它们不适合于小 型手持电池操作的应用。例如，所述匹配网络和晶体通常被彼此隔开 地安装在公共散热器上。而且，调整已知AOM相对于激光束的位置 很麻烦，因为需要相当大尺寸并具有多个运动自由度的光具座。已知 的匹配网络还使用可手动调谐的部件，其助长了高装配成本。

发明内容
因此，本发明的一般目的是，提供一种紧凑声光调制器(AOM), 其特别用于图像投影装置，所述装置在离开所述装置的扩展距离范围 上投影锐利清晰的二维彩色图像。本发明的另一个目的是，最小化这样的AOM的物理尺寸。 本发明的另一个目的是，简化由这样的AOM产生的激光束输出 功率的调整。本发明的另一个目的是，消除在这样的AOM中4吏用的匹配网络 的调谐。一个附加目的是，提供一种在不同形状因子的许多仪器中使用的 小型、紧凑、轻便和便携的彩色图像投影装置。与以下变得显然的这些目的和其他目的一致，本发明的一个特征 简而言之在于一种紧凑声光调制器(AOM)及其制造方法，其包括 组件，所述组件包括晶体和声换能器，所述晶体最好是声光晶体，所 述声换能器最好是压电换能器，用于通过由所述换能器产生的声波来 调制入射到晶体上的激光束的强度以产生调制的输出光束。AOM还 包括由所述组件支持的匹配网络，用于将声驱动信号(最好是射频 信号)阻抗匹配到所述换能器；以及底座，其具有一个轴，并且用于 支撑所述組件和匹配网络沿着所述轴以及在围绕所述轴的圆周方向 上的联合运动。因此，按照本发明的一个特征，所述匹配网络未被安装成与所述 组件隔开，而是被安装在所述组件上以便与其联合运动，不仅在轴向 上联合运动用于高度调整，而且在圆周方向上联合运动用于角度调 整。而且，在所述匹配网络和所述组件之间以及在所述组件和所述底 座之间使用导热粘合剂，以向底座传导废热，而不是使用独立的散热 器。本发明的另 一个特征在于，使得能够在所述匹配网络和所述組件 之间进行直接的点到点引线接合，而不改变所述AOM的任何部件的 方位。因此，所述匹配网络包括印刷电路板，其具有位于通常与所述 轴平行的平面内的导电电镀的边缘。所述组件具有也位于通常与所述
轴平行的平面内的电极，因为所述电极和所述电镀边缘面向相同方 向，因此进行直接的点到点引线接合。相反，现有技术要求在组件和 匹配网络之间面向不同方向的点接合引线，由此要求在引线接合期间 重新定位所述部件。在所述板上与所述轴对准地安装连接器，其最好是共轴的射频(RF)连接器。因此，按照本发明的另一个特征，弹簧加载的RF探 针在轴向上连接到所述RF连接器，以在激光束入射到晶体上的同时 向换能器施加所述声驱动信号。因此在激光束入射到晶体上和声驱动 信号被施加到换能器的同时调整AOM的位置。通过改变AOM相对 于激光束的高度和/或角度位置，来调整输出光束的功率，最好是调整 为最大值。在AOM的这个调整期间，RF探针不干扰所述高度或角 度调整，因为RF探针沿着所述轴延伸。另 一个特征体现在使得匹配网络上的所有阻抗不可调整。在现有 技术中，使用电感线圏的手动调谐来补偿容许范围。但是，通过使用 固定阻抗来避免这种调谐。在用于投影二维彩色图像的图像投影装置中，AOL的使用和调 整特别有益。所述装置包括支架，其具有安装通道；多个红色、蓝 色和绿色激光器，用于分别发出红色、蓝色和绿色激光束；光学组件， 用于共线地安排所述激光束以便形成复合光束；扫描器，用于在与所 述支架相距工作距离的空间中将所述复合光束扫描为扫描线的图案， 每条扫描线具有多个像素；以及控制器，用于使得选择的像素被所述 激光束照亮并导致可见，以产生彩色图像。AOM的底座被安装在所 述安装通道中，以便沿着所述轴以及围绕所述轴在圓周方向上运动， 以实现上述输出光束(特别是绿色光束)的功率调整。在优选实施例中，所述扫描器包括一对可振荡的扫描镜，用于沿 着通常相互垂直的方向以不同扫描频率和不同扫描角度来扫描所述 复合光束。至少一个所述扫描频率超过可听频率，例如超过18kHz， 以降低噪声。通过惯性驱动来驱动至少一个扫描镜以最小化功耗。图 像分辨率最好超过VGA质量的四分之一，但是通常等于或者超过
VGA质量。AOM、支架、激光器、扫描器、控制器和光学组件最好 占用小于三十立方厘米的体积。由于其紧凑和小型尺寸，所述装置可交换地可安装在不同形状因 子的外壳中，包括但不限于笔状、枪状或手电筒状仪器、个人数字助 理、挂件、手表、计算机，以及简而言之，任何形状。被投影的图像 可以用于广告或者信号目的，或者用于电视机或计算机监视屏，简而 言之用于期望显示某些内容的任何目的。


图1是在与其相距工作距离的位置投影图像的手持仪器的透视图；图2是用于安装在图1的仪器中的按照本发明的图像投影装置的 放大顶上透视图；图3是图2的装置的顶视平面图。图4是用于图2的装置的惯性驱动的前透视图；图5是图4的惯性驱动的后透视图；图6是图2的装置的实际实现的透视图；图7是描述图2的装置的操作的电示意方框图；图8是在图6的装置中使用的声光调制器(AOM)的透视图；图9是图8的AOM的分解图；图10是图8的AOM的顶视平面图；图11是图8的AOM的底视平面图；图12是图8的AOM的前正视图；图13是在图11的线13-13上所取并被示出安装在图6的装置的 支架上的截面视图；以及图14是在图8的AOM中使用的匹配网络的电示意图。
具体实施方式
图1中的附图标号IO—般表示手持仪器，诸如个人数字助理，
其中安装了如图2中所示的轻便紧凑的图像投影装置20，其用于在与 所述仪器相距可变距离的位置投影二维彩色图像。举例而言，图像18 位于相对于仪器10的工作距离范围内。如图1中所示，图像18在沿着图像的水平方向延伸的光学水平 扫描角度A上延伸，并且在沿着图像的垂直方向延伸的光学垂直扫描 角度B上延伸。如下所述，所述图像包括所述装置20中的扫描器所 扫描的扫描线的光栅图案上的被照亮和未被照亮像素。所述仪器10的平行六面体形状表示可以在其中实现所述装置20 的外壳的仅仅一种形状因子。所述仪器的形状可以是钢笔、蜂窝电话、 蛤壳或手表，如例如在下述文件中所示被转让给与本申请相同的受 让者的2002年4月4日提交的美国专利申请第10/0卯，653号，其在 此通过引用被并入。在所述优选实施例中，所述装置20在体积上小于大约30立方厘 米。这个紧凑的小型尺寸允许所述装置20被安装在许多不同形状、 大的或小的、便携的或静态的外壳中，其中包括具有板上显示器12、 键盘14和窗口 16 (图像通过其被投影)的外壳。参见图2和3，所述装置20包括半导体激光器22，其当被激励 时发出在大约635-655纳米的亮红色激光束。透镜24是具有正焦距的 双球面凸透镜，并且用于几乎收集红色光束中的所有能量，并用于产 生衍射受限光束。透镜26是具有负焦距的凹透镜。透镜24、 26被未 被说明的相应透镜架分开固定在仪器10内的支架(为了清楚在图2 中未示出)上。透镜24、 26成形所述工作距离上的红色光束轮廓。另一个半导体激光器28被安装在所述支架上，并且当被激励时 发主在大约475-505纳米的衍射受限蓝色激光束。另一个双球面凸透 镜30和凹透镜32用于以与透镜24、 26类似的方式来成形蓝色光束 轮廓。具有大约530纳米波长的绿色激光束不是由半导体激光器产生 的，而是由绿色模块34产生，所述绿色模块34具有红外线二极管泵 浦YAG晶体激光器，其输出光束是1060纳米。非线性倍频晶体包括
在两个激光镜之间的红外线激光腔内。因为所述腔内的红外线激光功 率比在所述腔外耦合的功率大得多，因此倍频器更有效地在腔内产生倍频绿光。激光器的输出镜对于1060纳米红外线辐射是反射的，并 且对于倍频的530纳米绿色激光束是透过的。因为固态激光器和倍频 器的正确操作要求精确的温度控制，因此使用依赖于珀耳帖效应的半 导体器件来控制绿色激光器模块的温度，热电冷却器可以根据施加的 电流的极性来加热或冷却所述器件。热敏电阻是绿色激光器模块的一 部分以便监控其温度。来自热敏电阻的读数被馈送到控制器，其因此 调整到所述热电冷却器的控制电流。如下所述，在操作中激光器在大约100 MHz的频率脉动。红色 和蓝色半导体激光器22、 28可以在这样的高频脉动，但是当前可以 获得的绿色固态激光器不能。结果，来自绿色模块34的绿色激光束 通过声光调制器(AOM) 36脉动，声光调制器(AOM) 36在晶体内 产生声驻波以便衍射绿色光束。但是，AOM36产生0级未衍射光束 38和第一级脉动衍射光束40。光束38、 40彼此发散，并且为了将它 们分离以便消除不期望的0级光束38，光束38、 40沿着具有折叠式 反射镜42的长的折叠路径进行路由。或者，可以在绿色激光器模块 的外部或内部使用AOM来脉动所述绿色激光束。调制绿色激光束的 其他可能方式包括电吸收调制或者Mach-Zender干涉仪。在图2中示 意地示出了 AOM，并且在图8-14中更详细地说明AOM。光束38、 40路由通过正负透镜44、 46。但是，仅仅允许衍射绿 色光束40照射在折叠式反射镜48上并从折叠式反射镜48反射。未 衍射光束38被最好安装在反射镜48上的吸收器50吸收。所述装置包括一对分色滤光器52、 54，它们被布置成使得绿色、 蓝色和红色光束在到达扫描组件60之前尽可能共线。滤光器52允许 绿色光束40通过，但是通过干涉效应反射来自蓝色激光器28的蓝色 光束56。滤光器54允许绿色和蓝色光束40、 56通过，但是通过干涉 效应反射来自红色激光器22的红色光束58。近乎共线的光束40、 56、 58被引导到静态反射镜62并从其反射。 镜64，其能够以第一扫描速率被惯性驱 动66 (在图4-5中被分离地示出)振荡，以将从反射镜62反射的激 光束扫过第一水平扫描角度A;以及，第二扫描镜68，其能够以第二 扫描速率被惯性驱动66 (在图4-5中被分离地示出)振荡，以将从第 一扫描反射镜64反射的激光束扫过第二垂直扫描角度B。在一种变 化构造中，扫描镜64、 68可以被替换为单个双轴镜。惯性驱动66是高速低电耗的部件。可以在下述文件中找到所述 惯性驱动的细节2003年3月13日提交的美国专利申请第10/387,878 号，其被转让给与本申请相同的受让者，并且在此通过引用被并入。 惯性驱动的使用将扫描组件60的功耗减少到小于1瓦，并且在如下 所述的投影彩色图像的情况下小于10瓦。驱动66包括活动框74，用于通过铰链来支撑扫描镜64，所述铰 链包括一对共线铰链部分76、 78，所述铰链部分76、 78沿着铰链轴 延伸并连接在扫描镜64的相对区域和所述框的相对区域之间。所述 框74不必如图所示的围绕扫描镜64。所述框、铰链部分和扫描镜被制造为一体的、 一般是平面的硅衬 底，其大约15(Hi厚。所述硅被蚀刻以形成Q形槽，其具有上平行槽 部分、下平行槽部分和U形中心槽部分。扫描镜64最好具有椭圆形 状，并且可在所述槽部分中自由运动。在优选实施例中，沿着椭圆形 状的扫描镜的轴的尺寸为749jixl600n。每个铰链部分在宽度上测量 为27ji，并且在长度上为1130n。所述框为矩形，其在宽度上测量为 3100n，在长度上为4600ji。所述惯性驱动#:安装在通常平面的印刷电路板80上，并操作用 于直接移动所述框以及通过惯性间接地在所述铰链轴附近振荡所述扫描镜64。所述惯性驱动的一个实施例包括一对压电换能器82、 84， 所述压电换能器82、 84与板80垂直地延伸并与铰链部分76两侧的 框74的隔开的部分接触。可使用粘合剂来确保每个换能器的一端和 每个框部分之间的永久接触。每个换能器的相对端从板80的背面突 出并通过导线86、 88连接到周期性交变电压源(未示出)。
在使用中，周期性信号向每个换能器施加周期性驱动电压，并使得相应的换能器在长度上交替地伸缩。当换能器82延伸时，换能器 84收缩，反之亦然，由此同时推和拉隔开的框部分，并且使得所述框 架围绕所述铰链轴扭转。所述驱动电压具有对应于扫描镜的谐振频率 的频率。扫描镜从其初始静止位置运动，直到它也以所述谐振频率围 绕所述铰链轴振荡。在一个优选实施例中，所述框和扫描镜大约150n 厚，并且扫描镜具有高的Q因子。每个换能器在大约lji的运动可以 引起扫描镜以超过20 kHz的扫描频率振荡。另一对压电换能器90、 92与板80垂直地延伸并与铰链部分78 两侧的框74的隔开的部分永久接触。换能器90、 92作为反馈装置， 用于监控框的振荡运动，并且产生电反馈信号，并且将其沿着导线94、 96传导到反馈控制电路(未示出)。或者，取代用于反馈的压电换能器90、 92，可以使用磁反馈， 其中在高速反射镜的背部上安装磁铁，并且使用外部线團来拾取由振 荡磁铁产生的变化磁场。虽然光可以从扫描镜的外表面反射，但是期望^f吏用镜面涂层来涂 敷反射镜64的表面，所述涂层由金、银、铝制成或者是特殊设计的 高反射率的电介质涂层。电磁驱动70包括永久磁铁，其与电磁线圏72结合安装在第二扫 描反射镜68上并在其后，电磁线圏72用于响应于接收到周期性驱动 信号而产生周期性磁场。线團72与磁铁相邻，使得周期性磁场与磁 铁的永久磁场进行磁交互，并且使得磁铁并继而使得第二扫描镜68 振荡。惯性驱动66以最好大于5 kHz的扫描频率，具体上大约18 kHz 或更高的扫描频率来高速振荡扫描镜64。这个高扫描频率是不可听见 的频率，由此最小化噪声和振动。电磁驱动70以大约40 Hz的更低 扫描频率来振荡扫描镜68，其足够快以允许图像驻留在人眼视网膜上 而没有过量闪烁。较快的反射镜64扫描水平扫描线，并且较慢的反射镜68垂直地
扫描水平扫描线，由此产生作为大致平行扫描线的格栅或序列的光栅 图案，从其构成图像。每条扫描线具有多个像素。图像分辨率最好是1024x768像素的XGA质量。在有限工作范围上，我们可以显示被表 示为720p、 1270x720 <象素的高清晰度电视标准。在一些应用中， 320x480像素的VGA质量的二分之一或者320x240像素的VGA质量 的四分之一是足够的。最小，期望160x160像素的分辨率。反射镜64、 68的角色可以交换，使得反射镜68较快而反射镜 64较慢。反射镜64也可以被设计成扫描垂直扫描线，在这种情况下， 反射镜68将扫描水平扫描线。而且，惯性驱动可以用于驱动反射镜 68。事实上，可以通过机电、电、机械、静电、磁或者电磁驱动来驱 动任何一个反射镜。以恒定速度扫描模式来操作所述慢反射镜，在此期间显示图像。 在反射镜的返回期间，所述反射镜以其显著更高的自然频率扫描回初 始位置。在反射镜的回程期间，激光器可以被断电，以便减少所述装 置的功耗。图6是在与图2的透视相同的透视图中装置20的实际实现方式。 上述部件被安装在支架上，所述支架包括顶盖100和支撑板102。固 定器104、 106、 108、 110、 112分别相互对准地固定折叠式反射镜42、 48、滤光器52、 54和反射镜62。每个固定器具有多个定位槽，用于 容纳静态安装在支架上的定位柱。因此，正确地定位所述反射镜和滤 光器。如图所示，存在三个柱子，由此允许两个角度调整和一个横向 调整。每个固定器可以被粘结在其最终位置。通过选择性照亮一条或多条扫描线中的像素来构成图像。如下参 见图7更详细所述，控制器114使得通过三个激光束来照亮光栅图案 中的所选像素并使其可见。例如，红色、蓝色和绿色功率控制器116、 118、 120分别向红色、蓝色和绿色激光器22、 28、 34传导电流，以 激励后者在每个所选像素发出相应光束，以及不向所述红色、蓝色和 绿色激光器传导电流，以去激励后者以便不照亮其它未选像素。被照 亮和未被照亮的像素的最终图案构成图像，其可以是人或者机器可读
信息或者图形的任何显示。参见图1,以放大视图来示出光栅图案。在一个端点开始，通过 惯性驱动沿着水平方向以水平扫描频率向相对端点扫描激光束以形成扫描线。随即，通过电磁驱动70沿着垂直方向以垂直扫描频率向 另一个端点扫描激光束以形成第二扫描线。以相同的方式来形成连续 扫描线。通过在微处理器114或者控制电路的控制下通过功率控制器 116、 118、 120的操作在所选时间进行或者停止激励或脉动激光器， 在光栅图案中建立图像。激光器产生可视光，并且仅仅当期望看见期 望图像中的像素时被接通。通过光束的一个或多个颜色来确定每个像 素的颜色。可以通过一个或多个红色、蓝色和绿色激光器的选择性叠 加来形成可视光语中的任何颜色。光栅图案是由每条线上的多个像素 或者多条线构成的格栅。所述图像是所选像素的位图。每个字母或者 数字、任何图形设计或者标识以及甚至机器可读条形码符号可以被形 成为位图的图像。如图7中所示，具有垂直和水平同步数据以及像素和时钟数据的 进入视频信号在微处理器114的控制下被发送到红色、蓝色和绿色緩 冲器122、 124、 126。 一个全VGA帧的存储需要许多千字节，并且 将期望在緩冲器中具有足够的存储器用于两个全帧，以使得一个帧能 够被写入，而另一个帧被处理和投影。被緩沖的数据在速度廓线仪130 的控制下被发送到格式化器128，并且被发送到红色、蓝色和绿色查 找表(LUT)132、 134、 136,以校正由扫描引起的固有内部失真以 及由投影图像的显示角度引起的几何失真。结果产生的红色、蓝色和 绿色数字信号被数模转换器(DAC) 138、 140、 142转换为红色、蓝 色和绿色模拟信号。红色和蓝色模拟信号被馈送到红色和蓝色激光器 驱动器(LD) 144、 146，红色和蓝色激光器驱动器(LD) 144、 146 也连接到红色和蓝色功率控制器116、 118。绿色模拟信号被馈送到 AOM射频(RF)驱动器150，并且继而被馈送到绿色激光器34，绿 色激光器34也连接到绿色LD 148和连接到绿色功率控制器120。
在图7中还示出了反馈控制，包括红色、蓝色和绿色光电二极管 放大器152、 154、 156，其连接到红色、蓝色和绿色模数(A/D)转 换器158、 160、 162，并且继而连接到微处理器114。通过热敏电阻 放大器164来监视热量，热敏电阻放大器164连接到模数转换器166， 并且继而连接到微处理器。扫描镜64、 68由驱动器168、 170驱动，驱动器168、 170净皮馈 送来自DAC 172、 174的模拟驱动信号，DAC 172、 174继而连接到 微处理器。反馈放大器176、 178检测扫描镜64、 68的位置，并且连 接到反馈模数转换器180、 182，并且继而连接到微处理器。功率管理电路184用于在允许快速接通时间的同时最小化功率， 这最好是通过将绿色激光器总是保持接通，并且将红色和蓝色激光器 的电流保持在刚好低于发射激光的门限值。激光器安全关断电路186用于如果任何一个扫描镜64、 68被检 测到不在适当位置则关断激光器。图8中的详细透视图和图9中的放大视图中分离地示出了在图 2-3和6中示意地所示的AOM 36。 AOM 36包括组件，其具有晶体 200，诸如二氧化碲，诸如来自绿色激光器34的绿色光束的激光束通 过所述晶体；以及声换能器202，诸如压电换能器，用于产生通过晶 体的声波。可以在图9中最佳地看出，绿色光束204入射到晶体的平面侧表 面206上，单向通过所述晶体，并且通过晶体的相对侧表面射出。所 述声波沿着与光束通道垂直的横向通过晶体。可以在图13中看出， 声波从前侧表面208向晶体的后侧表面210通过。传统上，穿过晶体 的激光束在被称为布里渊散射的处理中被声波从其路径转向。输出的 激光束被声波的存在调制。如上所述，输出的绿色激光束具有O级非 衍射光束分量38和第一级衍射光束分量40。衍射光束分量40更有用， 其输出功率将按照本发明被调整以产生投影图像的绿色分量。AOM36还包括匹配网络212，用于将声驱动信号(诸如射频) 阻抗匹配到换能器202。所述匹配网络212包括打印电路板(PCB)214，在其上与非可调无源部件(诸如电感器Ll、 L2、 L3和电容器 Cl、 C2、 C3和C4，如图14中所示) 一起安装了电连接器，诸如同 轴射频(RF )连接器216。 PCB 214在PCB的边缘222具有城堡状 或者半圃凹口218、 220。这些凹口,皮独立地导电电镀。按照本发明的一个特征，匹配网络212最好借助于双面导热低模 数的粘合带224安装在晶体和换能器组件的上部，所述粘合带的平表 面与组件的上平表面接触。这与现有技术的AOM相反，在现有技术 的AOM中，匹配网络在散热片上与晶体隔开。继而，在具有圆柱部分232和平台部分234的底座230上安装所 述组件。再次借助于双面导热低模数的粘合带226，组件的下平表面 被安装成与平台部分234进行平表面区域接触。可以在图13中最佳 地看出，圆柱部分232具有中心轴228，并且RF连接器216与所述 轴同轴。上述支撑板102具有在AOM之下的架子236。如图13中所示，架子236具有安装通道238，其中容纳了圆柱部分232，其具有沿着轴228运动的自由度(用于高度调整)，以及在围绕轴228的任一圆周方向上运动的自由度(用于逆时针或者顺时针的角度调整)。因为所述晶体和换能器组件和匹配网络都被叠放在所述底座上，所有这些 部件参与联合运动。圆柱部分232的内部具有直径肋240 (也参见图11)，用于与用 于在轴向上抬起或者降低底座和/或在圆周方向上转动底座的工具啮 合。 一旦到达了如下更详细所述的晶体相对于入射激光束的期望位 置，则在所述底座和所述架子之间引入诸如可紫外线固化粘合剂的可 固化粘合剂242，以在所调整的位置固定底座。换能器202在图13中面向左的其垂直侧面上具有电极244 (参 见图12)。电镀的凹口 218、 220也具有垂直侧面，其在图13中在同 一方向上面向左。第一引线接合246连接在凹口 218和电极244之间。 第二引线接合248连接在凹口 220和换能器的地之间，所述凹口突出 于换能器的电极面之上。在引线接合期间，直接从一个点到另一个点
进行每个引线接合，而不改变任何部件的方位。这与现有技术的引线 接合相反，在现有技术的引线接合中，每条引线的相对端在不同方向 上面对，由此要求在引线接合期间重新定位所述部件。
为了调整绿色光束，最好是其衍射光束分量40的输出功率，激 励绿色激光器34，并且另外通过RF连接器216向换能器传送声驱动 信号。在优选的设置中，弹簧加载的探针在轴向上被定位成与RF连 接器电接触。然后，晶体的入射表面206的高度和/或角度通过运动底 座而被相对于入射激光束定位。当衍射光束分量40的输出功率最大 时，通过应用粘合剂242来固定底座的位置并因此固定入射面206的 位置。将注意到，与轴228对准的RF连接器216的位置保证了 RF 探针不干扰调整。换句话说，RF探针不必在调整期间被运动，即使 RF探针在调整期间连接到RF连接器216。
如上所述，匹配网络的所有阻抗是固定的，即不可调。这与现有 技术的调整气冷蛇管相反，现有技术的调整气冷蛇管的存在使得传统 匹配网络很笨重，并且不适合于小型化手持电池操作的应用。
虽然已经如在AOM、制造AOM的方法、用于使用AOM来调 整激光束功率的装置和方法(特别是用于彩色图像投影装置和方法 中)中所体现的那样图解和描述了本发明，但是本发明不意欲限于所 示的细节，因为可以在不以任何方式脱离本发明的精神的情况下进行 各种修改和结构改变。
权利要求
1.一种紧凑的声光调制器(AOM)，包括a)包括晶体和声换能器的组件，用于通过所述换能器产生的声波来调制入射到晶体上的激光束的强度以产生调制的输出光束；b)由所述组件支撑的匹配网络，用于将声驱动信号阻抗匹配到所述换能器；以及c)底座，其具有一个轴，并且用于支撑所述组件和匹配网络，以便沿着所述轴以及在围绕所述轴的圆周方向上进行联合运动。
2. 按照权利要求1的AOM，其中，所述底座具有围绕所述轴 对称的圆柱部分和在轴的径向上延伸的平台部分。
3. 按照权利要求2的AOM，其中，粘合剂用于将所述组件表 面区域安装到所述平台部分上。
4. 按照权利要求2的AOM，其中，所述组件具有上表面，以 及粘合剂用于将所述匹配网络表面区域安装到所述组件的上表面上。
5. 按照权利要求1的AOM，其中，所述匹配网络包括印刷电 路板和与所述轴轴向对准地安装在所述板上的连接器。
6. 按照权利要求5的AOM，其中，所述匹配网络包括所述板 上的不可调阻抗。
7. 按照权利要求2的AOM，其中，所述底座包括接合部分， 用于接合用于沿着所述轴以及在围绕所述轴的圆周方向上运动所述 底座的工具。
8. 按照权利要求1的AOM，其中，所述匹配网络包括印刷电 路板，其在所述轴的径向上延伸，所述板具有至少一个导电电镀的边 缘，其位于通常与所述轴平行的平面中；以及其中，所述换能器具有 电极，其位于也通常与所述轴平行的平面中；至少一个引线接合电连 接在所述至少一个电镀边缘和所述电极之间。
9. 一种制造紧凑声光调制器(AOM)的方法，包括步骤a)在具有一个轴的底座上安装包括晶体和声换能器的组件，所述组件用于通过所述换能器产生的声波来调制入射到晶体上的激光束的强度以产生调制的输出光束；b)在所述组件上安装匹配网络，所述匹配网络用于将声驱动信 号阻抗匹配到所述换能器，所述匹配网络和组件被所述底座支撑，以 便沿着所述轴以及在围绕所述轴的圆周方向上进行联合运动。
10. 按照权利要求9的方法，其中，所述组件通过粘合剂被表面 区域安装到底座上；以及其中，所述匹配网络通过粘合剂被表面区域 安装到所述组件上。
11. 一种用于调整激光束功率的装置，包括a) 具有安装通道的支架；b) 由支架支撑的激光器，用于发射激光束；以及c) 声光调制器(AOM)，包括具有晶体和声换能器的组件，所 述组件用于通过所述换能器产生的声波来调制入射到晶体上的激光 束的强度以产生具有功率的调制输出光束；所述AOM包括由所述组 件支撑的匹配网络，用于将声驱动信号阻抗匹配到所述换能器；所述 AOM包括底座，其具有一个轴，并且用于支撑所述组件和匹配网络， 所述底座被安装在所述安装通道中，以便沿着所述轴以及在围绕所述 轴的圆周方向上相对于激光束运动到调整位置，在所述调整位置，调 制输出光束的功率被设置为调整值。
12. 按照权利要求ll的装置，其中，调制输出光束包括0级未 衍射光束分量和第一级衍射光束分量，以及其中，所述底座可运动以 便调整衍射光束分量的功率。
13. 按照权利要求ll的装置，其中，所述支架包括光学组件， 用于聚焦调制输出光束；扫描器，用于在与所述支架相距工作距离的 空间中将调制输出光束扫描为扫描线的图案，每个扫描线具有多个像 素；以及控制器，用于使得通过调制输出光束来照亮所选像素并使其 可见，以产生图像。
14. 按照权利要求ll的装置，其中，所述底座具有围绕所述轴 对称的圆柱部分和在所述轴的径向上延伸的平台部分。200680010187.7权利要求书第3/3页
15. 按照权利要求14的装置，其中，第一粘合剂用于将所述组 件表面区域安装到所述平台部分上，第二粘合剂用于将所述匹配网络 表面区域安装到所述组件的上表面上。
16. 按照权利要求ll的装置，其中，所述匹配网络包括印刷电 路板和与所述轴对准地安装在所述板上的连接器。
17. 按照权利要求14的装置，其中，所述底座包括啮合部分， 用于啮合用于沿着所述轴以及在围绕所述轴的圆周方向上运动所述 底座的工具。
18. —种调整激光束功率的方法，包括步骤a) 在支架上形成安装通道；b) 在支架上支撑激光器，并且激励所述激光器以《更发出激光束；c) 在安装通道中安装具有一个轴的底座，以便沿着所述轴以及 在围绕所述轴的圓周方向上相对于激光束进行运动；d) 在底座上安装声光调制器(AOM)组件以便与其联合运动， 所述组件包括晶体和声换能器，并且用于通过所述换能器产生的声波 来调制入射到晶体上的激光束的强度以产生具有功率的调制输出光 束；e) 在所述组件上安装匹配网络，用于将声驱动信号阻抗匹配到 所述换能器；以及f) 在激励激光器的同时并且在施加声驱动信号的同时，在安装 通道中运动所述底座，以便将调制输出光束的功率调整到调整值。
19. 按照权利要求18的方法，其中，所述匹配网络包括与所述 轴对准的连接器。
20. 按照权利要求18的方法，其中，通过啮合所述底座的可运 动工具来执行所述运动步骤。全文摘要
一种轻便紧凑的图像投影模块，特别用于安装在具有透光窗口的外壳中，用于使得照亮光栅图案中的所选像素以产生彩色的VGA质量的高分辨率图像。紧凑声光调制器用于调制用于产生图像的绿色激光束。
文档编号G02F1/11GK101151572SQ200680010187
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月10日 优先权日2005年3月28日
发明者卡尔·维坦博格, 正 辛 申请人:讯宝科技公司