专利名称：微型固态激光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固态激光模块，特别涉及一种微型固态激光模块。
背景技术：
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，PPLN具有较高的波长转换效率(可 达到约50%);相对的下，KTP的转换效率就低了许多(约5%~ 10%),但因KTP的转 换效率对于外界温度变化较不敏感，且元件价格相对PPLN低许多，故若采用KTP 为固态激光模块的波长转换器，将对于性能要求不高的低价市场极具竟争力；又KTP 为堆叠(Bulk)的型态，其光耦合口径较大，易于激光的耦合；因此，本发明在此 提出一种简化的微型固态激光模块架构如一微型固态绿光激光模块，而其封装仍采 用TO-can封装(TO-can packaging)模式，相较传统的固态(绿光)激光模块， 可望于模块的体积、性能、产能与价格上，有压倒性的竟争力。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种微型固态激光模块(compact solid state laser module)，其是利用一分光装置如棱镜(Prism)安排在波长转换器的后方用以将射 入的转换后激光分成两道光束， 一道光束垂直射出为主要输出光源，另一道光束穿 过分光装置如棱镜并入射至一光检测器(PD)上，以使固态激光、波长转换器(非线 性晶体)、分光装置如一棱镜及光检测器等所有元件可封装在一平面上处理而利于封装在一较小的TO-can封装(TO-can packaging)中，且最终的输出光源又可垂
对输出光源进行回馈补偿及修正，以增进激光模块的使用效率且优于传统固态激光 模块。
本发明再一 目的在于提供一种微型固态激光模块，所述激光模块是通过光检测 器直接侦测经所述波长转换器的转换后激光以进行补偿修正，如利用逻辑电路以控 制提升或降低固态激光的驱动电流，或通知固态激光所附设的温度控制器以进行温 度控制，以达成直接式监测效果，以有效降低回馈补偿的误差，而优于传统式的回
馈补偿方式。
本发明又一 目的在于提供一种微型固态激光模块，所述激光模块进一步可间接 采用额外的微光学元件(micro optics)以完成光耦合的需求，如采用光耦合镜片 (coupling lens)或〉,直4免片酉己合聚傳、4免片(collimator lens + focusing lens) 的间接光耦合方式，以取代原来的直接光耦合方式，以大幅加大组装定位精度的公 差而有利于量产化，且对于光能量的衰减相当小(小于2%),不至于影响输光激光 的功率，以避免因直接光耦合方式需要极高的组装定位精度(约lum)致会挑战组 装用机台的极限而相对降低组装作业效率。
本发明另 一 目的在于提供一种微型固态激光模块，所述激光模块进一步可配合 利用一直角棱镜(right angle prism)以回折由固态激光至分光装置之间的光路， 使本发明微型固态激光模块的主要元件及相配合使用的微光学元件可排列形成二 平行直列，以有效缩小本发明激光模块的容置空间，以有利于封装在一较小的 TO-can封装中。
为达成上述目的，本发明的微型固态激光模块主要利用一固态激光(solid state laser )、 一波长转换器(或称波长转换晶体，wavelength conversion device)、 一分光装置如棱4竟(Prism)、及一光检测器(photo detector,简称 PD)等主要元件而依序设在一平面上构成，其中，所述固态激光是用以发射激光并 入射至波长转换器；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如绿光并入射至分光装置如一棱镜；所述分光装置如一 棱镜是安排在波长转换器后方用以将射入的转换后激光分成两道光束，其中的第一 道光束是主光束可垂直所述设置平面而向外射出以成为主要输出光源，其中的第二 道光束是穿过分光装置如一棱镜而入射至光检测器；所述光检测器是用以检测第二 道光束的光功率；其中，利用所述分光装置如棱镜的安排使所有元件可封装在一平面上处理，且有利于封装在一较小的TO-can型式的封装(TO-can packaging)中， 可有效减缩激光模块的体积、增进使用效率并简化组装结构，使本发明的微型固态 激光模块在体积、性能、产能方面均优于传统固态激光模块。
本发明进一步通过所述光检测器(PD)以直接侦测经所述波长转换器转换后的 激光，并又由此作为回馈补偿及修正的依据，如利用逻辑电路以控制提升或降低固 态激光的驱动电流，或通知其附加的温度控制器如致冷器(TE-cooler)以对固态 激光进行降温的控制(因激光模块在使用时其温度一般会升高)，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。
本发明微型固态激光模块是利用所述的固态激光、波长转换器、分光装置如一 棱镜及光检测器等主要元件依序设在一平面上构成，其中，所述这些主要元件可在 平面上以直接光耦合方式排列形成一直列，以使其排列方式最为精简且所占空间也 为最小，以可容纳在TO-5的构装中。
又鉴于上述的直接光耦合方式需要极高的组装定位精度(约lum),致会挑战 组装用机台的极限而相对降低组装作业效率，因此本发明的激光模块进一步可间接 釆用额外的孩i光学元件(micro optics)以取代原来的直接光耦合方式，如采用光 耦合镜片(coupling lens)的光耦合方式或准直镜片配合聚焦镜片(collimator lens + focusing lens)的间接光耦合方式，以大幅加大组装定位精度的公差而有 利于量产化，且对于光能量的衰减也相当小(小于2%),不至影响输光激光的功率。
又鉴于一 TO-Can的构装方式中其内部可供容放元件的空间相当有限，如以TO-5 而言其内部可容放元件的面积约为5mm X 5mm,本发明的激光模块进一步可配合利 用一直角棱镜(right angle prism)以回折由固态激光至分光装置之间的光路， 如使用一光耦合镜片与一直角棱镜等微光学元件(micro optics),使固态激光所 述所发射的激光先射入一光耦合镜片再入射至一直角棱镜以产生180度回折，再射 入一光耦合镜片及后续的波长转换器及分光装置，使本发明微型固态激光模块的主 要元件及相配合使用的微光学元件可排列形成二平行直列，以有效缩小本发明激光 模块的容置空间，以有利于封装在一较小的TO-can封装。
本发明微型固态激光模块的固态激光进一步可设具一温度控制器 (temperature control device)如电阻式致热器(thermal resistor)或致冷器 (TE-cooler)用以控制固态激光的温度，当所述光检测器(PD )直接侦测经所述波 长转换器转换后的激光并欲进行回馈补偿及修正时，即可通知所述温度控制器进行 温度控制，并利用改变固态激光的温度的方法以改变其所发射的激光波长，以将激光的波长调整至等于或趋近波长转换器的最佳转换波长，以提升激光模块的波长转 换效率(conversion efficiency)而增进其使用效率。至于本发明;徵型固态激光 模块的波长转换器则选择对于外界温度变化较不敏感的晶体如钒酸钾晶体 (KTiOP04,简称为KTP),以使波长转换器的最佳转换波长维持于在固定值而不随 外界温度变化而相对变化，以可在对于性能要求不高的低价市场中具有竟争力。
图l是本发明微型固态激光模块的基本架构(第一实施例)示意图； 图2是图1的俯视示意图3是本发明微型固态激光模块的第二实施例立体示意图； ,图4是一T0-Can封装结构的内部尺寸参考图;.
图5是本发明微型固态激光模块的第三实施例的一俯视示意图； 图6是本发明微型固态激光模块的第三实施例的另 一俯视示意图； 图7是本发明一微型固态激光模块实施例实际封装至T0-Can封装结构中的立 体示意图8是图7的俯视示意图9是图7的侧视(附尺寸)示意图。
附图标记说明1、 2、 3-微型固态激光模块；lO-固态激光；11-激光；12-第 一道光束；13-第二道光束；20a-非线性晶体；20b-倍频晶体；21-入射端；22-出 射端；30-分光装置；31-分光面；40-光检测器(PD) ; 50-载板；51-平面；60-底 座；61-温度控制器；70-微光学元件(Micro Optics); 71-准直镜片(collimator lens) ; 72-聚焦4竟片(focusing lens) ; 80—直角棱4竟(right angle prism); 90-TO-can去于装结构；91-TO-can 4竟片(TO-can lens); 92-TO-can盖(TO-can cap); 93-TO-can承座(TO-can header); 94-T0-can电性连接部(electronic connection of TO-can)。
具体实施例方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 参照图1、 2所示，其分别是本发明微型固态激光模块的基本架构示意图及其 俯视示意图。本发明是一种微型固态激光模块(solid state laser module) 1, 其由激光光源至最终向外投射的输出激光依序包含下列主要元件 一固态激光(solid state laser ) 10、 一波长4争才灸器(或称波长4令才灸晶体，wavelength conversion device) 20、 一分光装置30如棱镜(Prism)、及一光才企测器(photo detector,简称PD)40,而上述所述等主要元件是依序设在一平面上，如设在一硅 载板(Si substrate) 50的上表平面51上，或导热良好的载板的表平面上。
所述固态激光10可为一半导体激光(semiconductor laser)或二极管固态 (diode pumped solid state, DPSS)激光，且可为单晶片激光(DFB, multi-section DBR laser)或一具有复数个光电装置的模块(如一半导体激光发出波长A 。的光并经 一固态晶体而产生波长入i的激光)，如使用808激光二极管晶片(808 LDchip,即 可发射波长S08nm的激光)，其是用以发射激光并入射至波长转换器20的入射端 21;又固态激光10可利用提升或降低其驱动电流以控制改变其所发射的激光的波 长；又固态激光10进一步可设置在一底座(sub-mount) 60上，且所述底座60上 可i殳具一温度控制器61如电阻式致热器(thermal resistor)或致冷器(TE-cooler) 用以控制固态激光10的温度，供可利用改变固态激光10的温度的方法以改变固态 激光10所发射的激光的波长。
所述波长转换器20可利用一非线性晶体20a与一倍频晶体20b组成，所述非 线性晶体20a可为钕钇石榴石晶体(简称Nd: YAG ,其中Nd为钕-Neodymium， Y 为4乙一Yttrium， A为铝Al- Aluminium, G为石榴石—Garnet ),所述^咅频晶体20b 可为钒酸钾晶体(KTiOP04,简称KTP);波长转换器20的主要作用是使固态激光 10所发射的激光由入射端21射入，并以倍频原理将所述固态激光10所发射的激光 的波长转换成不同波长的激光如绿光，再由出射端22射出并入射至分光装置30如
如钕钇石榴石晶体(简称Nd:YAG )与钒酸钾晶体(KTiOP04,简称KTP ),因此本 发明的波长寿争4灸器的最佳转换波长(maximum conversion wavelength)可维持于 在固定值而不随外界温度变化而相对变化。
所述分光装置30如一棱镜可为一具有一 45度分光面31的分光装置，其是安 排在波长转换器20的后方，当由波长转换器20的出射端22射出的激光11入射至 分光装置30的45度分光面31时，所述转换后的激光ll可分成两道光束，其中的 第一道光束12是主光束可垂直所述设置平面51而向外射出以成为本发明微型固态 激光模块1的主要输出光源，其中的第二道光束13是穿过分光装置30的45度分 光面31 (即一棱镜面)而入射至光检测器40。因此所述分光装置30如一棱镜的主 要作用是使所述转换后的激光11分成一大一小两部分，其中的大部分激光即第一
11道光束12向外输出以形成本发明微型固态激光模块1的主要输出光源，而其中的
小部分激光即第二道光束13则射至(输入)光检测器40,使分光装置30的分光面 31当作激光11的部分反射面，使激光11的大部分激光即第一道光束12入射在分 光装置30的分光面31上时会被反射，只有小部分激光即第二道光束13会穿透分 光装置30的分光面31 (棱镜面)31而被光检测器40接收；又分光装置30的分光 面31可为配合激光11波长的部分反射材^K或可增设一配合激光11波长的部分 反射分光镜。
所述光检测器40是用以检测第二道光束13的光功率并藉以控制固态激光10 所发射的激光的波长，以使本发明微型固态激光模块1可通过所述光检测器40直 接侦测转换后激光的第二道光束13以进行补偿修正，如利用逻辑电路以控制提升 或降低固态激光10的驱动电流，或通知固态激光10的底座60上所附设的温度控 制器61以进行温度控制，以将固态激光10所发射的激光的波长控制并调整至等于 或趋近于波长转换器20的最佳转换波长，以提升激光模块的波长转换效率而增进 其光功率，达成直接式监测效果以有效降低回馈补偿的误差。至于在上述利用逻辑 电路以自动控制提升或降低固态激光10的驱动电流或通知固态激光10的底座60 上所附设的温度控制器61以进行温度控制中，所述的逻辑电路的设计及其以自动 控制功能可由现有电路设计而达成，故在此不另详述所述逻辑电路的线路设计。
通过所述分光装置30如一棱镜的安排，使本发明微型固态激光模块1所设的 主要元件包含固态激光10、波长转换器20、分光装置30如一棱镜及光检测器40, 可封装在一平面上处理如设在硅载板50的上表平面51上，故有利于封装在一较小 的TO-can封装型式(T0-can packaging)的组装结构中如图7、 8、 9所示，可有 效减缩微型固态激光模块1的体积，并增进微型固态激光模块1的使用效率及简化 其组装结构，使本发明的微型固态激光模块l简在体积、性能、产能方面均优于传 统固态激光模块。
又通过光检测器40的安排，使本发明微型固态激光模块1可通过所述光检测 器40直接侦测转换后激光的第二道光束13以进行补偿修正，达成直接式监测效果 以有效降低回馈补偿的误差，以使所进行回馈补偿的误差为最小，而远优于传统式 的回々贵方式。
本发明微型固态激光模块l具有上述的基本架构，即包含一固态激光IO、 一波 长转换器2G、 一分光装置3G如一棱镜及一光;f全测器(PD) 4G等主要元件，且是依 序设在一平面上如设在一硅载板50的上表平面51上如图1、 2所示；然而，所述等主要元件在平面上的光耦合方式并不限制，如可在平面上以直接光耦合方式排列
形成一直列，或可间接采用额外的微光学元件(micro optics)以取代直接光耦合
方式，如采用光耦合镜片的光耦合方式或准直镜片配合聚焦镜片的间接光耦合方式
或排列方式并不限制；又所述等主要元件在平面上的排列方式并不限制，如进一步 可配合利用一直角棱镜(right angle prism)以回折由固态激光至分光装置之间 的光路，使所述等主要元件及相配合使用的微光学元件可排列形成二平行直列，以 有效缩小本发明激光模块的容置空间。现以较佳实施例分别说明如下 <第一实施例>
参照图1、 2所示，其分别是本发明微型固态激光模块的基本架构(可视为第 一实施例)示意图及其俯视示意图。本实施例的微型固态激光模块1是釆用直接光 耦合的方式，即本实施例使用808激光二极管晶片(808 LD chip )以发射波长808nm 的激光，并在极短的距离内约2 ~ 3um，入射至波长转换器20的非线性晶体20a与 倍频晶体20b中，再由波长转换器20 (倍频晶体20b)的出射端22射出，经由具 45度分光面31的分光装置30，使其中的第一道光束12可以与原入射角度呈90度 的方向出射，即垂直所述设置平面51而向外射出，以成为本发明微型固态激光模 块l的主要输出光源。而本实施例采用的直接光耦合的方式如图2所示，是以直接 光耦合的方式排列，即固态激光10与波长转换器20形成一直列排列，如此的排列 方式最为精简，所占空间也最小，可容纳在TO-5 ( TO-Can )的封装结构中，但相对 需要极高的组装定位精度(约lum),在进行组装定位作业时，将会挑战组装机台的 极限而相对降低组装作业效率。
<第二实施例〉
参照图3所示，其是本发明微型固态激光模块的第二实施例立体示意图。本实 施例的微型固态激光模块2进一步釆用间接光耦合的方式以取代第一实施例的直接 光耦合方式，也就是另外采用额外的微光学元件(Micro Optics) 70来完成间接光耦 合的需求，所述微光学元件(Micro Optics) 70可为一光耦合镜片(co叩ling lens) (图未示)，或如图3所示由一准直镜片(collimator lens) 71配合一聚焦镜片 (focusing lens) 72纟且合形成(即准直镜片collimator lens +聚焦《竟片focusing lens)，由此不但可大幅加大组装定位精度的公差而有利于量产化，而且对于光能 量的衰减也相当小(小于2%),不至影响输光激光的功率。
<第三实施例〉
参照图4、 5、 6所示，其分别是一 TO-Can封装结构的内部尺寸参考图及本发明微型固态激光模块的第三实施例的两种不同俯视示意图。由于一 TO-Can的封装 结构中其内部可供容放元件的空间相当有限，如以T0-5而言如图4所示，其内部 可容放元件的面积约为5mm X 5mm,因此若要在如此有限的面积摆置本发明微型固 态激光模块的固态激光10及其底座(Sub-mount) 60、波长转换器20如非线性晶 体20a与倍频晶体20b(如Nd: YAG与KTP)、及其他微光学元件(Micro Optics) 70如 图3所示的准直镜片(collimator lens) 71与聚焦镜片(focusing lens)及分光 装置30如一棱镜及光检测器40等元件，可能会有放置空间不足的疑虑。
本实施例的微型固态激光模块3所示进一步配合利用一直角棱镜(right angle prism) 80以回折由固态激光1Q至分光装置30之间的光路，如使用一微光学元件 (光耦合镜片)70与一直角棱镜80，其中所述微光学元件70可为一光耦合镜片 (co叩ling lens)如图5所示，使固态激光10所述所发射的激光先射入一微光学 元件(光耦合镜片)70再入射至直角棱镜80以产生180度回折，再射入后续的波 长转换器20、分光装置30如一棱镜及光检测器40;或所述微光学元件70可由一 准直镜片(collimator lens ) 71与一聚焦4竟片(focusing lens ) 72组合形成(即 准直镜片+聚焦镜片)如图6所示，使固态激光10所述所发射的激光先射入一准 直镜片71再入射至直角棱镜80以产生180度回折，再射入聚焦镜片72,再射入后 续的波长转换器20、分光装置30及光检测器40,使本实施例的微型固态激光模块 3的主要元件(10、 20、 30、 40)及相配合使用的微光学元件(70)可排列形成二 平行直列如图5、 6所示，以有效缩小微型固态激光模块3的容置空间，以有利于 封装在一较小的TO-can封装。
参照图7、 8、 9所示，其分别是本发明一微型固态激光模块实施例实际封装至 TO-Can封装结构中的立体示意图及俯视、侧视(附尺寸)示意图，其中，如图3所 示本实施例的樣i型固态激光模块2设在一 T0-can封装结构90内，而所述TO-can 封装结构90基本上包含一 T0-can 4竟片(T0-can lens) 91、 一 TO-can盖(TO-can cap) 92、 一 TO-can岸义座(TO-can header) 93及TO-can电性连才妄部(electronic connection of TO-can) 94;而由图7、 8、 9所示，本发明的农么型固态激光才莫块确 实可封装至TO-Can封装结构中，以达成一微型固态激光^f莫块的使用状态。
以上所述仅为本发明的优选实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非 限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可 对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求
1、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。
2、 根据权利要求1所述的微型固态激光模块，其特征在于，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是封装在一硅载板的表平面上。
3、 根据权利要求1所述的微型固态激光模块，其特征在于，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是封装在一导热良好的载板的表平 面上。
4、 根据权利要求1所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述固态激光是 选自一半导体激光、二极管固态激光、单晶片激光及一具有复数个光电装置的模块 中一种。
5、 根据权利要求1或4所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述固态激 光是使用一 808激光二极管晶片而发射波长808nm的激光。
6、 根据权利要求1所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述固态激光进 一步具有一温度控制器以控制所述固态激光的温度。
7、 根据权利要求6所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述温度控制器 至少包含电阻式致热器或致冷器中一种。
8、 根据权利要求1所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述波长转换器是由 一非线性晶体与 一倍频晶体组成。
9、 根据权利要求8所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述非线性晶体 为钕钇石榴石晶体。
10、 根据权利要求8所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述倍频晶体为 钒酸钾晶体。
11、 根据权利要求l所述的微型固态激光模块，其特征在于，经所述波长转换 器转换后的激光为绿光。
12、 根据权利要求l所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述分光装置是 一具有45度分光面的棱镜。
13、 根据权利要求12所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述分光装置 的分光面是配合入射的激光波长的部分反射材料。.
14、 根据权利要求l所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述第一道光束 是大部分激光并以垂直所述设置用的平面的方向而向外射出以成为主要输出光源。
15、 根据权利要求l所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述第二道光束 是小部分激光并穿过所述分光装置而入射至所述光检测器。
16、 根据权利要求1所述的微型固态激光模块，其特征在于，当所述光检测器 在侦测所述第二道光束的光功率不足时，利用逻辑电路以控制提升或降低所述固态 激光的驱动电流，以对所述第 一道光束进行光功率的回馈补偿及修正。
17、 根据权利要求1或6所述的微型固态激光模块，其特征在于，当所述光检 测器在侦测所述第二道光束的光功率不足时，利用逻辑电路通知所述固态激光的温 度控制器以对所述固态激光进行温度控制，以将所述固态激光所发射的激光的波长 控制并调整至等于或趋近于所述波长转换器的最佳转换波长，以对所述第一道光束 进行光功率的回馈补偿及修正。
18、 根据权利要求l所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述固态激光所 发射的激光是采用直接光耦合方式在极短的距离内耦合入射至所述波长转换器中， 使所述固态激光与所述波长转换器形成一直列排列。
19、 根据权利要求l所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述固态激光与 所述波长转换器之间进一步设置微光学元件，使所述固态激光所发射的激光采用间 接光耦合方式先经过所述纟敖光学元件再耦合入射至所述波长转换器中。
20、 根据权利要求19项所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述微光学 元件是一光耦合镜片。
21、 根据权利要求19所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述微光学元 件是由一准直镜片配合一聚焦镜片组合形成。
22、 根据权利要求l所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述固态激光与所述波长转换器之间进一步配合设置一直角棱镜，使所述固态激光所发射的激光经所述直角棱镜产生180度回折后再射入后续的所述波长转换器，使所述固态激光与 所述波长转换器之间形成二平行直列排列。
23、 根据权利要求l所述的微型固态激光模块，其特征在于，所述微型固态激 光模块是设在一 TO-can封装结构内。
全文摘要
本发明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。
文档编号H01S3/109GK101673919SQ20081021185
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年9月11日
发明者温明华, 陈国仁, 陈致晓 申请人:宏瞻科技股份有限公司