一种微型白光激光器的制作方法

文档序号:14922251发布日期:2018-07-11 04:37阅读:499来源:国知局

本实用新型涉及激光器领域,特别是一种微型白光激光器。



背景技术:

目前,因具有能量高、单色性好、相干性好等优点,激光器自实用新型以来在通信、精密仪器制造、高精度测量、显示照明、医学诊断等诸多方面发挥着重要的作用。而白光激光光源在亮度、相干性等方面比普通白光光源更好,因此,白光激光器在彩色显示、医学诊断、机器视觉等方面拥有巨大的应用前景。

现有的白光激光器通常需采用红、绿、蓝三台独立的激光器组成,并需要外部光路的调节整合到同一输出,整体体积较为庞大;同时,为形成白色色谱,需要分别调节三台激光器的输出功率,在调整方案上也较为复杂。而随着科技的发展及各种器件的高度集成,在机器视觉以及生物医疗,如内窥镜等方面,需要将白光光源集成在微小尺度上,因而也对这种三色光合成的白光激光器的集成度及功率调节方案提出了更高的要求。综上,如何得到高集成度的白光激光器,满足机器视觉、医学诊断等方面的应用,成为白光激光光源微型化研究过程中一个亟待解决的问题。



技术实现要素:

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提出一种集成度高、易于调节的微型白光激光器。

本实用新型采用如下技术方案:

一种微型白光激光器,其特征在于:包括微流控芯片和封装于内的三个激光二极管和三个微米光波导;该三个微米光波导输入端一一对应地位于三个激光二极管有源区出光面,其中一微米光波导与其它微米光波导的输出端耦合并构成白光输出端。

优选的,所述微米光波导直径为10-50μm。

优选的,所述其中一微米光波导与其它微米光波导耦合处的耦合长度为1-5μm。

优选的,所述若干激光二极管的固定输出功率相同。

优选的,所述微米光波导为微光纤或聚合物微米线。

优选的,所述其中一微米光波导与其它微米光波导耦合处的耦合角度为10°-20°。

优选的,所述微流控芯片包括基片和盖片,该激光二极管和微米光波导固装于基片上,该盖片覆设于基片上。

由上述对本实用新型的描述可知,与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:

1、本实用新型的激光器,采用三根微米光波导以一定角度耦合,组成三端输入、一端输出的分支结构,输入端分别放置于红光、绿光、蓝光三个激光二极管的有源区出光面,通过调整波导耦合区长度,使三色激光按比例输出,在输出端合成白光,极大地压缩器件尺寸、提高集成度。

2、本实用新型的激光器,其微型白光激光器由三色激光光源组成,与普通白光光源相比,具有亮度高、相干性好等特点;且其通过微米光波导结构连接,将多个激光二极管集成,极大地压缩了光源尺寸、输出光斑直径可压缩到50μm以下,具有结构简单、集成度高等特点,在白光光源微型化、机器视觉及生物医疗等领域有重要作用。

3、本实用新型的激光器,其通过微米光波导间的耦合长度和耦合角度进行单色激光功率的调节,调节方式简单灵活。

4、本实用新型的激光器,采用微流控芯片进行微型化光源的固定封装,确保结构稳定、可靠。

附图说明

图1为本实用新型微米光波导结构图;

图2为本实用新型微米光波导耦合示意图;

图3为本实用新型激光器主要结构图;

图4为本实用新型封装后的示意图;

其中:10、激光二极管,11、有源区出光面,20、微米光波导,21、输入端,22、输出端,23、耦合区,30、微流控芯片,31、基片,32、盖片。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

图1至图4,一种微型白光激光器,包括微流控芯片30和封装于内的三个激光二极管10和三个微米光波导20等。该三个微米光波导20的输入端21一一对应地位于三个激光二极管10有源区出光面11。其中一微米光波导20作为主干与其它微米光波导20的输出端22耦合以合成白光,其输出端22作为白光输出端。

具体的,三个激光二极管10分别输出红光、绿光和蓝光,三个微米光波导20耦合形成1x3的分支结构,包括三个输入端21,一个输出端22、两个耦合区23。该微米光波导20直径为10-50μm,长度为数厘米(例如2厘米),可以采用微光纤或聚合物微米线,但不限于这两种。为了实现微米光波导20的直径均匀、表面质量良好,微光纤采用火焰熔融拉锥法制备而成,该聚合物微米线采用混合溶液拉锥法制备而成。该激光二极管10为工业标准产品,使用时将二极管封装盖切下,裸露其管芯结构,在显微镜下可明显找到其内部脊型波导结构及其有源区出光面11。

该微流控芯片30包括基片31和盖片32,该激光二极管10和微米光波导20固装于基片31上,该盖片32覆设于基片31上。

本实用新型的制作方法如下:选择直径均一、表面质量良好的微米光波导20。为了实现将激光二极管10的光耦合进入微米光波导20内,将激光二极管10的封装盖打开,通过微纳操作将若干微米光波导20的输入端21一一对应地放置于若干激光二极管10有源区出光面11以输入若干单色激光,包括红、绿、蓝。在光学显微镜下,通过微纳操作再将其中作为主干的微米光波导20与其它微米光波导20的输出端22以一定角度分别耦合。通过调节耦合长度和耦合角度实现各单色激光具有不同的输出强度,当绿、红、蓝三色光的光强符合一定比例时(例如6:3:1),该微米光波导20输出白光。最后,为了保证白光激光器的结构稳定,采用微流控芯片30进行封装。

微纳操作是指:将探针(拉锥的纳米光纤锥或STM探针)固定于手动三维平移台上,在光学显微镜下通过平移台控制探针,调整光波导的位置、耦合长度等。

为了便于调整输入的三色光光强,微米光波导20之间的耦合区23的耦合长度应在1-5μm之间,两微米光波导耦合处的耦合角度为10°-20°,三个激光二极管10具有相同固定输出功率。

上述仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动,均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

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