可调谐激光器组件、稳定激光器和成像系统的制作方法

文档序号:26589577发布日期:2021-09-10 20:28阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种可调谐激光器组件,其特征在于,包括:发射可调谐激光辐射的可调谐半导体激光器;半导体光学放大器(soa);至少一个光电探测器;以及平面光波电路(plc);其中,所述可调谐半导体激光器、所述soa和所述至少一个光电探测器分别与所述plc上的光波导对准。2.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述可调谐半导体激光器是可调谐的微机电系统

垂直腔半导体激光器(mems

vcsel)。3.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述半导体光学放大器基本上仅为一个偏振提供光增益。4.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述至少一个光电探测器由光电探测器阵列组成。5.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述plc具有由二氧化硅、硅或氮化硅之一组成的波导芯。6.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述plc具有大于1%的波导折射率对比度。7.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述plc包括电路元件,所述电路元件被配置为剥离在与基本偏振模式正交的偏振中传播的不需要的辐射,并防止两个偏振模式之间的交叉耦合,所述交叉耦合能够导致光学相干层析成像(oct)图像中的伪影。8.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述可调谐半导体激光器、所述soa、所述至少一个光电探测器和所述plc安装在公共基板上,并且连接到所述基板的热电冷却器(tec)控制基板温度。9.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,在所述可调谐半导体激光器和所述soa中的至少一者与所述plc上的至少一个波导之间放置有透镜。10.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,在所述可调谐半导体激光器和所述plc之间放置有隔离器。11.根据权利要求10所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述光隔离器由四分之一波偏振波片组成。12.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述plc包括由波长滤波器组成的波长监测电路,所述波长滤波器设计成使得能够监测所述可调谐激光器组件的中心波长和光带宽。13.根据权利要求12所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述波长滤波器包括从以下所列中选择的至少一个:布拉格光栅、微环谐振器(mrr)和马赫

曾德尔干涉仪。14.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述可调谐半导体激光器和所述至少一个光电探测器中的至少一者连接在所述plc的顶面上。15.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,来自所述可调谐半导体激光器的光信号通过外部转向镜耦合到所述plc,通过所述转向镜的横向调整,所述外部转向镜实现所述光信号的垂直对准。
16.一种可调谐激光器组件,其特征在于,包括:发射可调谐激光辐射的可调谐半导体激光器;泵浦激光器:半导体光学放大器(soa);至少一个光电探测器;以及平面光波电路(plc);其中,所述可调谐半导体激光器、所述泵浦激光器、所述soa和所述至少一个光电探测器分别与所述plc上的光波导对准。17.根据权利要求16所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述可调谐半导体激光器是光泵浦可调谐的微机电系统

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vcsel)。18.权利要求16的可调谐激光器组件,其特征在于,所述泵浦激光器是具有30db或更大的边模抑制比的单频激光器。19.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述泵浦激光器是分布式反馈(dfb)激光器、分布式布拉格反射镜(dbr)激光器、体积全息(vhg)稳定激光器中的一种。20.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述半导体光学放大器基本上仅为一个偏振提供光增益。21.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述至少一个光电探测器由光电探测器阵列组成。22.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述plc具有由二氧化硅、硅或氮化硅之一组成的波导芯。23.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述plc具有大于1%的波导折射率对比度。24.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述plc包括电路元件,所述电路元件被配置为剥离在与基本偏振模式正交的偏振中传播的不需要的辐射,并防止两个偏振模式之间的交叉耦合,所述交叉耦合能够导致光学相干层析成像(oct)图像中的伪影。25.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述可调谐半导体激光器、所述泵浦激光器、所述soa、所述至少一个光电探测器和所述plc安装在公共基板上,并且连接到所述基板的热电冷却器(tec)控制基板温度。26.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述泵浦激光器由所述plc上的外腔反射器电路组成,所述外腔反射器电路与泵浦激光器结合形成外腔激光器。27.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述泵浦激光器混合或异质集成在所述plc上。28.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,在所述可调谐半导体激光器、所述泵浦激光器和所述soa中的至少一者与所述plc上的至少一个波导之间放置有透镜。29.根据权利要求13所述的可调谐激光器组件,其特征在于,在所述可调谐半导体激光器和所述plc之间放置有四分之一波偏振波片。
30.根据权利要求13所述的可调谐激光器组件,其特征在于,在所述泵浦激光器和所述plc之间放置有光隔离器。31.根据权利要求13所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述光隔离器由四分之一波偏振波片组成。32.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述plc由波长监测电路组成,以实现对所述可调谐激光器组件的中心波长和光带宽的监测。33.根据权利要求17所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述波长监测电路包括从以下所列中选择的至少一个:布拉格光栅、微环谐振器(mrr)和马赫

曾德尔干涉仪。34.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,所述可调谐半导体激光器和所述至少一个光电探测器中的至少一者连接在所述plc的顶面上。35.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件,其特征在于,来自所述可调谐半导体激光器的光信号通过外部转向镜耦合到所述plc,通过所述转向镜的横向调整,所述外部转向镜实现光信号的垂直对准。36.一种稳定激光器,其特征在于,包括:发射可调谐激光辐射的可调谐半导体激光器;至少一个光电探测器;具有集成波长监测电路的平面光波电路;以及闭环控制器;其中,所述可调谐半导体激光器、所述至少一个光电探测器和所述平面光波电路安装在公共基板上;并且其中,所述波长监测电路生成输入到所述闭环控制器的信号,并且所述闭环控制器稳定所述可调谐激光辐射的绝对波长和光带宽。37.根据权利要求36所述的稳定激光器,其特征在于,所述可调谐半导体激光器是可调谐的微机电系统

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vcsel)。38.根据权利要求36所述的稳定激光器,其特征在于,所述可调谐半导体激光器是光泵浦可调谐的微机电系统

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vcsel)。39.根据权利要求36所述的稳定激光器,其特征在于,所述plc具有由二氧化硅、硅或氮化硅之一组成的波导芯。40.根据权利要求36所述的稳定激光器,其特征在于,所述plc具有大于1%的波导折射率对比度。41.根据权利要求36所述的稳定激光器,其特征在于,所述闭环控制器基于来自由所述波长监测电路生成的所述信号的定时信息来实施比例积分微分(pid)算法。42.根据权利要求36所述的稳定激光器,其特征在于,所述波长监测电路包括参考波长滤波器和电路元件,所述电路元件生成与几乎等间距的波数相对应的信号脉冲。43.根据权利要求36所述的稳定激光器,其特征在于,所述波长监测电路由以下所列中的至少一者组成:布拉格光栅、微环谐振器(mrr)和马赫

曾德尔干涉仪。44.一种扫描源光学相干层析成像系统,其特征在于,包括:发射可调谐激光辐射的可调谐半导体激光器;至少一个光电探测器;具有集成波长监测电路的平面光波电路(plc);以及
闭环控制器;其中,所述可调谐半导体激光器、所述至少一个光电探测器和所述具有集成波长监测电路的plc安装在波长监测电路上,所述波长监测电路生成输入到所述闭环控制器的信号,所述闭环控制器稳定所述可调谐激光辐射的绝对波长和光带宽;oct干涉仪;以及oct探测器;其中,所述可调谐激光辐射的至少一部分被引导到所述oct干涉仪,并且所述oct干涉仪的输出被引导到所述oct检测器,用于生成oct干涉图。45.根据权利要求44所述的扫描源光学相干层析成像系统,其特征在于,所述可调谐半导体激光器是可调谐的微机电系统

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vcsel)。46.根据权利要求44所述的扫描源光学相干层析成像系统,其特征在于,所述可调谐半导体激光器是光泵浦可调谐的微机电系统

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vcsel)。47.根据权利要求44所述的扫描源光学相干层析成像系统,其特征在于,所述闭环控制器基于来自由所述波长监测电路生成的所述信号的定时信息来实施比例积分微分(pid)算法。48.根据权利要求44所述的扫描源光学相干层析成像系统,其特征在于,所述波长监测电路包括参考波长滤波器和电路元件,所述电路元件生成与几乎等间距的波数相对应的信号脉冲。49.根据权利要求44所述的扫描源光学相干层析成像系统,其特征在于,所述波长监测电路由以下所列中的至少一者组成:布拉格光栅、微环谐振器(mrr)和马赫

曾德尔干涉仪。50.根据权利要求44所述的扫描源光学相干层析成像系统,其特征在于,所述plc具有由二氧化硅、硅或氮化硅之一组成的波导芯。51.根据权利要求44所述的扫描源光学相干层析成像系统,其特征在于,所述plc具有大于1%的波导折射率对比度。52.根据权利要求44所述的扫描源光学相干层析成像系统,其特征在于,所述plc包括电路元件,所述电路元件被配置为剥离在与基本偏振模式正交的偏振中传播的不需要的辐射,并防止两个偏振模式之间的交叉耦合,所述交叉耦合能够导致光学相干层析成像(oct)图像中的伪影。

技术总结
本公开描述了一种封装在单个外壳中的可调谐激光器组件、稳定激光器和成像系统以及一种控制方法,其中可调谐激光器、泵浦和半导体光学放大器不共享公共光轴,而是全部对准中间平面光波电路(PLC)上的光波导。PLC上包括波长监测电路,以对可调谐激光中心波长和光带宽进行监测。在光学相干层析成像(OCT)等成像应用中,PLC的设计不会对扫描源激光输出光谱引入干扰,从而导致伪影。从而导致伪影。从而导致伪影。


技术研发人员:P
受保护的技术使用者:统雷量子电子有限公司
技术研发日:2021.03.09
技术公布日:2021/9/9
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