專(zhuān)利名稱(chēng)：固態(tài)激光功率控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種固態(tài)激光功率控制裝置，尤指一種可由半導(dǎo)體激光產(chǎn)生幫浦光源，而幫浦光源射入增益介質(zhì)內(nèi)造成幫浦光源能階躍遷，經(jīng)過(guò)非線(xiàn)性晶體，形成所設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)，而幫浦光源在共振腔內(nèi)來(lái)回振蕩，振蕩過(guò)程中除了從耦合輸出鏡輸出激發(fā)光源，少量激發(fā)光源亦會(huì)自增益介質(zhì)端面溢出，并由光學(xué)感測(cè)組于一光二極管表面鍍膜，進(jìn)而產(chǎn)生基頻光反射、激發(fā)光透射，溢出的激發(fā)光經(jīng)光學(xué)感測(cè)組接收產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，此時(shí)，接收信號(hào)強(qiáng)度與激發(fā)光源功率成正比，感測(cè)信號(hào)連接自動(dòng)功率控制單元，自動(dòng)功率控制單元自動(dòng)調(diào)整半導(dǎo)體激光輸出，使得激發(fā)光源功率輸出維持一定值的設(shè)計(jì)，使得本實(shí)用新型具有提升功率控制、減少光學(xué)元件的對(duì)位與使用及降低生產(chǎn)成本等效果，而適用于半導(dǎo)體激光激發(fā)固態(tài)激光的功率控制裝置或類(lèi)似物品的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光激發(fā)固態(tài)激光的功率控制裝置(如圖1所示)，特征包括一半導(dǎo)體激光1作端面激發(fā)光源(該半導(dǎo)體激光1內(nèi)設(shè)有一光二極體2)，以及一個(gè)平面-凹面式共振腔，此共振腔的組成包含一塊增益介質(zhì)晶體4，一塊非線(xiàn)性晶體5、一個(gè)激光光輸出用的耦合輸出鏡6(OC，OutputCouple)，一分光鏡8、一光信號(hào)感測(cè)裝置7以及一自動(dòng)功率控制電路3。而由半導(dǎo)體激光1產(chǎn)生幫浦光源(Pumping Source)，幫浦光源射入增益介質(zhì)晶體4內(nèi)，造成光源能階躍遷，經(jīng)過(guò)非線(xiàn)性晶體5，形成所設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)，于共振腔內(nèi)產(chǎn)生振蕩，并于耦合輸出鏡6輸出激發(fā)光源。而激發(fā)光經(jīng)過(guò)分光鏡8，產(chǎn)生透射光與反射光，反射光射入光學(xué)感測(cè)裝置7產(chǎn)生一感測(cè)信號(hào)，感測(cè)信號(hào)饋入自動(dòng)功率控制電路3，自動(dòng)功率控制電路3負(fù)責(zé)調(diào)整輸入半導(dǎo)體激光1的電流，使激發(fā)光源維持固定功率輸出。然而，此激發(fā)光源信號(hào)擷取方式，需增加一分光鏡裝置與一光學(xué)感測(cè)裝置，而產(chǎn)生傳遞過(guò)程中信號(hào)損失的風(fēng)險(xiǎn)，降低幫浦光源使用效率，并增加信號(hào)對(duì)準(zhǔn)成本。
而另一種激發(fā)光源信號(hào)擷取裝置，其激發(fā)光源擷取位置位于共振腔內(nèi)，如圖2所示，該共振腔以一增益介質(zhì)12與一耦合輸出鏡16所組成，而增益介質(zhì)12一側(cè)設(shè)有一非線(xiàn)性晶體13，而其擷取位置為一鍍膜分光鏡15，對(duì)基頻信號(hào)穿透，對(duì)倍頻信號(hào)分光，倍頻信號(hào)經(jīng)分光鏡15反射后，射入光學(xué)感測(cè)裝置14產(chǎn)生一感測(cè)信號(hào)，感測(cè)信號(hào)饋入自動(dòng)功率控制電路11，自動(dòng)功率控制電路11負(fù)責(zé)調(diào)整輸入半導(dǎo)體激光9(該半導(dǎo)體激光9內(nèi)設(shè)有一光二極體10)的電流，使激發(fā)光源維持固定功率輸出。此激發(fā)光源信號(hào)擷取裝置，需增加一分光鏡裝置一光學(xué)感測(cè)裝置，而產(chǎn)生傳遞過(guò)程中信號(hào)損失的風(fēng)險(xiǎn)，降低幫浦光源使用效率，并增加信號(hào)對(duì)準(zhǔn)成本。
請(qǐng)參閱圖3所示，其為另一種激發(fā)光源信號(hào)擷取裝置，由半導(dǎo)體激光17(該半導(dǎo)體激光17內(nèi)設(shè)有一光二極體18)產(chǎn)生幫浦光源(Pumping source)，幫浦光源經(jīng)聚焦透鏡20射入增益介質(zhì)晶體21內(nèi)，造成光源能階躍遷，經(jīng)聚焦透鏡23，入射于非線(xiàn)性晶體24，形成所設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)，于非線(xiàn)性晶體24入射端面鍍膜，產(chǎn)生對(duì)基頻信號(hào)穿透，對(duì)倍頻信號(hào)分光，非線(xiàn)性晶體24另一面鍍膜，產(chǎn)生對(duì)基頻信號(hào)反射，對(duì)倍頻信號(hào)穿透，使于共振腔內(nèi)產(chǎn)生振蕩，并輸出激發(fā)光源。激發(fā)光經(jīng)非線(xiàn)性晶體入射端面，產(chǎn)生透射光與反射光，反射光射入光學(xué)感測(cè)裝置22產(chǎn)生一感測(cè)信號(hào)，感測(cè)信號(hào)饋入自動(dòng)功率控制電路19，由自動(dòng)功率控制電路19負(fù)責(zé)調(diào)整輸入半導(dǎo)體激光17的電流，使激發(fā)光源維持固定功率輸出。此激發(fā)光源信號(hào)擷取裝置，需對(duì)信號(hào)作分光，產(chǎn)生傳遞過(guò)程中信號(hào)損失的風(fēng)險(xiǎn)，降低幫浦光源使用效率，并增加信號(hào)對(duì)準(zhǔn)成本。
另一種激發(fā)光源控制裝置，請(qǐng)參閱圖4所示，由半導(dǎo)體激光25產(chǎn)生幫浦光源(Pumping source)，幫浦光源射入增益介質(zhì)晶體28內(nèi)，造成光源能階躍遷，經(jīng)過(guò)非線(xiàn)性晶體29，形成所設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)，于共振腔內(nèi)產(chǎn)生振蕩，并于耦合輸出鏡38輸出激發(fā)光源。半導(dǎo)體激光25除射入增益介質(zhì)晶體28，同時(shí)亦向后透射出幫浦光源，入射于光學(xué)感測(cè)裝置26產(chǎn)生一感測(cè)信號(hào)，感測(cè)信號(hào)饋入自動(dòng)電流控制電路27(ACC，Automatic Current Control)，自動(dòng)電流控制電路27負(fù)責(zé)調(diào)整輸入半導(dǎo)體激光25的電流，使幫浦光源維持固定電流輸出。此幫浦光源電流控制方式，使得激發(fā)光源的輸出，隨著非線(xiàn)性晶體29、增益介質(zhì)晶體28、半導(dǎo)體激光晶片25溫度的升高，產(chǎn)生輸出激發(fā)光源功率降低。因此為維持激發(fā)光源輸出固定功率，需增加溫度維持裝置37，以維持非線(xiàn)性晶體29、增益介質(zhì)晶體28、半導(dǎo)體激光25的溫度，使產(chǎn)生定激發(fā)功率輸出。然而此功率維持裝置，雖減少擷取激發(fā)光源裝置的使用與信號(hào)對(duì)準(zhǔn)成本，不過(guò)，欲增加溫度維持裝置的使用，使得成本增加。
綜上所述，現(xiàn)有的固態(tài)激光功率控制裝置無(wú)法提供使用者對(duì)于輸出激發(fā)光源功率的最直接的控制，并需使用更多的光學(xué)元件及相關(guān)對(duì)位問(wèn)題，且產(chǎn)生傳遞過(guò)程中信號(hào)損失的風(fēng)險(xiǎn)，降低幫浦光源使用效率，并增加整體的生產(chǎn)成本，故于實(shí)際使用上一仍不符合使用者的所需。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的是在提供一種固態(tài)激光功率控制裝置，由半導(dǎo)體激光或調(diào)制光源(Modulation Source)產(chǎn)生幫浦光源，而幫浦光源射入增益介質(zhì)內(nèi)造成幫浦光源能階躍遷，經(jīng)過(guò)非線(xiàn)性晶體，形成所設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)，而幫浦光源在共振腔內(nèi)來(lái)回振蕩，振蕩過(guò)程中除了從耦合輸出鏡輸出激發(fā)光源，少量激發(fā)光源亦會(huì)自增益介質(zhì)端面溢出，并由光學(xué)感測(cè)組于一光二極管表面鍍膜，進(jìn)而產(chǎn)生基頻光反射、激發(fā)光透射，溢出的激發(fā)光經(jīng)光學(xué)感測(cè)組接收，此時(shí)，接收信號(hào)強(qiáng)度與激發(fā)光源功率成正比，感測(cè)信號(hào)連接自動(dòng)功率控制單元，自動(dòng)功率控制單元自動(dòng)調(diào)整半導(dǎo)體激光輸出，使得激發(fā)光源功率輸出維持一定值，而具有提升功率控制、有效運(yùn)用幫浦光源、減少光學(xué)元件的對(duì)位與使用及降低生產(chǎn)成本等效果，增加其實(shí)用性及便利性。
為這上述的目的，本實(shí)用新型為一種固態(tài)激光功率控制裝置，包括有一共振腔、一非線(xiàn)性晶體、一增益介質(zhì)晶體、一幫浦光源本體、一光學(xué)感測(cè)組、一輸出耦合鏡及一自動(dòng)功率控制單元。該共振腔作為產(chǎn)生激發(fā)光源之用；該非線(xiàn)性晶體設(shè)于共振腔內(nèi)，以產(chǎn)生倍頻激發(fā)光源；該幫浦光源本體為一半導(dǎo)體激光，以產(chǎn)生幫浦光源，幫浦光源經(jīng)過(guò)共振腔，而于共振腔內(nèi)進(jìn)行振蕩，進(jìn)而輸出激發(fā)光源；該光學(xué)感測(cè)組設(shè)于幫浦光源本體內(nèi)，該光學(xué)感測(cè)組接收共振腔所溢出的激發(fā)光源及反射幫浦光源；該自動(dòng)功率控制單元接收來(lái)自光學(xué)感測(cè)組的信號(hào)，產(chǎn)生回饋控制，以調(diào)整半導(dǎo)體激光的輸出，使激發(fā)光源輸出功率維持定位；由此，以擷取由共振腔中所溢出的激發(fā)光源，進(jìn)而控制激發(fā)光源功率，而可有效提升功率控制、有效運(yùn)用幫浦光源、減少光學(xué)元件的對(duì)位與使用及降低生產(chǎn)成本。


圖1為現(xiàn)有的第一實(shí)施例的使用示意圖。
圖2為現(xiàn)有的第二實(shí)施例的使用示意圖。
圓3為現(xiàn)有的第三實(shí)施例的使用示意圖。
圖4為現(xiàn)有的第四實(shí)施例的使用示意圖。
圖5為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的使用狀態(tài)示意圖。
圖6為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的使用狀態(tài)示意圖。
圖號(hào)說(shuō)明1、半導(dǎo)體激光2、光二極體
3、自動(dòng)功率控制電路 4、增益介質(zhì)晶體5、非線(xiàn)性晶體 6、耦合輸出鏡7、光學(xué)感測(cè)裝置 8、分光鏡9、半導(dǎo)體激光 10、光二極管11、自動(dòng)功率控制電路12、增益介質(zhì)13、非線(xiàn)性晶體 14、光學(xué)感測(cè)裝置15、分光鏡 16、耦合輸出鏡17、半導(dǎo)體激光 18、光二極管19、自動(dòng)功率控制電路20、透鏡21、增益介質(zhì)晶體22、光學(xué)感測(cè)裝置23、透鏡24、多線(xiàn)性晶體25、半導(dǎo)體激光 26、光學(xué)感測(cè)裝置27、自動(dòng)電流控制電路28、增益介質(zhì)晶體29、非線(xiàn)性晶體 30、共振腔31、幫浦光源本體32、光學(xué)感測(cè)組321、光二極管 322、鍍膜323、光學(xué)鍍膜透鏡33、自動(dòng)功率控制單元34、增益介質(zhì)35、非線(xiàn)性晶體 36、耦合輸出鏡37、溫度維持裝置38、耦合輸出鏡具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖5、圖6所示，本實(shí)用新型為一種固態(tài)激光功率控制裝置，該固態(tài)激光功率控制裝置包括一共振腔30，該共振腔30作為產(chǎn)生激發(fā)光源之用，該共振腔30以一增益介質(zhì)34與一耦合輸出鏡36所組成(該共振腔亦可為任何形狀鏡組、鏡組與增益介質(zhì)搭配或鏡組、增益介質(zhì)、飽和吸收體搭配所形成的共振腔體)。
一非線(xiàn)性晶體35(該非線(xiàn)性晶體個(gè)數(shù)可為多個(gè)，其目的為形成所需激發(fā)光源，而所輸出的激發(fā)光源可為脈沖式或連續(xù)激發(fā)光源)，該非線(xiàn)性晶體35設(shè)于共振腔30內(nèi)的增益介質(zhì)34一側(cè)，以產(chǎn)生倍頻激發(fā)光源。
一幫浦光源本體31，該幫浦光源本體31為一半導(dǎo)體激光，該半導(dǎo)體激光產(chǎn)生幫浦光源，幫浦光源經(jīng)過(guò)共振腔30及共振腔30內(nèi)的非線(xiàn)性晶體35，而于共振腔30內(nèi)進(jìn)行振蕩，進(jìn)而輸出激發(fā)光源。
一光學(xué)感測(cè)組32，該光學(xué)感測(cè)組32設(shè)于幫浦光源本體31內(nèi)，該光學(xué)感測(cè)組32接收共振腔30所溢出的激發(fā)光源及反射幫浦光源，該光學(xué)感測(cè)組32為一光二極體321，而于該光二極管321表面鍍膜322，該光二極體321表面經(jīng)鍍膜322后，形成一具有濾波功能的光學(xué)信號(hào)接收器，具有反射幫浦光源與透射接收激發(fā)光源的能力，其功率回饋方式為經(jīng)由鍍膜322的光二極體321擷取由共振腔30中所溢出的激發(fā)光源信號(hào)，并回饋控制幫浦光源本體31的輸出功率。
一自動(dòng)功率控制單元33，該自動(dòng)功率控制單元33接收來(lái)自光學(xué)感測(cè)組32的信號(hào)，產(chǎn)生回饋控制，以調(diào)整半導(dǎo)體激光的輸出，使激發(fā)光源輸出功率維持定值。
由上述的結(jié)構(gòu)構(gòu)成一種固態(tài)激光功率控制裝置，請(qǐng)參閱圖5，本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于可由半導(dǎo)體激光(即幫浦光源本體31)產(chǎn)生幫浦光源(PumpingSource)，而幫浦光源射入增益介質(zhì)34內(nèi)造成幫浦光源能階躍遷，經(jīng)過(guò)非線(xiàn)性晶體35，形成所設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)，于共振腔30內(nèi)產(chǎn)生振蕩，并于耦合輸出鏡36輸出激發(fā)光源，其中，該幫浦光源在共振腔內(nèi)來(lái)回振蕩，振蕩過(guò)程中除了從耦合輸出鏡36輸出激發(fā)光源，少量激發(fā)光源亦會(huì)自增益介質(zhì)34端面溢出，而由光學(xué)感測(cè)組32于一光二極管321表面鍍膜322，進(jìn)而產(chǎn)生基頻光反射、激發(fā)光透射，溢出的激發(fā)光經(jīng)光學(xué)感測(cè)組32接收，此時(shí)，接收信號(hào)強(qiáng)度與激發(fā)光源功率成正比，感測(cè)信號(hào)連接自動(dòng)功率控制單元33，自動(dòng)功率控制單元33自動(dòng)調(diào)整半導(dǎo)體激光輸出，使得激發(fā)光源功率輸出維持一定值，而可減少光學(xué)元件的使用，直接接受回饋信號(hào)，減少激發(fā)光源損失，有效運(yùn)用幫浦光源，進(jìn)而降低成本，使得本實(shí)用新型具有提升功率控制、減少光學(xué)元件的對(duì)位(alignment)與使用及降低生產(chǎn)成本等效果，增加其實(shí)用性及便利性。
請(qǐng)參閱圖5、圖6，本實(shí)用新型于使用時(shí)亦可將光學(xué)感測(cè)組32以一光二極管321及一光學(xué)鍍膜透鏡323(或光學(xué)濾光片)相互搭配設(shè)置，可利擷取由共振腔30中所溢出的激發(fā)光源，進(jìn)而提升功率控制。
再請(qǐng)參閱上述的構(gòu)造，其中所使用的幫浦光源由半導(dǎo)體激光產(chǎn)生的一種連續(xù)光源，該一幫浦光源亦可由一調(diào)制光源所產(chǎn)生，同樣可有效提升光源使用效率，輸出較高功率。
權(quán)利要求1.一種固態(tài)激光功率控制裝置，其特征在于，該固態(tài)激光功率控制裝置包括一共振腔，該共振腔產(chǎn)生激發(fā)光源；一非線(xiàn)性晶體，該非線(xiàn)性晶體設(shè)于共振腔內(nèi)，以產(chǎn)生倍頻激發(fā)光源；一幫浦光源本體，該幫浦光源本體為一半導(dǎo)體激光，該半導(dǎo)體激光產(chǎn)生幫浦光源，幫浦光源經(jīng)過(guò)共振腔及共振腔內(nèi)的增益介質(zhì)晶體、非線(xiàn)性晶體，而于共振腔內(nèi)進(jìn)行振蕩，進(jìn)而輸出激發(fā)光源；一光學(xué)感測(cè)組，該光學(xué)感測(cè)組設(shè)于幫浦光源本體內(nèi)，該光學(xué)感測(cè)組接收共振腔所溢出的激發(fā)光源及反射幫浦光源以及一自動(dòng)功率控制單元，該自動(dòng)功率控制單元接收來(lái)自光學(xué)感測(cè)組的信號(hào)，產(chǎn)生回饋控制，調(diào)整半導(dǎo)體激光的輸出，使激發(fā)光源輸出功率維持定值。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)激光功率控制裝置，其特征在于，該共振腔以一增益介質(zhì)與一耦合輸出鏡所組成，而該非線(xiàn)性晶體設(shè)于增益介質(zhì)一側(cè)，產(chǎn)生激發(fā)光源。
3.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)激光功率控制裝置，其特征在于，該幫浦光源可由一調(diào)制光源產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)激光功率控制裝置，其特征在于，該光學(xué)感測(cè)組為一光二極管，而于該光二極體表面鍍膜，擷取由共振腔中所溢出的激發(fā)光源。
5.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)激光功率控制裝置，其特征在于，該光學(xué)感測(cè)組以一光二極體及設(shè)于該光二極體一側(cè)的一光學(xué)鍍膜透鏡相互搭配設(shè)置，擷取由共振腔中所溢出的激發(fā)光源。
6.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)激光功率控制裝置，其特征在于，該光學(xué)感測(cè)組以一光二極管及設(shè)于該光二極管一側(cè)的一光學(xué)濾光片相互搭配設(shè)置，以擷取由共振腔中所溢出的激發(fā)光源。
專(zhuān)利摘要一種固態(tài)激光功率控制裝置，包括有一共振腔、一增益晶體、一非線(xiàn)性晶體、一幫浦光源本體、一光學(xué)感測(cè)組及一自動(dòng)功率控制單元；該幫浦光源本體內(nèi)設(shè)有一光學(xué)感測(cè)組，該光學(xué)感測(cè)組接收共振腔所溢出的激發(fā)光源及反射幫浦光源，并將其所感測(cè)到的信號(hào)傳送到自動(dòng)功率控制單元，以使產(chǎn)生回饋控制，調(diào)整半導(dǎo)體激光的輸出，并使激發(fā)光源輸出功率維持定值；進(jìn)而可有效提升功率控制、減少光學(xué)元件的對(duì)位與使用，及降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)G02F1/35GK2741069SQ20042009293
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者謝和銘, 許廷煒, 廖展?jié)i, 廖啟銘, 洪榮澤 申請(qǐng)人:友嘉科技股份有限公司