CN107994460A - 一种微型白光激光器及其制作方法 - Google Patents

一种微型白光激光器及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107994460A
CN107994460A CN201711160541.0A CN201711160541A CN107994460A CN 107994460 A CN107994460 A CN 107994460A CN 201711160541 A CN201711160541 A CN 201711160541A CN 107994460 A CN107994460 A CN 107994460A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micron
white light
laser
fiber waveguide
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711160541.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张奚宁
梁定鑫
戴昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaqiao University
Original Assignee
Huaqiao University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaqiao University filed Critical Huaqiao University
Priority to CN201711160541.0A priority Critical patent/CN107994460A/zh
Publication of CN107994460A publication Critical patent/CN107994460A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms

Abstract

一种微型白光激光器及其制作方法，包括微流控芯片和封装于内的若干激光二极管和若干微米光波导；该若干微米光波导输入端一一对应地位于若干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。本发明具有结构简单、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。

Description

一种微型白光激光器及其制作方法
技术领域
本发明涉及激光器领域，特别是一种微型白光激光器及其制作方法。
背景技术
目前，因具有能量高、单色性好、相干性好等优点，激光器自发明以来在通信、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。
发明内容
本发明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及其制作方法。
本发明采用如下技术方案：
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。
一种微型白光激光器的制作方法，其特征在于：在光学显微镜下，通过微纳操作将若干微米光波导输入端一一对应地放置于若干激光二极管有源区出光面以输入若干单色激光；再将其中一微米光波导与其它微米光波导的输出端分别耦合并调节耦合长度，使得该微米光波导输出白光；最后，采用微流控芯片进行封装。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的激光器及其制作方法，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、本发明的激光器及其制作方法，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、本发明的激光器及其制作方法，其通过微米光波导间的耦合长度进行单色激光功率的调节，调节方式简单灵活。
4、本发明的激光器及其制作方法，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为本发明微米光波导结构图；
图2为本发明微米光波导耦合示意图；
图3为本发明激光器主要结构图；
图4为本发明封装后的示意图；
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发明作进一步的描述。
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。
本发明还提出一种微型白光激光器的制作方法，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。
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。
本发明中的微纳操作是指：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。该方法已经有相关文献公开，具体请详见：Direct Coupling of Plasmonic and PhotonicNanowires for Hybrid Nanophotonic Components and Circuits(Nano Lett.2009)(复合纳米光子器件和回路中等离激元纳米线与光子纳米线的直接耦合(纳米快报.2009))。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种微型白光激光器，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。
2.如权利要求1所述的一种微型白光激光器，其特征在于：所述微米光波导直径为10-50μm。
3.如权利要求1所述的一种微型白光激光器，其特征在于：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。
4.如权利要求1所述的一种微型白光激光器，其特征在于：所述若干激光二极管的固定输出功率相同。
5.如权利要求1所述的一种微型白光激光器，其特征在于：所述微米光波导为微光纤或聚合物微米线。
6.如权利要求1所述的一种微型白光激光器，其特征在于：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°。
7.如权利要求1所述的一种微型白光激光器，其特征在于：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。
8.一种微型白光激光器的制作方法，其特征在于：在光学显微镜下，通过微纳操作将若干微米光波导输入端一一对应地放置于若干激光二极管有源区出光面以输入若干单色激光；再将其中一微米光波导与其它微米光波导的输出端分别耦合并调节耦合长度，使得该微米光波导输出白光；最后，采用微流控芯片进行封装。
CN201711160541.0A 2017-11-20 2017-11-20 一种微型白光激光器及其制作方法 Pending CN107994460A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711160541.0A CN107994460A (zh) 2017-11-20 2017-11-20 一种微型白光激光器及其制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711160541.0A CN107994460A (zh) 2017-11-20 2017-11-20 一种微型白光激光器及其制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107994460A true CN107994460A (zh) 2018-05-04

Family

ID=62031677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711160541.0A Pending CN107994460A (zh) 2017-11-20 2017-11-20 一种微型白光激光器及其制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107994460A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109283617A (zh) * 2018-11-30 2019-01-29 华侨大学 一种微型多色显示线光源及其制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5127068A (en) * 1990-11-16 1992-06-30 Spectra-Physics, Inc. Apparatus for coupling a multiple emitter laser diode to a multimode optical fiber
US20100303119A1 (en) * 2005-02-08 2010-12-02 President And Fellows Of Harvard College Microfluidic Lasers
CN101997265A (zh) * 2009-08-18 2011-03-30 夏普株式会社 光源装置
CN103323439A (zh) * 2013-06-09 2013-09-25 华侨大学 一种微流控芯片荧光激发装置、微流控芯片及其制备方法
WO2017174659A1 (de) * 2016-04-06 2017-10-12 Hella Kgaa Hueck & Co. Lichtquelle für eine beieuchtungsvorrichtung sowie beleuchtungsvorrichtung mit einer derartigen lichtquelle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5127068A (en) * 1990-11-16 1992-06-30 Spectra-Physics, Inc. Apparatus for coupling a multiple emitter laser diode to a multimode optical fiber
US20100303119A1 (en) * 2005-02-08 2010-12-02 President And Fellows Of Harvard College Microfluidic Lasers
CN101997265A (zh) * 2009-08-18 2011-03-30 夏普株式会社 光源装置
CN103323439A (zh) * 2013-06-09 2013-09-25 华侨大学 一种微流控芯片荧光激发装置、微流控芯片及其制备方法
WO2017174659A1 (de) * 2016-04-06 2017-10-12 Hella Kgaa Hueck & Co. Lichtquelle für eine beieuchtungsvorrichtung sowie beleuchtungsvorrichtung mit einer derartigen lichtquelle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109283617A (zh) * 2018-11-30 2019-01-29 华侨大学 一种微型多色显示线光源及其制作方法
CN109283617B (zh) * 2018-11-30 2024-02-27 华侨大学 一种微型多色显示线光源及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101359071B (zh) 光耦合器件
CN109188733A (zh) 基于微纳光纤的全光调制器及其制作方法、调制系统
CN108700719A (zh) 使用晶体管外形技术的光模式转换和一种球透镜
KR101969844B1 (ko) 광섬유와 연결된 나노선의 제조방법
CN106770057A (zh) 一种基于等离子体共振的光纤传感器及装置
CN207851359U (zh) 光模块、光模块笼子、光模块组件及光模块系统
CN107994460A (zh) 一种微型白光激光器及其制作方法
CN108899750A (zh) 一种多孔道中空微结回音壁模式谐振腔及其制备方法
CN207602983U (zh) 一种微型白光激光器
CN209086471U (zh) 一种微型多色显示线光源
CN209070256U (zh) 基于微纳光纤的全光调制器和调制系统
CN109283617A (zh) 一种微型多色显示线光源及其制作方法
CN101453096A (zh) 半导体纳米线和微光纤复合结构微激光器
CN209878192U (zh) 一种微型压力变色传感器
CN105914253B (zh) 偏振可控纳米光源及其显微系统、光子芯片系统
CN205509227U (zh) 一种光纤输出to封装半导体激光器
CN108091613A (zh) 调节光电耦合器放大功率的方法
CN109212640B (zh) 一种有机/金属纳米线异质结及其制备方法和应用
CN106324761A (zh) 可磁调控分光比的单模光纤耦合器
CN205899069U (zh) M×n型光分路器可见光装饰器件
CN110426770A (zh) 无机亚纳米线偏光薄膜及其应用
CN206020724U (zh) 光纤连接器
CN109309527A (zh) 光功率测量装置
CN106908892A (zh) 导光元件及使用该导光元件的照明装置
CN108092720A (zh) 一种光纤数据传输装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination