CN114578499B - 用于激光器的耦合方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于激光器的耦合方法和系统。用于激光器的耦合方法包括：确定准直透镜（14）的待耦合位置，以使得从发光芯片（12）发出的光经由准直透镜（14）准直为平行光；以及基于有源光学耦合方法，确定第一汇聚透镜（16）的待耦合位置，以使得平行光经由第一汇聚透镜（16）汇聚在管壳（11）的内部的预定位置处，其中在所预定位置处，经汇聚的光能够与光纤的管芯耦合。根据本公开的激光器的耦合方法和系统，通过有源耦合的方法实现光学器件的耦合，显著提高了激光器的耦合效率。

Description

用于激光器的耦合方法和系统

技术领域

本公开的实施例总体上涉光通信领域，尤其涉及用于激光器的耦合方法和系统。

背景技术

光通信系统的一些光通信器件包括半导体激光器（例如激光二极管芯片）用作光源。激光器在传感和模拟调制等方面有着十分广泛的应用，而耦合效率一直是激光器类产品非常关注的指标之一，提高耦合效率对产品性能的提升有着至关重要的作用，而实际生产过程中实际的耦合效率往往与理论值有着较大的差异。传统的激光器的耦合方法难以令人满意，期望能够提高激光器的耦合效率。

发明内容

本公开的实施例提供了一种用于激光器的耦合方法和系统，旨在解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或多个。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于激光器的耦合方法。所述激光器包括管壳和布置在所述管壳内的沿着激光器的输出光轴顺次布置的发光芯片、准直透镜和第一汇聚透镜，所述方法包括：确定所述准直透镜的待耦合位置，以使得从所述发光芯片发出的光经由所述准直透镜准直为平行光；以及基于有源光学耦合方法，确定所述第一汇聚透镜的待耦合位置，以使得所述平行光经由所述第一汇聚透镜汇聚在所述管壳的内部的预定位置处，其中在所预定位置处，经汇聚的光能够与光纤的管芯耦合。

在根据本公开的实施例中，确定所述准直透镜的待耦合位置包括：在所述管壳内提供所述准直透镜，以接收从所述发光芯片发的光，并且对所接收的光进行准直；通过光接收装置接收经准直的光，其中所述光接收装置被布置在所述管壳的外部；沿着所述输出光轴改变所述准直透镜的位置，以改变所述光接收装置上所接收的第一光指示；以及基于所述光接收装置上的所述第一指示，确定所述准直透镜的待耦合位置。

在根据本公开的实施例中，沿着所述输出光轴改变所述准直透镜的位置包括：响应于所述第一光指示小于第一预定阈值，朝向或远离所述发光芯片移动所述准直透镜，其中所述第一预定阈值与所述发光芯片位于所述准直透镜的焦点时所获得的光指示对应；以及响应于所述第一光指示等于第一预定阈值，确定所述准直透镜的待耦合位置。

在根据本公开的实施例中，沿着所述输出光轴改变所述准直透镜的位置包括：基于所述第一光指示相对于所述光接收装置上的预定标记位置的位置关系，朝向或远离所述发光芯片移动所述准直透镜，其中所述预定标记位置与所述发光芯片位于所述准直透镜的焦点时所获得的光指示相关地确定；以及响应于所述第一光指示位于所述预定标记位置，确定所述准直透镜的待耦合位置。

在根据本公开的实施例中，基于有源耦合方法确定所述第一汇聚透镜的待耦合位置包括：在所述管壳的外部提供第二汇聚透镜，其中所述第二汇聚透镜与所述第一汇聚透镜反向对置，以使得透过所述第一汇聚透镜的光在所述管壳的外部经由所述第二汇聚透镜进行汇聚；沿着所述输出光轴改变所述第一汇聚透镜的位置，以改变所述光接收装置上所接收的第二光指示；以及基于所述光接收装置上的所述第二光指示，确定所述第一汇聚透镜的待耦合位置。

在根据本公开的实施例中，沿着所述输出光轴改变所述第一汇聚透镜的位置包括：响应于所述第二光指示小于第二预定阈值，朝向或远离所述准直透镜移动所述第一汇聚透镜，其中所述第二预定阈值与透过所述第二汇聚透镜所获得的平行光在所光接收装置上所获得的光指示对应；以及响应于所述第二光指示等于第二预定阈值，确定所述第一汇聚透镜的待耦合位置。

在根据本公开的实施例中，沿着所述输出光轴改变所述第一汇聚透镜的位置包括：基于所述第二光指示相对于所述光接收装置上的预定标记位置的位置关系，朝向或远离所述准直透镜移动所述第一汇聚透镜，其中所述预定标记位置与与透过所述第二汇聚透镜所获得的平行光在所光接收装置上所获得的光指示相关地确定；以及响应于所述第二光指示位于所述预定标记位置，确定所述第一汇聚透镜的待耦合位置。

在根据本公开的实施例中，所述第二汇聚透镜与所述第一汇聚透镜被保持在一起，以使得所述第二汇聚透镜与所述第一汇聚透镜同步地移动。

在根据本公开的实施例中，所述第二汇聚透镜与所述第一汇聚透镜之间的距离为所述第二汇聚透镜的第二焦距和所述第一汇聚透镜的第一焦距之和。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于激光器的耦合系统。所述激光器包括管壳和布置在所述管壳内的沿着所述激光器的输出光轴顺次布置的待光学耦合的发光芯片、准直透镜和第一汇聚透镜，所述耦合系统包括：平台，适于支撑所述激光器；调节台，包括支撑臂，其中所述支撑臂被配置成沿着所述输出光轴改变所述准直透镜和所述第一汇聚透镜的位置，以改变所述光接收装置上所接收的光指示；以及光接收装置，适于接收光，以用于针对所述激光器的至少第一汇聚透镜进行光学耦合；所述系统还包括布置在所述管壳的外部的第二汇聚透镜，其中所述第二汇聚透镜与所述第一汇聚透镜反向对置，以使得通过所述第二汇聚透镜对所述第一汇聚透镜进行光学耦合。

根据本公开的第三方面，提供了一种用于激光器的耦合系统。所述激光器包括管壳和布置在所述管壳内的沿着所述激光器的输出光轴顺次布置的待光学耦合的发光芯片、准直透镜和第一汇聚透镜，所述耦合系统包括：平台，适于支撑所述激光器；调节台，包括水平延伸的支撑臂，其中所述调节台适于调节所述支撑臂的位置；以及光接收装置，适于接收光，以用于针对所述激光器的光学器件进行光学耦合；所述支撑臂适于保持所述第一汇聚透镜或准直透镜并且能够调节所述第一汇聚透镜或准直透镜在所述输出光轴上的位置；所述系统还包括布置在所述管壳的外部的第二汇聚透镜，其中所述第二汇聚透镜与所述第一汇聚透镜反向对置，以使得通过透过所述第一汇聚透镜在所述管壳的外部经由所述第二汇聚透镜进行汇聚。

在根据本公开的实施例中，所述支撑臂包括沿延伸方向布置的第一区段和第二区段，其中所述第二区段适于可释放地刚性地附接至所述第一区段并且适于保持所述光学器件。

在根据本公开的实施例中，耦合系统还包括竖直延伸的悬挂臂，所述悬挂臂适于安装至所述第二区段，其中所述悬挂臂的一端被刚性附接至所述支撑臂，所述悬挂臂的另一端适于保持所述第一汇聚透镜或准直透镜，通过调节所述支撑臂的位置以改变所述第一汇聚透镜或准直透镜的位置，以进行所述第一汇聚透镜或准直透镜的光学耦合。

在根据本公开的实施例中，所述悬挂臂包括中空管，其中所述中空管适于连接至真空泵以通过真空吸附保持相应的光学元件。

在根据本公开的实施例中，所述悬挂臂包括第一悬挂臂，所述第一悬挂臂适于在其端部处同时保持所述第一汇聚透镜和所述第二汇聚透镜，以使得所述第一汇聚透镜和所述第二汇聚透镜同步地移动。

在根据本公开的实施例中，所述第一悬挂臂呈Y形状，并且通过Y形状的相应支脚的端部处来保持相应的汇聚透镜。

在根据本公开的实施例中，所述第一悬挂臂的用于保持所述第二汇聚透镜的端部和所述第一汇聚透镜的端部之间的距离为所述第二汇聚透镜的第二焦距和所述第一汇聚透镜的第一焦距之和。

在根据本公开的实施例中，所述悬挂臂包括第二悬挂臂，所述第二悬挂臂为直线状并且适于在其端部处保持所述准直透镜。

在根据本公开的实施例中，所述第一区段和第二区段通过磁性附接，所述悬挂臂适于通过磁性附接至所述第二区段。

在根据本公开的实施例中，所述调节台被配置为：在针对所述准直透镜耦合的过程中，基于通过光接收装置所接收的经所述准直透镜准直后的光的第一光指示，朝向或远离所述发光芯片移动所述准直透镜，以使得根据所述第一光指示，确定所述准直透镜的待耦合位置。

在根据本公开的实施例中，所述调节台被配置为：在针对所述第一汇聚透镜耦合的过程中，基于通过光接收装置所接收的经所述准直透镜准直、然后顺次经过所述第一汇聚透镜和所述第二汇聚透镜的光的第二光指示，朝向或远离所述发光芯片至少移动所述第一汇聚透镜，以使得根据所述第二光指示，确定所述第一汇聚透镜的待耦合位置。

根据本公开的第四方面，提供了一种用于激光器的耦合方法，所述激光器包括管壳和布置在所述管壳内的沿着激光器的输出光轴顺次布置的发光芯片、准直透镜和第一汇聚透镜。所述方法包括：

确定所述准直透镜的待耦合位置，以使得从所述发光芯片发出的光经由所述准直透镜准直为平行光；

在所述管壳的外部提供第二汇聚透镜和光接收装置，所述光接收装置沿着所输出光轴位于所述第二汇聚透镜下游；以及

借助所述第二汇聚透镜和所述光接收装置，确定所述第一汇聚透镜的待耦合位置，其中所述第二汇聚透镜与所述第一汇聚透镜反向对置以使得穿过所述第一汇聚透镜的光穿过所述第二汇聚透镜而被所述光接收装置接收。

根据本公开实施例的激光器的耦合方法和系统，通过有源耦合的方法实现光学器件的耦合，显著提高了激光器的耦合效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例。

图1示出了根据本公开的实施例的用于激光器的耦合系统的示意图。

图2示出了根据本公开的实施例的用于激光器的耦合方法的流程图。

图3示出了根据本公开的实施例的用于激光器的耦合方法的光路示意图。

图4示出了根据本公开的实施例的用于激光器的耦合方法的流程图。

图5示出了根据本公开的实施例的用于激光器的耦合方法的光路示意图。

图6示出了根据本公开的实施例的用于激光器的耦合方法的流程图。

图7示出了根据本公开的实施例的用于激光器的耦合方法的光路示意图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示放置或者位置关系的词汇均基于附图所示的方位或者位置关系，仅为了便于描述本公开的原理，而不是指示或者暗示所指的元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本公开的限制。

激光器的耦合效率一直是激光器的重要指标之一。为此，提出了一种激光器，其包括双透镜。在这种激光器中，激光器的发光芯片发出的光首先经过准直透镜变为平行光，然后再经过汇聚透镜进入光纤中。通过例如Zemax软件的仿真可以发现，这种双透镜系统的激光器比单透镜系统的激光器的耦合效率提高高达10%，甚至更高。

然而，当在激光器内实施这种方案时遇到极大的技术挑战。这是因为，经由准直透镜准直的光经过汇聚透镜汇聚之后的光斑位于激光器内部，这使得无法针对汇聚透镜进行有源耦合。因此如何在激光器内定位双透镜，以实现这些光学器件的精准光学耦合，进而保能够发挥上述理论分析性能是亟需解决的技术问题。

针对此，本公开的发明人经过大量的锐意研究提出了一种基于有源光学耦合方法来实现激光器的光耦合。由此，确保了激光器的实际耦合满足理论设计性能。下面结合附图来详细说明根据本公开实施例的用于激光器的耦合方法和系统。

图1示出用于激光器10的耦合系统100。耦合系统100可包括平台30、调节台40和光接收装置20。平台30形成用于激光器的耦合系统100的操作平台。平台30可以为地面或设置在地面上的操作台。平台30可支撑激光器10。激光器10包括管壳11和布置在管壳11内的沿着激光器10的输出光轴顺次布置的待光学耦合的发光芯片12、准直透镜14和第一汇聚透镜16（还参照图3、图5和图7所述实施例的光路图）。根据本公开的耦合系统100能够实现发光芯片12、准直透镜14和第一汇聚透镜16之间的高效光学耦合。

调节台40可以多个自由度移动，以实施光学耦合。如图1所示，管壳11可保持为开口状态，调节台40可从上方以悬挂的方式移动光学器件以实现光学器件的光耦合。这仅仅是示例性的，可以其他方式来实现管壳11和各光学器件之间的相对移动，例如可以保持各光学器件不动而仅移动管壳11来实施光学耦合。

在一些实施例中，调节台40可包括水平延伸的支撑臂50，其中调节台40适于调节支撑臂50的位置。在一些实施例中，调节台40可包括六轴位移调节台以实现6个自由度的调节。支撑臂50可适于保持第一汇聚透镜16或准直透镜14并且能够响应于调节台40的调节动作而移动，进而调节附着在支撑臂50上的光学器件的位置。

光接收装置20适于接收从激光器10发出的光。可通过光接收装置20所接收的光对针对激光器10中光学器件进行光学耦合。在根据本公开实施例的耦合方法中，在光学器件的耦合过程中，可通过光接收装置20来接收光进而提供所接收光的光指示，由此可通过光指示实现光学器件的有源耦合。在一些实施例中，光接收装置20可包括视觉可见的指示，由此用户可方便地通过视觉地观察所接收的光信号。在一些实施例中，光接收装置20可提供数值指示（例如光强指示），由此用户可通过观察光强大小，确定所接收的光的强度相关信息。

耦合系统100还可包括布置在管壳11的外部的第二汇聚透镜18（还参照图3、图5和图7所述实施例的光路图），其中第二汇聚透镜18与第一汇聚透镜16反向对置，以使得通过透过第一汇聚透镜16在管壳11的外部经由第二汇聚透镜18进行汇聚。可通过第二汇聚透镜18实现第一汇聚透镜16的有源耦合。稍后将参照其他附图详细描述。

在一些实施例中，支撑臂50可包括多个区段。这在光学耦合过程中具有显著的好处。在一些实施例中，支撑臂50可包括延伸方向的第一区段52和第二区段54。其中第二区段54适于可释放地刚性地附接至第一区段52并且适于光学器件，以提供针对光学器件的光学耦合。通过多个区段的结构，可以不对传统的支撑臂50做任何结构的改变而方便地保持光学器件，进而使得以悬置方法来调节光学器件的耦合位置的变得简单。

在一些实施例中，竖直延伸的悬挂臂60适于安装至第二区段54。悬挂臂的一端被刚性附接至支撑臂50，悬挂臂的另一端适于保持第一汇聚透镜16或准直透镜14。由此，可通过调节支撑臂50的位置以改变第一汇聚透镜16或准直透镜14的位置，以进行第一汇聚透镜16或准直透镜14的光学耦合。

在一些实施例中，悬挂臂60包括中空管。中空管适于通过软管67连接至真空泵68以通过真空吸附保持相应的光学元件。采用这种方式，可以方便地实现光学器件的保持和释放。

在一些实施例中，悬挂臂可包括第一悬挂臂。第一悬挂臂适于在其端部处同时保持第一汇聚透镜16和第二汇聚透镜18。采用这种结构，可以方便地实现第一汇聚透镜16和第二汇聚透镜18同步地移动。这可以大幅度提高激光器光学耦合操作的效率。

在一些实施例中，如图1所示，第一悬挂臂可呈Y形状，并且通过Y形状的相应支脚的端部处来保持相应的汇聚透镜。这样的形状特别适合用于真空吸附并且以低成本来实现光学器件的保持和释放。

在一些实施例中，第一悬挂臂的用于保持第二汇聚透镜18的端部和第一汇聚透镜16的端部之间的距离为第二汇聚透镜18的第二焦距和第一汇聚透镜16的第一焦距之和。采用这种结构，可以第一汇聚透镜16的焦点和反向布置的第二汇聚透镜18的焦点重合，以确保透过第二汇聚透镜18的光为平行光。这在第一汇聚透镜16的有源耦合方面具有显著的好处（后面将详细描述）。

在一些实施例中，悬挂臂还可包括第二悬挂臂（图中未示出），第二悬挂臂为直线状并且适于在其端部处保持准直透镜14。可根据光学耦合的需要来选择使用第一悬挂臂还是第二悬挂臂。值得说明的是，第一悬挂臂和第二悬挂臂可采用图示实施例之外的其他适当形状。

第一区段和第二区段可包括多种附接方式。在一些实施例中，第一区段52和第二区段54通过磁性附接。在耦合平台为开放式的情况下，磁性附接具有便利性。在一些实施例中，悬挂臂可包括铁磁性材料，由此悬挂臂适于通过磁性附接至第二区段54。

在一些实施例中，调节台40可被配置为：在针对准直透镜14耦合的过程中，基于通过光接收装置20所接收的经准直透镜14准直后的第一光指示，朝向或远离发光芯片12移动准直透镜14，以使得根据第一光指示，确定准直透镜14的待耦合位置并且将准直透镜14固定在所确定的待耦合位置处。由此，可借助调节台40，方便地实现准直透镜14的光学耦合。

在一些实施例中，调节台40可被配置为：在针对第一汇聚透镜16耦合的过程中，基于通过光接收装置20所接收的经准直透镜14准直、然后顺次经过第一汇聚透镜16和第二汇聚透镜18的光的第二光指示，朝向或远离发光芯片12至少移动第一汇聚透镜16，以使得根据第二光指示，确定第一汇聚透镜16的待耦合位置并且将第一汇聚透镜16固定在所确定的待耦合位置处。由此，可借助调节台40，方便地实现准直透镜14的光学耦合。

图2示出根据本公开的实施例的用于激光器的耦合方法200的流程图。方法200可包括以下动作。在框202处，确定准直透镜14的待耦合位置，以使得从发光芯片12发出的光经由准直透镜14准直为平行光。在框204处，基于有源光学耦合方法，确定第一汇聚透镜16的待耦合位置，以使得平行光经由第一汇聚透镜16汇聚在管壳11的内部的预定位置处，其中在所预定位置处，经汇聚的光能够与光纤的管芯耦合。

值得说明的是，术语“有源光学耦合”应当被理解成传输光能够透过第一汇聚透镜16并且基于透过第一汇聚透镜16的光检测来进行第一汇聚透镜16的光学耦合。根据本公开实施例的用于激光器的耦合方法200，由于第一汇聚透镜16是基于有源光学耦合的方法来确定的耦合位置，因此能够确保准直透镜14和第一汇聚透镜16之间的光学耦合效率。

下面结合图3和图4说明根据本公开的实施例的用于耦合准直透镜14的示意图。图3示出根据本公开的实施例的用于激光器的耦合的光路示意图。图4示出根据本公开的实施例的用于激光器的耦合方法400的流程图。

如图3所示，激光器10可包括沿着激光器10的输出光轴顺次布置的发光芯片12和准直透镜14。发光芯片12和准直透镜14被配置在激光器的管壳11（在图3中以虚线示出）内。可通过布置在管壳外部的光接收装置20来检测激光器所发出的光。在图示的实施例中，接收装置20被配置为接收从发光芯片12所发出的经过准直透镜14准直后的光。

耦合方法400可包括以下动作。在框402处，在管壳11内提供准直透镜14。准直透镜14可接收从发光芯片12发的光，并且对所接收的光进行准直。在框404处，通过光接收装置20接收经准直的光。在框406处，沿着输出光轴改变准直透镜14的位置，以改变光接收装置20上所接收的第一光指示。在一些实施例中，可将第二悬挂臂附接至支撑臂50上，可通过沿着光轴移动支撑臂50以改变准直透镜14。在框408处，基于光接收装置20上的第一指示，确定准直透镜14的待耦合位置。

在一些实施例中，可通过调节台40将发光芯片12和准直透镜14沿着输出光轴对准。然后，沿着输出光轴改变准直透镜14的位置，以确定出准直透镜14的最佳光耦合位置。一旦确定出准直透镜14的最佳光耦合位置之后，可将准直透镜14在管壳中固定或预固定，然后继续进行第一汇聚透镜16的光学耦合。

在一些实施例中，沿着输出光轴改变准直透镜14的位置可包括：响应于第一光指示小于第一预定阈值，朝向或远离发光芯片12移动准直透镜14，其中第一预定阈值与发光芯片12位于准直透镜14的焦点时所获得的光指示对应。响应于第一光指示等于第一预定阈值，确定准直透镜14的待耦合位置并且将准直透镜14固定在所确定的待耦合位置处。这特别地适合于光接收装置20提供光强数值指示的情形，由此，可方便地通过根据第一光指示是否为预定大小而方便地确定准直透镜14的光耦合位置。

在一些实施例中，沿着输出光轴改变准直透镜14的位置可包括：基于第一光指示相对于光接收装置20上的预定标记位置的位置关系，朝向或远离发光芯片12移动准直透镜14，其中预定标记位置与发光芯片12位于准直透镜14的焦点时所获得的光指示相关地确定。响应于第一光指示位于预定标记位置，确定准直透镜14的待耦合位置并且将准直透镜14固定在所确定的待耦合位置处。这特别地适合于光接收装置20提供光斑指示的情形，由此，用户可以通过根据第一光指示是否与预定标记位置匹配而方便地观察到预定标记位置的位置。

在确定准直透镜14的耦合位置之后，进一步确定第一汇聚透镜16的耦合位置。下面结合图5和图6说明根据本公开的实施例的用于耦合第一汇聚透镜16的示意图。图5示出根据本公开的实施例的用于激光器的耦合的光路示意图。图6示出根据本公开的实施例的用于激光器的耦合方法600的流程图。

如图5所示，激光器10可包括沿着激光器10的输出光轴顺次布置的发光芯片12、准直透镜14和第一汇聚透镜16。发光芯片12、准直透镜14和第一汇聚透镜16被配置在激光器的管壳11（在图5中以虚线示出）内。可通过布置在管壳外部的光接收装置20来检测激光器所发出的光。

考虑到第一汇聚透镜16位于激光器内部且透过第一汇聚透镜16的光被汇聚在激光器内部，即图5中的第一汇聚透镜16的焦点F所在的位置处，因此激光器的管壳内部无法提供针对第一汇聚透镜16的有源耦合。根据本公开实施例的耦合方法，在管壳11的外部提供第二汇聚透镜18。第二汇聚透镜18与第一汇聚透镜16反向对置，以借助第二汇聚透镜18实现第一汇聚透镜16的有源光学耦合。

如图5所示，在管壳11的外部还设置第二汇聚透镜18。由此，从发光芯片12所发出的光首先经过准直透镜14准直为平行光，然后平行光经由第一汇聚透镜16汇聚，所汇聚的光在管壳内聚焦至焦点F处。聚焦后的光在经由反向第二汇聚透镜18进行汇聚，最终经由光接收装置20接收。由此，可通过接收装置20和第二汇聚透镜18的协同操作来实现第一汇聚透镜16的光学耦合。

如图6所示，耦合方法600可包括以下动作。在框602处，在管壳11的外部提供第二汇聚透镜18，其中第二汇聚透镜18与第一汇聚透镜16反向对置，以使得透过第一汇聚透镜16的光在管壳11的外部经由第二汇聚透镜18进行汇聚。

在框604处，沿着输出光轴改变第一汇聚透镜16的位置，以改变光接收装置20上所接收的第二光指示。在一些实施例中，可将第二悬挂臂附接至支撑臂50上，可通过沿着光轴移动支撑臂50以改变第一汇聚透镜16的位置。在框606处，基于光接收装置20上的第二光指示，确定第一汇聚透镜16的待耦合位置。

在一些实施例中，可通过调节台40将发光芯片12、准直透镜14和第一汇聚透镜16沿着输出光轴对准。然后，沿着输出光轴改变第一汇聚透镜16的位置，以确定出第一汇聚透镜16的最佳光耦合位置。一旦确定出第一汇聚透镜16的最佳光耦合位置之后，可将第一汇聚透镜16在管壳中固定或预固定。

在一些实施例中，沿着输出光轴改变第一汇聚透镜16的位置包括：响应于第二光指示小于第二预定阈值，朝向或远离准直透镜14移动第一汇聚透镜16，其中第二预定阈值与经汇聚的光在第二汇聚透镜18的焦点处透过第二汇聚透镜18所获得的光指示对应。响应于第二光指示等于第二预定阈值，确定第一汇聚透镜16的位置并且将第一汇聚透镜16固定在所确定的位置处。

在一些实施例中，沿着输出光轴改变第一汇聚透镜16的位置包括：基于第二光指示相对于光接收装置20上的预定标记位置的位置关系，朝向或远离准直透镜14移动第一汇聚透镜16，其中预定标记位置与经汇聚的光在第二汇聚透镜18的焦点处透过第二汇聚透镜18所获得的平行光在所光接收装置20上的光指示相关地确定。响应于第二光指示位于预定标记位置，确定第一汇聚透镜16的位置并且将第一汇聚透镜16固定在所确定的位置处。

图7示出根据本公开的实施例的用于激光器的耦合的光路示意图。图7与图5类似，在图7的实施例中示出了激光器的整体剖视示意结构，并且还示意示出了第一悬挂臂65。考虑到图7和图5的相似性，重点说明图7和图5所示实施例的不同之处。

如图7所示，激光器10可包括沿着激光器10的输出光轴顺次布置的发光芯片12、准直透镜14和第一汇聚透镜16。发光芯片12、准直透镜14和第一汇聚透镜16被配置在激光器的管壳11内。可通过布置在管壳外部的第二汇聚透镜18和光接收装置20来实现第一汇聚透镜16的有源光学耦合。

如图7所示，第二汇聚透镜18与第一汇聚透镜16可通过第一悬挂臂65被保持在一起，以使得第二汇聚透镜18与第一汇聚透镜16同步地移动。由于第二汇聚透镜18与第一汇聚透镜16同步地移动，因此可以在较小的移动范围内快速地确定第一汇聚透镜16的耦合位置，进而提高耦合操作的高效性。

在一些实施例中，第二汇聚透镜18与第一汇聚透镜16之间的距离为第二汇聚透镜18的第二焦距d2和第一汇聚透镜16的第一焦距d1之和。如图7所示，第二汇聚透镜18的焦点与第一汇聚透镜16的焦点在位置F处重合。由此，无论第一汇聚透镜16处于光轴的那个位置，可以总是确保经过第一汇聚透镜16和第二汇聚透镜18的光为平行光，以便于光接收装置20确定耦合位置。

如图7所示，第一悬挂臂65可被附接至支撑臂50的第二区段54。第一悬挂臂65可为中空管的形式以便于通过吸真空来保持第二汇聚透镜18与第一汇聚透镜16。第一悬挂臂65可包括主干管62和和从主干管62彼此远离的分支开的分支管64、66。可通过分支管64、66的端部来分别保持第一汇聚透镜16和第二汇聚透镜18。在图示的实施例中，第一悬挂臂65可为Y形吸嘴。值得说明的是这仅仅是示例性的，第一悬挂臂65可以为其他适当的形状。为便于分支管的端部与透镜的接合，吸嘴的端部与透镜接触的部分应遵循透镜的外形，从而保证吸嘴与相应透镜的充分接触，达到最佳的吸附效果。

方面1.根据本公开提供一种用于激光器（10）的耦合系统，所述激光器（10）包括管壳（11）和布置在所述管壳（11）内的沿着所述激光器（10）的输出光轴顺次布置的待光学耦合的发光芯片（12）、准直透镜（14）和第一汇聚透镜（16），所述耦合系统包括：

平台（30），适于支撑所述激光器（10）；

调节台（40），包括水平延伸的支撑臂（50），其中所述调节台（40）适于调节所述支撑臂（50）的位置；以及

光接收装置（20），适于接收光，以用于针对所述激光器（10）的光学器件进行光学耦合；

所述支撑臂（50）适于保持所述第一汇聚透镜（16）或准直透镜（14）并且能够调节所述第一汇聚透镜（16）或准直透镜（14）在所述输出光轴上的位置；

所述系统还包括布置在所述管壳（11）的外部的第二汇聚透镜（18），其中所述第二汇聚透镜（18）与所述第一汇聚透镜（16）反向对置，以使得通过透过所述第一汇聚透镜（16）在所述管壳（11）的外部经由所述第二汇聚透镜（18）进行汇聚。

方面2．根据方面1所述的耦合系统，所述支撑臂（50）包括沿延伸方向布置的第一区段（52）和第二区段（54），其中所述第二区段（54）适于可释放地刚性地附接至所述第一区段（52）并且适于保持所述光学器件。

方面3．根据方面2所述的耦合系统，还包括竖直延伸的悬挂臂（60），所述悬挂臂（60）适于安装至所述第二区段（54），其中所述悬挂臂的一端被刚性附接至所述支撑臂（50），所述悬挂臂的另一端适于保持所述第一汇聚透镜（16）或准直透镜（14），通过调节所述支撑臂（50）的位置以改变所述第一汇聚透镜（16）或准直透镜（14）的位置，以进行所述第一汇聚透镜（16）或准直透镜（14）的光学耦合。

方面4．根据方面3所述的耦合系统，所述悬挂臂包括中空管，其中所述中空管适于连接至真空泵以通过真空吸附保持相应的光学元件。

方面5．根据方面4所述的耦合系统，所述悬挂臂包括第一悬挂臂，所述第一悬挂臂适于在其端部处同时保持所述第一汇聚透镜（16）和所述第二汇聚透镜（18），以使得所述第一汇聚透镜（16）和所述第二汇聚透镜（18）同步地移动。

方面6．根据方面5所述的耦合系统，所述第一悬挂臂呈Y形状，并且通过Y形状的相应支脚的端部处来保持相应的汇聚透镜。

方面7．根据方面5所述的耦合系统，所述第一悬挂臂的用于保持所述第二汇聚透镜（18）的端部和所述第一汇聚透镜（16）的端部之间的距离为所述第二汇聚透镜（18）的第二焦距和所述第一汇聚透镜（16）的第一焦距之和。

方面8．根据方面5所述的耦合系统，所述悬挂臂包括第二悬挂臂，所述第二悬挂臂为直线状并且适于在其端部处保持所述准直透镜（14）。

方面9．根据方面2-8中任一项所述的耦合系统，所述第一区段（52）和第二区段（54）通过磁性附接，所述悬挂臂适于通过磁性附接至所述第二区段（54）。

方面10．根据方面1-8中任一项所述的耦合系统，所述调节台（40）被配置为：

在针对所述准直透镜（14）耦合的过程中，基于通过光接收装置（20）所接收的经所述准直透镜（14）准直后的光的第一光指示，朝向或远离所述发光芯片（12）移动所述准直透镜（14），以使得根据所述第一光指示，确定所述准直透镜（14）的待耦合位置。

方面11．根据方面10所述的耦合系统，所述调节台（40）被配置为：

在针对所述第一汇聚透镜（16）耦合的过程中，基于通过光接收装置（20）所接收的经所述准直透镜（14）准直、然后顺次经过所述第一汇聚透镜（16）和所述第二汇聚透镜（18）的光的第二光指示，朝向或远离所述发光芯片（12）至少移动所述第一汇聚透镜（16），以使得根据所述第二光指示，确定所述第一汇聚透镜（16）的待耦合位置。

方面12．一种用于激光器（10）的耦合方法，所述激光器（10）包括管壳（11）和布置在所述管壳（11）内的沿着激光器（10）的输出光轴顺次布置的发光芯片（12）、准直透镜（14）和第一汇聚透镜（16），所述方法包括：

确定所述准直透镜（14）的待耦合位置，以使得从所述发光芯片（12）发出的光经由所述准直透镜（14）准直为平行光；

在所述管壳（11）的外部提供第二汇聚透镜（18）和光接收装置（20），所述光接收装置（20）沿着所输出光轴位于所述第二汇聚透镜（18）下游；以及

借助所述第二汇聚透镜（18）和所述光接收装置（20），确定所述第一汇聚透镜（16）的待耦合位置，其中所述第二汇聚透镜（18）与所述第一汇聚透镜（16）反向对置以使得穿过所述第一汇聚透镜（16）的光穿过所述第二汇聚透镜（18）而被所述光接收装置（20）接收。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.一种用于激光器（10）的耦合方法，其特征在于，所述激光器（10）包括管壳（11）和布置在所述管壳（11）内的沿着激光器（10）的输出光轴顺次布置的发光芯片（12）、准直透镜（14）和第一汇聚透镜（16），所述方法包括：

确定所述准直透镜（14）的待耦合位置，以使得从所述发光芯片（12）发出的光经由所述准直透镜（14）准直为平行光；以及

基于有源光学耦合方法，确定所述第一汇聚透镜（16）的待耦合位置，以使得所述平行光经由所述第一汇聚透镜（16）汇聚在所述管壳（11）的内部的预定位置处，其中在所预定位置处，经汇聚的光能够与光纤的管芯耦合；

其中基于有源耦合方法确定所述第一汇聚透镜（16）的待耦合位置包括：

在所述管壳（11）的外部提供第二汇聚透镜（18），其中所述第二汇聚透镜（18）与所述第一汇聚透镜（16）反向对置，以使得透过所述第一汇聚透镜（16）的光在所述管壳（11）的外部经由所述第二汇聚透镜（18）进行汇聚；

沿着所述输出光轴改变所述第一汇聚透镜（16）的位置，以改变光接收装置（20）上所接收的第二光指示；以及

基于所述光接收装置（20）上的所述第二光指示，确定所述第一汇聚透镜（16）的待耦合位置。

2.根据权利要求1所述的耦合方法，其特征在于，确定所述准直透镜（14）的待耦合位置包括：

在所述管壳（11）内提供所述准直透镜（14），以接收从所述发光芯片（12）发的光，并且对所接收的光进行准直；

通过光接收装置（20）接收经准直的光，其中所述光接收装置（20）被布置在所述管壳（11）的外部；

沿着所述输出光轴改变所述准直透镜（14）的位置，以改变所述光接收装置（20）上所接收的第一光指示；以及

基于所述光接收装置（20）上的所述第一光指示，确定所述准直透镜（14）的待耦合位置。

3.根据权利要求2所述的耦合方法，其特征在于，沿着所述输出光轴改变所述准直透镜（14）的位置包括：

响应于所述第一光指示小于第一预定阈值，朝向或远离所述发光芯片（12）移动所述准直透镜（14），其中所述第一预定阈值与所述发光芯片（12）位于所述准直透镜（14）的焦点时所获得的光指示对应；以及

响应于所述第一光指示等于第一预定阈值，确定所述准直透镜（14）的待耦合位置。

4.根据权利要求2所述的耦合方法，其特征在于，沿着所述输出光轴改变所述准直透镜（14）的位置包括：

基于所述第一光指示相对于所述光接收装置（20）上的预定标记位置的位置关系，朝向或远离所述发光芯片（12）移动所述准直透镜（14），其中所述预定标记位置与所述发光芯片（12）位于所述准直透镜（14）的焦点时所获得的光指示相关地确定；以及

响应于所述第一光指示位于所述预定标记位置，确定所述准直透镜（14）的待耦合位置。

5.根据权利要求1所述的耦合方法，其特征在于，沿着所述输出光轴改变所述第一汇聚透镜（16）的位置包括：

响应于所述第二光指示小于第二预定阈值，朝向或远离所述准直透镜（14）移动所述第一汇聚透镜（16），其中所述第二预定阈值与透过所述第二汇聚透镜所获得的平行光在所述光接收装置上所获得的光指示对应；以及

响应于所述第二光指示等于第二预定阈值，确定所述第一汇聚透镜（16）的待耦合位置。

6.根据权利要求1所述的耦合方法，其特征在于，沿着所述输出光轴改变所述第一汇聚透镜（16）的位置包括：

基于所述第二光指示相对于所述光接收装置（20）上的预定标记位置的位置关系，朝向或远离所述准直透镜（14）移动所述第一汇聚透镜（16），其中所述预定标记位置与透过所述第二汇聚透镜所获得的平行光在所光接收装置上所获得的光指示相关地确定；以及

响应于所述第二光指示位于所述预定标记位置，确定所述第一汇聚透镜（16）的待耦合位置。

7.根据权利要求1所述的耦合方法，其特征在于，所述第二汇聚透镜（18）与所述第一汇聚透镜（16）被保持在一起，以使得所述第二汇聚透镜（18）与所述第一汇聚透镜（16）同步地移动。

8.根据权利要求7所述的耦合方法，其特征在于，所述第二汇聚透镜（18）与所述第一汇聚透镜（16）之间的距离为所述第二汇聚透镜（18）的第二焦距和所述第一汇聚透镜（16）的第一焦距之和。

9.一种用于激光器（10）的耦合系统，其特征在于，所述激光器（10）包括管壳（11）和布置在所述管壳（11）内的沿着所述激光器（10）的输出光轴顺次布置的待光学耦合的发光芯片（12）、准直透镜（14）和第一汇聚透镜（16），所述耦合系统包括：

平台（30），适于支撑所述激光器（10）；

调节台（40），包括支撑臂（50），其中所述支撑臂（50）被配置成沿着所述输出光轴改变所述准直透镜（14）和所述第一汇聚透镜（16）的位置，以改变光接收装置（20）上所接收的光指示；以及

所述光接收装置（20），适于接收光，以用于针对所述激光器（10）的至少第一汇聚透镜（16）进行光学耦合；

所述系统还包括布置在所述管壳（11）的外部的第二汇聚透镜（18），其中所述第二汇聚透镜（18）与所述第一汇聚透镜（16）反向对置，以使得通过所述第二汇聚透镜（18）对所述第一汇聚透镜（16）进行光学耦合。

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