專利名稱：用于對齊光學(xué)封裝件的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于對齊光學(xué)封裝件的方法和系統(tǒng)相關(guān)申請的交叉參照本申請要求2008 年 1 月 30 日提交的題為 “METHODS AND SYSTEMS FOR ALIGNING OPTICAL PACKAGES (用于對齊光學(xué)封裝件的方法和系統(tǒng))”美國專利申請S/N. 61/062，973 的優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用結(jié)合于此。
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體激光器、激光器控制器、光學(xué)封裝件以及包含半導(dǎo)體激光 器的其它光學(xué)系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于對齊光學(xué)封裝件的方法和系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體 激光器和二次諧波發(fā)生(SHG)晶體或另一種類型的波長轉(zhuǎn)換裝置。
發(fā)明概要可通過將諸如紅外或近紅外分布式反饋(DFB)激光器、分布式布拉格反射器 (DBR)激光器或法布里-佩羅特激光器之類的單波長激光器與諸如二次諧波產(chǎn)生(SHG)晶 體之類的光波長轉(zhuǎn)換裝置組合來形成短波長光源。典型地，SHG晶體用于產(chǎn)生基波激光信 號的較高次諧波。為此，優(yōu)選將激光發(fā)射波長調(diào)諧至波長轉(zhuǎn)換SHG晶體的光譜中心，且激光 器的輸出在波長轉(zhuǎn)換晶體的輸入面處優(yōu)選地與波導(dǎo)部分對齊。諸如MgO摻雜的周期性極化鈮酸鋰(PPLN)晶體之類的典型SHG晶體的波導(dǎo)光學(xué) 模場直徑可以在幾微米的范圍內(nèi)。結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)認識到將來自激光二極管的束與SHG 晶體的波導(dǎo)正確對齊是極富挑戰(zhàn)性的。因此，本發(fā)明的一個目的是提供用于對齊光學(xué)封裝 件中的組件的方法和系統(tǒng)，該光學(xué)封裝件利用激光二極管連同SHG晶體或其它類型的波長 轉(zhuǎn)換裝置來從較長波長源(例如，近紅外激光二極管)生成較短波長輻射(例如，綠色激 光)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種用于對齊具有激光器、波長轉(zhuǎn)換裝置和至少一個 可調(diào)光學(xué)組件的光學(xué)封裝件的方法包括利用可調(diào)光學(xué)組件將激光器的束斑指引到波長轉(zhuǎn) 換裝置的輸入面上。在一個實施例中，可調(diào)光學(xué)組件可包括與單個透鏡結(jié)合使用的可調(diào)微 機電系統(tǒng)(MEMS)以將激光器的束斑指引到波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上。然后在快掃描線上 執(zhí)行波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上的束斑的第一掃描，同時測量波長轉(zhuǎn)換的輸出強度。通過使 可調(diào)光學(xué)組件以可調(diào)光學(xué)組件的驅(qū)動機構(gòu)的近似諧振頻率關(guān)于第一掃描軸振蕩來執(zhí)行第 一掃描。然后沿正交掃描線使束斑的第一掃描步進，以生成多條快掃描線中的每一條的輸 出強度。然后基于多條快掃描線的每一條的輸出強度來確定沿正交掃描線的第一對齊設(shè)定 點。然后在包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線上進行束斑的第二掃描，同時測量波長轉(zhuǎn)換裝 置的輸出強度，由此測量沿第二掃描的每個點的輸出強度。然后基于沿包含第一對齊設(shè)定 點的快掃描線測量的輸出強度確定第二對齊設(shè)定點。第一對齊設(shè)定點和第二對齊設(shè)定點限 定束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分對齊的位置。然后，利用第一對齊設(shè)定點和第二對齊設(shè) 定點將束斑定位在波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分上。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種用于將束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分對齊的 方法包括通過調(diào)節(jié)可調(diào)光學(xué)組件的位置或狀態(tài)同時測量波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度，沿快掃描線快掃描波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上的束斑。然后，沿正交掃描線使所述束斑的快掃描步 進，以生成多條快掃描線的每一條的多個輸出強度。然后基于每條快掃描線的平均輸出強 度來確定沿正交掃描線的第一對齊設(shè)定點。然后，在包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線上執(zhí) 行束斑的慢掃描同時測量波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度，從而生成沿包含第一對齊設(shè)定點的快 掃描線的多個點的多個輸出強度。然后基于沿包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線測量的輸出 強度確定第二對齊設(shè)定點。第一對齊設(shè)定點和第二對齊設(shè)定點限定束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置的 波導(dǎo)部分對齊的位置。然后，利用第一對齊設(shè)定點和第二對齊設(shè)定點將束斑定位在波長轉(zhuǎn) 換裝置的波導(dǎo)部分上。在本發(fā)明的另一個實施例中，一種光學(xué)系統(tǒng)包括激光器、波長轉(zhuǎn)換裝置、透鏡組、 一個或多個可調(diào)光學(xué)組件、光學(xué)檢測器以及控制器。波長轉(zhuǎn)換裝置包括波導(dǎo)部分和輸入面。 光學(xué)檢測器耦合到控制器并定位成測量波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度。透鏡組和可調(diào)光學(xué)組件 被配置成將激光器的束斑指向波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面?？刂破鞅慌渲贸煽刂瓶烧{(diào)光學(xué)組件 關(guān)于第一掃描軸和第二掃描軸的位置，使得激光器的束斑可定位在波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面 上。還可將控制器配置成沿快掃描線在波導(dǎo)裝置的輸入面上執(zhí)行束斑的第一掃描同時使 沿正交掃描線的第一掃描步進；基于多條快掃描線的多個輸出強度確定第一對齊設(shè)定點； 在包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線上執(zhí)行束斑的第二掃描；以及基于第二掃描期間測量的 輸出強度確定第二對齊設(shè)定點。還可將控制器配置成利用第一和第二對齊設(shè)定點定位可調(diào) 光學(xué)組件，使得束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分對齊。將在以下詳細描述中闡述本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點在某種程度 上對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說根據(jù)該描述將是顯而易見的，或者通過實施包括以下詳細描 述、權(quán)利要求書以及附圖的本文所述的本發(fā)明可認識到。應(yīng)當理解的是，以上一般描述和以 下詳細描述兩者給出本發(fā)明的實施例，并且它們旨在提供用于理解所要求保護的本發(fā)明的 本質(zhì)和特性的概觀或框架。


本發(fā)明的特定實施例的以下詳細描述可在結(jié)合以下附圖閱讀時得到最好地理解， 在附圖中相同的結(jié)構(gòu)使用相同的附圖標號指示，且附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的啟用MEMS鏡的光學(xué)對齊封裝件的示意圖；圖2是波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上的束斑的示意圖。圖3是波長轉(zhuǎn)換的輸入面上的束斑的快掃描的示意圖。圖4是波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線上的束斑的慢 掃描的示意圖。
具體實施例方式最初參照圖1，盡管在與頻率或波長轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體激光源的設(shè)計和制造有關(guān)的易于 獲得的技術(shù)文獻中教示了其中可包含本發(fā)明的特定實施例的概念的各種類型光學(xué)封裝件 的一般結(jié)構(gòu)，但可一般參考包括例如半導(dǎo)體激光器10(在圖1中標記為“ λ ”)和波長轉(zhuǎn)換 裝置20(在圖1中標記為“2ν”)方便地示出本發(fā)明的特定實施例的概念。在圖1所示配置 中，由半導(dǎo)體激光器10發(fā)出的近紅外光通過一個或多個可調(diào)光學(xué)組件30和適當?shù)耐哥R組35耦合到波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分，該透鏡組35可包括一個或多個單或多組件配置的 光學(xué)元件。圖1所示的光學(xué)分封裝件尤其用于從多種長波長半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生多種短波長 激光束，且可用作例如激光器投影系統(tǒng)中的可見激光源?？烧{(diào)光學(xué)組件30尤其有用，因為通常很難將半導(dǎo)體激光器10發(fā)出的輸出束聚焦 到波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分。例如，諸如MgO摻雜的周期性極化鈮酸鋰(PPLN)晶體之 類的典型SHG晶體的波導(dǎo)光學(xué)模場直徑可以在幾微米的范圍內(nèi)。共同參照圖1和2，透鏡 組35與可調(diào)光學(xué)組件30合作，以在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22上產(chǎn)生可比大小的束斑 15。可調(diào)光學(xué)組件30被配置成通過調(diào)節(jié)可調(diào)光學(xué)組件的驅(qū)動機構(gòu)來引入束角偏差，并且如 此可用于通過改變束斑15在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22上的位置直到它與波長轉(zhuǎn)換裝 置20的波導(dǎo)部分24對齊來將束斑15與波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24有效對齊。在一個實施例中，可通過在波長轉(zhuǎn)換裝置20的光路中設(shè)置例如分束器40和光學(xué) 檢測器50，來監(jiān)視束對齊。光學(xué)檢測器50可操作地耦合至微控制器或控制器60 (圖1中標 記為“ μ C”)，使得來自光學(xué)檢測器50的輸出信號由控制器60接收?？刂破?0可被配置 成通過調(diào)節(jié)可調(diào)光學(xué)組件的驅(qū)動機構(gòu)來控制可調(diào)光學(xué)組件30的位置或狀態(tài)，并且如此將 半導(dǎo)體激光器10的輸出束定位在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22上。在一個實施例中，控制 器60可用于因變于從光學(xué)檢測器50接收的輸出信號來控制可調(diào)光學(xué)組件30的位置或裝 置。在另一個實施例中，控制器60可用于執(zhí)行對齊例程，使得半導(dǎo)體激光器10的束斑15 與波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24對齊。圖1中示意性示出的可調(diào)光學(xué)組件可采用多種常規(guī)或仍在開發(fā)的形式。例如，能 夠構(gòu)想到可調(diào)光學(xué)組件30的驅(qū)動機構(gòu)可包括一個或多個可移動微光學(xué)機電系統(tǒng)(MOEMS) 或操作地耦合到反射鏡的微機電系統(tǒng)(MEMS)。MEMS或MOEMS裝置可被配置或布置成改變 束斑15在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22上的位置。因為反射鏡位于光學(xué)系統(tǒng)的準直或近 準直束空間中，反射鏡角度的調(diào)節(jié)將導(dǎo)致再聚焦束斑在波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上的x/y位 置變化。MEMS或MOEMS裝置的使用使得再聚焦束斑位置的調(diào)節(jié)能夠在大范圍上極快地完 成。例如，具有a士 1度機械偏轉(zhuǎn)的MEMS鏡在與3mm焦距透鏡結(jié)合使用時可允許束斑在波 長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上角移位士 100 μ m。由于MEMS或MOEMS裝置的快速響應(yīng)時間，束斑的 調(diào)節(jié)可在約為IOOHz至IOkHz的頻率下完成。另選地或另外地，可調(diào)光學(xué)組件30可包括配 置用于束導(dǎo)向和/或束聚焦的一個或多個液體透鏡組件。再者，能夠構(gòu)想到可調(diào)光學(xué)組件 30可包括安裝到微致動器上的一個或多個反射鏡和/或透鏡。在一個構(gòu)想的實施例中，可 調(diào)光學(xué)組件采用透鏡組35中的可移動或可調(diào)節(jié)透鏡的形式，并且其它可調(diào)光學(xué)組件30采 用固定反射鏡的形式。在圖1所示的光學(xué)配置中，可調(diào)光學(xué)組件30是包含在相對緊湊、折疊路徑光學(xué)系 統(tǒng)中的微光學(xué)機電鏡。在所示配置中，可調(diào)光學(xué)組件30被配置成折疊光路，使得光路最初 穿過透鏡組35以達到可調(diào)光學(xué)組件30作為準直或近準直束，然后穿過同一透鏡組35返回 以聚焦在波長轉(zhuǎn)換裝置20上。這種類型的光學(xué)配置尤其適用于波長轉(zhuǎn)換激光源，其中由半 導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的激光束的截面尺寸接近波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面上波導(dǎo)的尺寸，在這 種情況下在將束斑聚焦在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面上時接近1的放大系數(shù)將得到最優(yōu)耦 合。為了限定和描述本發(fā)明，注意，在本文中對“準直或近準直”束的引用旨在覆蓋其中束 發(fā)散度或會聚度減小的任何束配置，從而將束向更準直的狀態(tài)指引。
可將透鏡組35描述為具有雙重功能，即準直和聚焦光學(xué)組件，因為它用于準直激 光器的發(fā)散光輸出、并且將沿封裝件的光路傳播的激光重新聚焦到波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部 分。這種雙重功能光學(xué)組件良好地適用于要求放大系數(shù)接近1的應(yīng)用，因為單個透鏡組35 用于準直和聚焦。更具體地，如圖1所示，從半導(dǎo)體激光器10輸出的激光依次在透鏡組35 的第一面31折射，在透鏡組35的第二面32折射，然后由可調(diào)光學(xué)組件30沿透鏡組35的 方向反射。一旦激光沿透鏡組35的方向反射回來，它首先在透鏡組35的第二面32折射隨 后在透鏡組35的第一面31折射，以便聚焦在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面上。在本發(fā)明的具體實施例中，將可調(diào)光學(xué)組件30放置成足夠接近透鏡組35的圖像 焦點，以確保入射到波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22上的主要射線與光學(xué)封裝件的輸出處的 主要射線大致平行。還可示出圖1所示的配置在象差方 面也表現(xiàn)出一些優(yōu)點。事實上，當 半導(dǎo)體激光器10的輸出面和波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面被定位成與透鏡組35的對象焦面 大致對齊，并且半導(dǎo)體激光器10的輸出波導(dǎo)和波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入波導(dǎo)關(guān)于透鏡組35 的光軸對稱時，能夠構(gòu)想到可自動校正諸如慧形像差之類的反對稱場象差?，F(xiàn)在參照圖1和3-4，在一個實施例中，將半導(dǎo)體激光器10的束斑15與波長轉(zhuǎn)換 裝置20的波導(dǎo)部分24對齊的方法包括使束斑15穿越波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22同時 監(jiān)視波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸出，以便確定束斑15與波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24對齊的 第一對齊設(shè)定點16和第二對齊設(shè)定點17。如本文所討論的，可通過將分束器40和光學(xué)檢測器50定位成鄰近波長轉(zhuǎn)換裝置 20的輸出來監(jiān)視波長轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)裝置20的輸出強度。在一個實施例中，光學(xué)檢測器50可以是配 置成測量耦合穿過波長轉(zhuǎn)換裝置20的電磁輻射的強度的光電二極管。電磁輻射可包括諸 如從半導(dǎo)體激光器10發(fā)射的紅外輻射之類的紅外輻射或諸如從波長轉(zhuǎn)換裝置20發(fā)射的綠 光之類的可見光輻射。為了將半導(dǎo)體激光器10的束斑15與波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24對齊，將束 斑15聚焦在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22上。這可通過相對于波長轉(zhuǎn)換裝置20和半導(dǎo)體 激光器10定位透鏡組35使得波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22和半導(dǎo)體激光器10的輸出面 與透鏡組35的焦面基本共面來實現(xiàn)。在束斑聚焦在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22的情況下，于是在波長轉(zhuǎn)換裝置20的 輸入面22上沿如圖3所示的快掃描線(Al)執(zhí)行束斑15的相對快掃描(與隨后束斑15的 慢掃描相比)，同時通過光學(xué)檢測器50測量波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸出強度(I)。為了便于在 波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22上束斑15的快掃描，控制器60快速調(diào)節(jié)可調(diào)光學(xué)組件30的 關(guān)于第一掃描軸的位置或狀態(tài)，進而使入射在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22上的束斑15沿 第一掃描線穿越波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22。在一個實施例中，通過將諸如正弦信號、方 波信號、鋸齒形信號等振蕩信號施加到諸如微制動器或MEMS器件之類的驅(qū)動機構(gòu)以使可 調(diào)光學(xué)組件30關(guān)于第一掃描軸振蕩，可調(diào)光學(xué)組件關(guān)于第一掃描軸振蕩。作為參考，可調(diào) 光學(xué)組件30的第一掃描軸對應(yīng)于與圖1和3-4所示坐標系的y軸平行的軸，而沿輸入面22 的快掃描線對應(yīng)于與圖1和3-4所示坐標系的χ軸平行的線。在一個實施例中，可調(diào)光學(xué)組件30的驅(qū)動機構(gòu)以顯著高于定位在波長轉(zhuǎn)換裝置 20的輸出端的光學(xué)檢測器50的信號積分的頻率關(guān)于第一掃描軸振蕩，使得所測量的波長 轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度(I)表示在束斑15所穿越的快掃描線上波長轉(zhuǎn)換裝置20的平均輸出強度。在另一個實施例中，光學(xué)檢測器的信號積分顯著快于可調(diào)光學(xué)組件振蕩的頻率，因此 波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度(I)表示在束斑15所穿越的快掃描線上的最大輸出強度在另一個實施例中，可調(diào)光學(xué)組件30的驅(qū)動機構(gòu)可以其近似諧振頻率振蕩。這可 通過利用頻率為可調(diào)光學(xué)組件的驅(qū)動機構(gòu)的第一本征頻率或接近該頻率的振蕩信號使可 調(diào)光學(xué)組件的驅(qū)動機構(gòu)振蕩來實現(xiàn)。例如，在可調(diào)光學(xué)組件是具有約500Hz的諧振頻率的 MEMS鏡的一個實施例中，通過將頻率約為500Hz的正弦信號施加到MEMS鏡的相應(yīng)軸，MEMS 鏡可關(guān)于第一掃描軸以約500Hz振蕩。當可調(diào)光學(xué)組件包括MEMS鏡時，使MEMS鏡以近似 諧振頻率振蕩能以最低功耗提供該鏡以高頻率關(guān)于掃描軸的大振幅位移(以及在波長轉(zhuǎn) 換裝置的面上束斑的大位移)?？刂破?0通過使可調(diào)光學(xué)組件30繞垂直于第一掃描軸的第二掃描軸旋轉(zhuǎn)來使束 斑15的快掃描在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面上步進。這導(dǎo)致束斑15的快掃描沿正交掃描 線(例如，圖3和4中的A2)穿越波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22，使得對于波長轉(zhuǎn)換裝置的 輸入面22上的多條快掃描線中的每一條由光學(xué)檢測器50生成平均輸出強度或最大輸出強 度。作為參考，可調(diào)光學(xué)組件30的第二掃描軸對應(yīng)于與圖1和3-4所示坐標系的χ軸平行 的軸，而沿波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22的正交掃描線對應(yīng)于與圖1和3-4所示坐標系的 y軸平行的線。然后多條快掃描線中的每一條的平均輸出強度或最大輸出強度由控制器60 記錄為可調(diào)光學(xué)組件30關(guān)于圖3所示的第二掃描軸的方向的函數(shù)。盡管在本文中具體參考了快掃描線、正交掃描線、第一掃描軸和第二掃描軸相對 于圖1和3-4所示的坐標系的方向，但應(yīng)該理解除非在本文中另外陳述，否則對任何具體的 線或掃描軸相對于特定坐標系的方向沒有具體限制。然而，應(yīng)該理解沿波長轉(zhuǎn)換裝置20的 輸入面的第一掃描線一般將垂直于沿輸入面22的正交掃描線，并且可調(diào)光學(xué)組件30的第 一掃描軸一般將垂直于可調(diào)光學(xué)組件30的第二掃描軸。此外，可調(diào)光學(xué)組件30的第一掃 描軸一般將垂直于沿輸入面22的快掃描線，并且可調(diào)光學(xué)組件30的第二掃描軸一般將垂 直于沿輸入面22的正交掃描線。在一個實施例中，在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面上束斑15的快掃描完成之后，控制 器60基于多條快掃描線中的每一條的平均輸出強度確定第一對齊設(shè)定點16。如圖3所示， 波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24沿具有最大平均輸出強度的快掃描線定位。因此，第一對 齊設(shè)定點16被確定為對應(yīng)于沿包含波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24的快掃描線所穿過的 正交掃描線的點，它進而對應(yīng)于可調(diào)光學(xué)組件30關(guān)于第二掃描軸的旋轉(zhuǎn)方向，以使得束斑 15定位在包含波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24的快掃描線上?；蛘?，當所測量的輸出強度 是每條快掃描線的最大輸出強度時，第一對齊設(shè)定點16被確定為對應(yīng)于沿具有多條快掃 描線的最大輸出強度的快掃描線所穿過的正交掃描線的點?，F(xiàn)在參照圖4，在確定第一對齊設(shè)定點之后，然后沿包含第一對齊設(shè)定點的快掃描 線在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22上掃描束斑15。在一個實施例中，進行沿包含第一對齊 設(shè)定點16的快掃描線的束斑15的相對慢掃描(與快掃描相比)。為了便于在波長轉(zhuǎn)換裝 置20的輸入面22上束斑15的慢掃描，控制器60首先關(guān)于第二掃描軸定向可調(diào)光學(xué)組件 30，使得束斑15定位在包含第一對齊設(shè)定點16的快掃描線上。然后控制器60使束斑15 穿越包含第一對齊設(shè)定點16的快掃描線，同時利用強度傳感器50測量波長轉(zhuǎn)換裝置的輸 出強度(I)?？刂破魍ㄟ^使可調(diào)光學(xué)組件30關(guān)于第一掃描軸增量旋轉(zhuǎn)來使束斑15穿越快掃描線，使得束斑15定位在沿包含第一對齊設(shè)定點16的快掃描線的離散點上。因此，在慢 掃描期間光學(xué)檢測器50的輸出表示對于束斑15沿快掃描線的每個離散位置的波長轉(zhuǎn)換裝 置20的輸出?？赏ㄟ^將信號施加到微制動器或MEMS器件以使可調(diào)光學(xué)組件30關(guān)于第一 掃描軸旋轉(zhuǎn)從而在快掃描線上緩慢地掃描束斑15，來便于沿快掃描線束斑15的慢掃描。在 慢掃描中使用的信號可以是這樣的如果束斑15沿快掃描線的方向具有寬度Wl且波導(dǎo)部 分24沿快掃描線具有寬度W2，則掃描周期T (例如，束斑穿越掃描線所花費的時間)乘以 掃描速度V (例如，束斑穿越快掃描線的速度)小于和Wl+W2(例如，V*T< (W1+W2))。對應(yīng) 于束斑15的每個離散位置的輸出強度(I)由控制器60在慢掃描期間記錄為可調(diào)光學(xué)組件 30關(guān)于如圖4所示的第一掃描軸的方向的函數(shù)。
在另一個實施例中，在確定第一對齊設(shè)定點之后，然后在波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入 面22上沿包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線執(zhí)行束斑15的快掃描，以確定第二對齊設(shè)定點。 為了便于在包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線上束斑15的快掃描，控制器首先關(guān)于第二掃 描軸定向可調(diào)光學(xué)組件30，使得束斑15定位在包含第一對齊設(shè)定點16的快掃描線上?？?制器60然后通過使可調(diào)光學(xué)組件關(guān)于第一掃描軸振蕩來使束斑15快速穿越包含第一對齊 設(shè)定點16的快掃描線，同時以如上所述的類似方式使用光學(xué)檢測器50測量波長轉(zhuǎn)換裝置 的輸出強度(I)。光學(xué)檢測器50的信號積分可顯著快于可調(diào)光學(xué)組件的振蕩頻率，使得光 學(xué)檢測器的輸出對應(yīng)于沿快掃描線的每個離散點的輸出強度(I)。對應(yīng)于沿快掃描線的束 斑15的每個離散位置的輸出強度由控制器60在快掃描期間記錄為可調(diào)光學(xué)組件30關(guān)于 如圖4所示的第一掃描軸的方向的函數(shù)。在包含第一對齊設(shè)定點16的快掃描線上束斑15的(快或慢)掃描完成之后，控 制器60基于在掃描期間從光學(xué)檢測器50接收的輸出強度確定第二對齊設(shè)定點17。如圖4 所示，波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24定位在對應(yīng)于具有最大輸出強度的束斑位置的快掃 描線上的點。因此，第二對齊設(shè)定點17被確定為束斑15沿對應(yīng)于波長轉(zhuǎn)換裝置20的最大 輸出強度的快掃描線的位置，它進而對應(yīng)于可調(diào)光學(xué)組件30關(guān)于第一掃描軸的旋轉(zhuǎn)方向， 使得束斑15定位在波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24上。在一個實施例中，在確定第二對齊設(shè)定點17之后，可通過在將束斑15定位在與快 掃描線上對應(yīng)于最大輸出強度的點相鄰的點上和/或在將束斑15定位在具有最大輸出強 度的點和相鄰點之間的情況下測量波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸出強度來調(diào)節(jié)或調(diào)諧第二對齊設(shè) 定點17。然后可基于所測量的相鄰點的輸出強度沿快掃描線插入第二對齊設(shè)定點17。以 此方式，可調(diào)節(jié)或調(diào)諧第二對齊設(shè)定點，使得波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度最大化。在另一個實施例中，在確定第二對齊設(shè)定點17之后，可通過在包含第一和第二對 齊設(shè)定點的快掃描線上進行束斑15的另一個掃描、同時測量波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸出強度 來調(diào)節(jié)或調(diào)諧第二對齊設(shè)定點17。波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸出強度可由控制器記錄為可調(diào)光 學(xué)組件關(guān)于第一掃描軸的方向的函數(shù)。對于這種掃描，沿包含第一對齊設(shè)定點16的快掃描 線的掃描范圍可限于包含第二對齊設(shè)定點17的快掃描線的部分。施加到可調(diào)光學(xué)組件的 信號可以是這樣的掃描周期T乘以束斑穿越快掃描線的速度V小于波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo) 部分24的模式直徑D(例如，V*T<D)?；蛘?，乘積V*T可小于模式直徑的預(yù)定百分比。例 如，在一個實施例中，乘積V*T可小于模式直徑的10% (例如，V*T < . 10*D)。然后可基于 在掃描期間記錄的輸出強度和方向調(diào)節(jié)或調(diào)諧第二對齊設(shè)定點17，使得波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度最大化。在已經(jīng)確定并調(diào)節(jié)第一對齊設(shè)定點16和第二對齊設(shè)定點17之后，控制器60然后 可利用第一對齊設(shè)定點16和第二對齊設(shè)定點17來關(guān)于第一掃描軸和第二掃描軸中的每一 個定向可調(diào)光學(xué)組件30，使得束斑15入射到波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24?，F(xiàn)在應(yīng)該理解，本文所述方法提供本發(fā)明激光器10的束斑15與波長轉(zhuǎn)換裝置20 的波導(dǎo)部分24的快速且有效的對齊。參照圖3，作為示例，如果波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面 22包括快掃描線和正交掃描線的每一條線上的N個空間位置，且每個空間位置大致對應(yīng)于 波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24的橫截面積，則波導(dǎo)部分24可定位在高達N2個離散空間 位置之一處的輸入面22上。然而，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用本文所述的快掃描/慢掃描對 齊方法，僅需要進行2N次離散空間測量，以便定位波導(dǎo)部分24從而將束斑15與波長轉(zhuǎn)換 裝置20的波導(dǎo)部分24對齊。此外，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)利用可調(diào)光學(xué)組件的近似諧振頻率在波長轉(zhuǎn)換裝置的輸 入面上掃描束斑能顯著減少將束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分精確對齊所需的時間。實際上，在光學(xué)封裝件的制造期間可采用本發(fā)明的對齊方法。作為示例，在一個實 施例中，為了組裝光學(xué)封裝件，將波長轉(zhuǎn)換裝置20的光學(xué)封裝件組裝在半導(dǎo)體激光器10的 頂部使得半導(dǎo)體激光器10的輸出面和波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面基本上共面。然后相對于波長轉(zhuǎn)換裝置20和半導(dǎo)體激光器10將可調(diào)光學(xué)組件30和透鏡組35 定位在x/y平面和ζ方向上。將可調(diào)光學(xué)組件30和透鏡組35中的每一個定位在x/y平面 使得每個組件的中心線在半導(dǎo)體激光器10和波長轉(zhuǎn)換裝置20之間的中心線的幾百微米 內(nèi)。當良好地表征透鏡組35的焦距時，透鏡組35和可調(diào)光學(xué)組件30可沿ζ方向定位 在光學(xué)封裝件中，使得波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22和半導(dǎo)體激光器10的輸出面基本上在 透鏡組35的對象焦面中或與其共面。例如，在一個實施例中，透鏡組35的焦距是約3mm。 因此，光學(xué)封裝件的組件被定位成使得透鏡組35與波長轉(zhuǎn)換裝置20的輸入面22和半導(dǎo)體 激光器10的輸出面之間的距離可以是約3mm。相對于透鏡組35類似地定位可調(diào)光學(xué)組件 30。一旦多個組件中的每一個適當?shù)囟ㄎ辉诠鈱W(xué)封裝件中，透鏡組35、波長轉(zhuǎn)換裝置20/半 導(dǎo)體激光器10組合以及可調(diào)光學(xué)組件然后利用環(huán)氧樹脂、激光焊接或目前已知或后續(xù)開 發(fā)的其它附連技術(shù)永久地固定到光學(xué)封裝件的位置中。在將光學(xué)封裝件的組件固定到位置中之后，可向光學(xué)封裝件供電并且可由控制器 60執(zhí)行本文所述的對齊方法，使得半導(dǎo)體激光器10的束斑15與波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部 分24對齊。應(yīng)該理解本文所述的對齊方法可用于在光學(xué)封裝件的組裝期間或在已經(jīng)組裝 好整個光學(xué)封裝件且第一次使光學(xué)封裝件通電之后對齊光學(xué)封裝件。在另一個實施例中，當沒有良好表征透鏡組35的焦距時，可結(jié)合反饋回路對齊技 術(shù)使用本發(fā)明的方法，以便在使光學(xué)封裝件的每一個組件對齊時對束斑15與波長轉(zhuǎn)換裝 置20的對齊進行微調(diào)。例如，當沒有良好地表征透鏡組35的焦距時，可將透鏡組35和可 調(diào)光學(xué)組件30插入光學(xué)封裝件并定位成與波長轉(zhuǎn)換裝置20和半導(dǎo)體激光器10大致對齊。 在這種技術(shù)中，x/y平面中組件的對齊僅需要在幾百微米 內(nèi)，而透鏡組35與波長轉(zhuǎn)換裝置 20的輸入面22的對齊應(yīng)接近透鏡組35的一個焦距。在大致對齊組件的情況下，對光學(xué)封裝件通電并且由控制器執(zhí)行本文所述的對齊方法以便使束斑15與波長轉(zhuǎn)換裝置20的波導(dǎo)部分24對齊。然后可在x/y平面和ζ方向 上調(diào)節(jié)透鏡組35和可調(diào)光學(xué)組件30以優(yōu)化光學(xué)封裝件的特性，同時在調(diào)節(jié)透鏡組35與可 調(diào)轉(zhuǎn)光學(xué)組件30中每一個的位置時，控制器60利用分離的反饋控制回路對齊技術(shù)動態(tài)維 持束斑15與波長轉(zhuǎn)換裝置20的對齊。一旦在x/y平面和ζ方向上適當定向光學(xué)封裝件的 組件，即將每一個組件固定到位在另一個實施例中，本發(fā)明的方法可用于在已經(jīng)組裝好光學(xué)封裝件之后并且在光 學(xué)封裝件的整個壽命中使束斑與可調(diào)光學(xué)組件對齊或重新對齊。例如，如果組裝的光學(xué)封 裝件暴露于熱或環(huán)境條件下、可能不利地影響束_波導(dǎo)對齊的機械沖擊或其它條件下，則 可能需要束斑于波導(dǎo)的重新對齊。為了使束斑與光學(xué)封裝件的波導(dǎo)部分對齊，可在操作上 連接到光學(xué)封裝件的控制器的控制下執(zhí)行本文所述的對齊方法。在一個實施例中，諸如在 控制器檢測到光學(xué)封裝件的輸出強度降低時，自動執(zhí)行本文所述的對齊方法以重新對齊光 學(xué)封裝件。在另一個實施例中，可在光學(xué)封裝件的整個壽命中周期性地執(zhí)行對齊方法。在 又一個實施例中，可由用戶發(fā)起使用本文所述對齊方法來重新對齊光學(xué)封裝件。應(yīng)該理解，當本文所述方法用于在光學(xué)封裝件的初裝期間對齊束斑與波導(dǎo)部分 時，用于調(diào)節(jié)可調(diào)光學(xué)組件的位置的制動器可以在光學(xué)封裝件的外部并且操作上附連至可 調(diào)光學(xué)組件僅用于對齊的目的。此外，還應(yīng)理解，當本文所述方法用于在光學(xué)封裝件的初裝期間對齊束斑與波導(dǎo) 部分時，可由與光學(xué)封裝件集成的內(nèi)部制動器來調(diào)節(jié)可調(diào)光學(xué)組件，諸如當可調(diào)光學(xué)組件 是MEMS或MOEMS致動鏡時。現(xiàn)在應(yīng)該理解，本文所述的方法適用于使半導(dǎo)體激光器的束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置的 波導(dǎo)部分對齊。該對齊方法尤其適合于在光學(xué)封裝件的組裝期間進行束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置 的初始對齊。然而，應(yīng)該理解該對齊方法還可用于在光學(xué)封裝件的操作期間或封裝件的壽 命周期中的任何時間維持束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置的對齊或進行束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置的重新 對齊。可構(gòu)想到本發(fā)明的方法可適用于彩色圖像形成激光器投影系統(tǒng)、諸如汽車中的仰 視顯示器之類的基于激光器的顯示器或光學(xué)對齊和/或波長調(diào)諧成問題的任何激光器應(yīng) 用。還可構(gòu)想到本文所述的對齊方法將與多種半導(dǎo)體激光器結(jié)合使用，這些半導(dǎo)體激光器 包括但不限于DBR和DFB激光器、法布里-佩羅特激光器以及很多類型的外腔激光器?？梢岳斫?，本發(fā)明的以上詳細描述旨在提供用于理解所要求保護的本發(fā)明的本質(zhì) 和特性的概觀或框架。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，可在不背離本發(fā)明的精神和范 圍的情況下對本發(fā)明作出各種修改和變化。因而，本發(fā)明旨在涵蓋本發(fā)明的這些修改和變 型，只要這種修改和變形落在所附權(quán)利要求及其等價技術(shù)方案的范圍中即可。注意，類似“優(yōu)選”、“共同”和“典型的”之類的術(shù)語如果在本文中被采用，不應(yīng)該 解讀為限制所要求保護發(fā)明的范圍或者暗示某些特征是關(guān)鍵的、必要的或者甚至比要求保 護發(fā)明的結(jié)構(gòu)或功能更重要。相反，這些術(shù)語僅旨在突出可或可不在本發(fā)明的具體實施例 中采用的替換的或附加的特征。為了描述和限定本發(fā)明，注意在本文中采用術(shù)語“基本上”和“近似”來表示可歸 因于任何數(shù)量的比較、值、測量或其它表示的固有不確定程度。還在此采用術(shù)語“基本上” 和“近似”以表示數(shù)量表征可不同于規(guī)定參考值而不在此問題上導(dǎo)致本主題的基本功能改變的程度。注 意，本文中對組件以特定方式“編程為”、“配置”或“編程”來使特定屬性或功能 具體化的敘述都是結(jié)構(gòu)性的敘述，而與期望用途的敘述不同。更特別地，在本文中組件被 “編程”或“配置”的方式的引用指該組件的存在物理條件，并且同樣地被作為該組件的結(jié)構(gòu) 特征的明確敘述。例如，本文中被“配置”成以特定方式指引激光束的透鏡組和可調(diào)光學(xué)組 件的引用指透鏡組和可調(diào)光學(xué)組件存在的物理條件，并且同樣地被作為透鏡組和可調(diào)光學(xué) 組件的結(jié)構(gòu)特征的明確敘述。已詳細地描述了本發(fā)明并引用了其具體實施例，顯然在不背離所附權(quán)利要求書中 所限定的本發(fā)明的范圍的情況下多種修改和變化是可能的。更具體地，雖然本發(fā)明的一些 方面在此被鑒別為優(yōu)選的或特別有優(yōu)勢的，但可以構(gòu)想，本發(fā)明并非必然限于本發(fā)明的這 些優(yōu)選方面。
權(quán)利要求
一種用于對齊包括激光器、波長轉(zhuǎn)換裝置和至少一個可調(diào)光學(xué)組件的光學(xué)封裝件的方法，所述方法包括利用所述可調(diào)光學(xué)組件將所述激光器的束斑指引到波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上；測量所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度；通過使所述可調(diào)光學(xué)組件以所述可調(diào)光學(xué)組件的驅(qū)動機構(gòu)的近似諧振頻率關(guān)于第一掃描軸振蕩，來執(zhí)行所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上所述束斑的第一掃描；沿正交掃描線使所述束斑的掃描步進，以生成所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上多條快掃描線的多個輸出強度；基于所述多條快掃描線的多個輸出強度來確定沿所述正交掃描線的第一對齊設(shè)定點；沿包含所述第一對齊設(shè)定點的快掃描線在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上執(zhí)行所述束斑的第二掃描，以生成沿所述第二掃描的點的輸出強度；基于所述第二掃描期間生成的輸出強度確定沿所述第二掃描的第二對齊設(shè)定點，其中所述第一對齊設(shè)定點和所述第二對齊設(shè)定點限定束斑與所述波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分對齊的位置；以及利用所述第一對齊設(shè)定點和所述第二對齊設(shè)定點將所述束斑定位在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過使所述可調(diào)光學(xué)組件以所述可調(diào)光學(xué) 組件的驅(qū)動機構(gòu)的近似諧振頻率關(guān)于所述第一掃描軸振蕩，來執(zhí)行所述第二掃描。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一掃描是相對快掃描且所述第二掃 描是相對慢掃描。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過確定具有最大平均輸出強度的快掃描 線來確定所述第一對齊設(shè)定點。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過確定具有最大輸出強度的快掃描線來 確定所述第一對齊設(shè)定點。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過基于所述第二掃描期間生成的輸出強 度確定具有最大輸出強度的點，來確定所述第二對齊設(shè)定點。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括沿包含所述第一對齊設(shè)定點的快掃 描線插入所述第二對齊設(shè)定點，使得所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度最大化。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括沿包含所述第一對齊設(shè)定點和所述 第二對齊設(shè)定點的快掃描線的一部分在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上執(zhí)行所述束斑的第 三掃描，同時測量所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度，其中所述第三掃描的速度和所述第三掃 描的周期的乘積小于所述波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分的模式直徑的預(yù)定百分比；以及基于所測量的輸出強度調(diào)節(jié)所述第二對齊設(shè)定點，使得所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度 最大化。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)封裝件還包括透鏡組和控制器，其中所述透鏡組和所述可調(diào)光學(xué)組件被配置成將所述激光器的束斑指向所述波長轉(zhuǎn)換裝 置的輸入面、并改變束斑在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上的位置；以及所述控制器被編程為控制所述可調(diào)光學(xué)組件的位置或狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述可調(diào)光學(xué)組件是MEMS鏡，并且所述透 鏡組和所述可調(diào)光學(xué)組件進一步被配置成限定折疊的光路，使得沿從所述激光器至所述波 長轉(zhuǎn)換裝置的光路傳播的激光在被所述可調(diào)光學(xué)組件反射之前首先由所述透鏡組準直或 近準直，并在被MEMS鏡反射之后由同一透鏡組聚焦在波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過利用所述第一對齊設(shè)定點和所述第二 對齊設(shè)定點定位所述可調(diào)光學(xué)組件，所述控制器將所述束斑定位在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的波 導(dǎo)部分上。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)封裝件還包括耦合到所述控制器 的光學(xué)檢測器；以及當所述束斑在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上的位置改變時，利用所述光學(xué)檢測器測量 所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度，以測量所述波長轉(zhuǎn)換裝置的經(jīng)波長轉(zhuǎn)換輸出的輸出強度。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，基于由所述控制器從所述光學(xué)檢測器接 收的信號，由所述控制器執(zhí)行確定所述第一對齊設(shè)定點和確定所述第二對齊設(shè)定點。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過定位所述透鏡組、所述波長轉(zhuǎn)換裝置 和所述半導(dǎo)體激光器所述束斑聚焦在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上，使得所述透鏡組的對 象焦面與所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面和所述半導(dǎo)體激光器的輸出面共面。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過利用控制器控制所述可調(diào)光學(xué)組件的 位置或狀態(tài)，來使所述可調(diào)光學(xué)組件以所述可調(diào)光學(xué)組件的驅(qū)動機構(gòu)的近似諧振頻率關(guān)于 所述第一掃描軸振蕩。
16.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過利用所述控制器定位所述可調(diào)光學(xué)組 件來執(zhí)行包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線上所述束斑的第二掃描，使得所述束斑定位在沿 包含所述第一對齊設(shè)定點的快掃描線的離散點上。
17.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述可調(diào)光學(xué)組件包括至少一個可移動 MOEMS鏡，所述可移動MOEMS鏡被配置或布置成改變所述束斑在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入 面上的位置。
18.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述透鏡組包括可調(diào)透鏡組件作為所述可調(diào)光學(xué)組件；以及所述光學(xué)封裝件還包括沿所述半導(dǎo)體激光器和所述波長轉(zhuǎn)換裝置之間的光路定位的 固定鏡。
19.一種用于對齊包括激光器、波長轉(zhuǎn)換裝置和至少一個可調(diào)光學(xué)組件的光學(xué)封裝件 的方法，所述方法包括利用所述可調(diào)光學(xué)組件將所述激光器的束斑指引到波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上；將所述束斑聚焦在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上；測量所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度；通過調(diào)節(jié)所述可調(diào)光學(xué)組件的位置或狀態(tài)，在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上執(zhí)行所述 束斑的相對快掃描；沿正交掃描線使所述束斑的相對快掃描步進，以生成多條快掃描線的多個輸出強度；基于所述多條快掃描線的輸出強度來確定沿所述正交掃描線的第一對齊設(shè)定點；通過調(diào)節(jié)所述可調(diào)光學(xué)組件的位置或狀態(tài)，沿包含所述第一對齊設(shè)定點的快掃描線在 所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上執(zhí)行所述束斑的相對慢掃描，從而生成沿包含所述第一對齊 設(shè)定點的快掃描線的多個點的多個輸出強度；基于所述第二掃描期間生成的多個輸出強度確定沿包含所述第一對齊設(shè)定點的所述 快掃描線的第二對齊設(shè)定點，其中所述第一對齊設(shè)定點和所述第二對齊設(shè)定點限定束斑與 所述波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分對齊的位置；以及利用所述第一對齊設(shè)定點和所述第二對齊設(shè)定點用所述可調(diào)光學(xué)組件將所述束斑定 位在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分上。
20. 一種光學(xué)系統(tǒng)，包括激光器、波長轉(zhuǎn)換裝置、透鏡組、至少一個MEMS鏡、光學(xué)檢測器 以及控制器，其中所述波長轉(zhuǎn)換裝置包括波導(dǎo)部分和輸入面，所述光學(xué)檢測器耦合到所述 控制器并定位成測量波長轉(zhuǎn)換裝置的輸出強度，所述透鏡組和所述MEMS鏡被配置成沿折 疊光路將所述激光器的束斑指向所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面，并且所述控制器被編程為與所述MEMS鏡合作以控制所述MEMS鏡沿第一掃描軸和第二掃描軸的位置或狀態(tài)，使 得所述束斑可沿波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面定位；與所述可調(diào)光學(xué)組件 合作以通過使所述MEMS鏡的位置或狀態(tài)以所述MEMS鏡的近似諧 振頻率關(guān)于所述第一掃描軸振蕩來在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上執(zhí)行所述束斑的第一 掃描；與所述MEMS鏡合作，以通過使所述MEMS鏡關(guān)于所述第二掃描軸旋轉(zhuǎn)來使所述束斑沿 所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上的正交掃描線的第一掃描步進，其中使所述束斑沿正交掃描 線的第一掃描步進生成多條快掃描線的多個輸出強度；基于所述多條快掃描線的輸出強度來確定沿所述正交掃描線的第一對齊設(shè)定點； 與所述MEMS鏡合作，以通過使所述MEMS鏡關(guān)于所述第一掃描軸旋轉(zhuǎn)來沿包含第一對 齊設(shè)定點的所述快掃描線在所述波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上執(zhí)行所述束斑的第二掃描，從而 生成沿第二掃描的多個點的多個輸出強度；基于在所述第二掃描期間生成的多個輸出強度 確定沿包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線的第二對齊設(shè)定點；以及與所述MEMS鏡合作，以利用第一對齊設(shè)定點和第二對齊設(shè)定點將所述MEMS鏡定位在 第一掃描軸和第二掃描軸上，使得所述束斑定位在波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分上。
全文摘要
一種用于將束斑與波長轉(zhuǎn)換裝置的波導(dǎo)部分對齊的方法包括掃描波長轉(zhuǎn)換裝置的輸入面上的束斑同時測量該裝置的輸出強度，由此生成多條快掃描線的每一條的輸出強度。然后基于每條快掃描線的輸出強度確定第一對齊設(shè)定點。然后在包含第一對齊設(shè)定點的快掃描線上進行束斑的第二掃描，同時沿快掃描線測量每個點的輸出強度。然后基于第二掃描期間測量的輸出強度確定第二對齊設(shè)定點。然后利用第一對齊設(shè)定點和第二對齊設(shè)定點使束斑與波導(dǎo)部分對齊。
文檔編號G02B6/26GK101960347SQ200980107457
公開日2011年1月26日 申請日期2009年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者D·O·里基茨, G·A·皮爾馳, J·高里爾 申請人:康寧股份有限公司