[发明专利]微型波长转换光电装置及其自动校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型波长转换光电装置及其自动校正方法。

背景技术

目前常见的光电装置(Photo-electronic/Photonic Device)，如激光模块(laser module)，其应用范围相当广泛，包含：科学研究方面如材料特性测量、科学用 激发光源、太空遥测与资源探测等；国防工业方面如激光测距仪、激光追踪扫 描统、激光防卫武器等；工业与民生方面如材料处理(如微机电统MEMS加工、 电阻装饰、芯片标记)、水下摄影和海底探测、非破坏性检测、半导体芯片检测 等；医疗用途方面如眼科治疗、皮肤治疗、牙齿治疗、牙科手术等。

一光电装置(激光模块)，一般利用波长转换器(wavelength conversion device，或称波长转换晶体)，以倍频原理将光电装置(如激光模块)中一已知波长 为λ1的光源(如激光)转换成波长为λ2的光源，以适应不同需要使用。所述 光电装置(或激光模块)一般通称为波长转换光电装置(Wavelength Conversion Photonic Device)。一波长转换光电装置(或激光模块)所设的波长转换器可设计成 不同的结构，但每一种波长转换器将转换前波长为λ1的激光转换成转换后波长 为λ2的激光的波长转换效率(wavelength conversion efficiency fromλ1 toλ2)，相 对于转换前激光的波长λ1的关系都形成一特定如抛物线般的曲线关系。也就是 说，当转换前波长λ1匹配或吻合(coincident with)某一特定的转换前激光波长时， 即称为最大转换波长(maximum conversion wavelength)λc，其波长转换效率 (wavelength conversion efficiency)才可达到最大值，也就是达成最大波长转换效 率(maximum wavelength conversion efficiency)的最佳运作状态，而当转换前 激光的波长λ1未匹配或吻合(coincident with)其最大转换波长λc时，如小于或 大于所述最大转换波长λc，其波长转换效率即降低；然而，一激光转换前的波 长λ1或一波长转换器的最大转换波长λc都是随其激光装置或波长转换器的温 度改变而变化，而环境温度又会改变所述激光装置及波长转换器的温度，而且 一激光转换前的波长λ1和一波长转换器的最大转换波长λc相对于温度每一度 的温度改变率(changing rate of temperature per temperature)是不同的，如假设在 某一特定环境温度下一激光转换前的波长λ1刚好相同于一波长转换器的最大 转换波长λc，则当环境温度改变时，上述激光转换前的波长λ1与波长转换器 的最大转换波长λc就不再相同，即波长转换效率也会降低(degraded)；因此，针 对一波长转换光电装置而言，当环境温度改变时仍然使激光转换前的波长λ1保 持与波长转换器的最大转换波长λc相同(吻合)以使所述波长转换器达成并维持 在最大波长转换效率(maximum wavelength conversion efficiency)是有必要的。

传统的波长转换光电装置(Wavelength Conversion Photonic Device)，如 DPSS(diode pumped solid state，二极管泵浦固态)激光器，大致上都具有体积大 (bulky)、需要外部声光调制器(require external acoustic optical modulator)、低转 换效率(low conversion efficiency)、无温度补偿机制(no temperature compensation mechanism)及高能量耗损(large energy consumption)的缺点；而目前在波长转换 光电装置的应用技术中，进一步包括US 6,778,582、Pub.No.US2008/0002745A1 及美国康宁公司(Corning Inc.)所发布的论文Wavelength Matching and Tuning in Green Laser Packaging using Second Harmonic Generation，其中：