[发明专利]具有微透镜的波长转换装置和包括此种波长转换装置的光学封装件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年2月22日提交的美国专利申请第12/709,719号的优先权权益。

背景技术

本发明涉及频率转换激光二极管、激光投影系统，并且更具体地涉及用于在诸如手机、PDA、膝上式计算机之类应用中的激光二极管和多色激光投影器的光学封装构造。

发明内容

本发明人已认识到，频率转换激光二极管和多色激光投影器需是紧凑的，从而可用于许多投影应用。该目的的具体挑战在于，多色投影系统需要三个独立的色源（红色、绿色、蓝色）。虽然红色色源和蓝色色源理想地是紧凑的，但频率转换绿色激光二极管存在此种具体挑战，因为它们通常使用IR激光二极管和二次谐波产生（SHG）晶体或一些其它类型的波长转换装置。有源或无源耦合光学件通常用于确保使IR泵浦光与SHG晶体的波导管适当对准。该封装件还可包括用于在较宽的温度范围内增强机械稳定性的硬件。综上所述，这些部件增大总体封装件容积和操作复杂性。

本发明的概念总地涉及波长转换装置的设计和构造，但并不局限于贴近耦合的光学封装件，且本文所设想的实施例通常良好地适用于如下的光学封装件：其中SHG晶体或其它类型的波长转换装置放置成紧邻于激光二极管，来消除对于耦合光学件的需求，减少封装件部件的数量并减小封装件容积。根据本发明的一个实施例，提供一种包括激光二极管和波长转换装置的光学封装件。激光二极管和波长转换装置限定外部激光腔，且波长转换装置相对于激光二极管的输出面倾斜，以限定小于大约85°的倾斜角φ。波长转换装置的输入面包括成对斜面和微透镜。成对斜面和微透镜限定在输入面上，从而它们共用端面波导管区域在输入面上的相应部分，且斜面占据端面波导管区域在输入面上的周缘部分，而微透镜占据端面波导管区域在输入面上的内部部分。成对斜面中的每个在端面波导管区域内相对于波长转换装置的波导管限定小面角α，该小面角α小于倾斜角φ并且大于大约45°。披露并要求附加的实施例。

附图说明

在结合以下附图阅读以后就会很好地理解本发明的各具体实施例的以下详细说明，其中相同的结构用相同的标号来表示，且其中：

图1是包括根据本发明的波长转换装置的贴近耦合光学封装件的总体视图；

图2是根据本发明的波长转换装置的示意图；

图2A和2B是用于根据本发明的波长转换装置的两个替代微透镜构造的放大视图；

图3-5是根据本发明的替代微透镜构造的又一些视图；以及

图6-8示出根据本发明的各种转换装置输入面构造。

具体实施方式

首先参见图1，本发明的概念可在光学封装件100的范围内进行描述，该光学封装件100包括激光二极管10和波长转换装置20。波长转换装置20包括输入面30、输出面40以及波导管50，该波导管从输入面30延伸至输出面40。激光二极管10和波长转换装置20限定外部激光腔，该外部激光腔沿着光学路径延伸，而该光学路径在激光二极管10的波长选择部件和光学封装件100的输出反射器45之间，该波长选择部件例如可呈现为激光二极管10中的分布式布拉格反射器。如图1所示，输出反射器45可形成为波长转换装置20的输出面40上的局部反射涂层或其它类型的局部反射构件。或者，可设想到的是，输出反射器可呈现为光学封装件的独立光学部件，并且无需与波长转换装置20成一体。

虽然图1所示的频率转换激光二极管包括外部激光空腔、输出反射器45、波长选择部件以及波长转换装置，该外部激光空腔呈DBR激光二极管10的形式，输出反射器45呈现为局部反射涂层，波长选择部件呈现为DBR激光二极管10中的分布式布拉格反射器，而波长转换装置呈现为用于倍频到绿色波长范围的波导PPLN晶体40，但应注意到的是本发明的概念可等同地用于各种频率转换激光器构造，包括但不局限于使用两个或三个部段的DBR激光器、DFB激光器、法布里－珀罗激光器、外部空腔激光器等等的构造以及使用超出二次谐波产生（SHG）的频率转换的构造。