專利名稱：倍頻半導(dǎo)體激光器中的折疊式可調(diào)節(jié)光路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體激光器、激光控制器、光學(xué)組合件以及包含半導(dǎo)體激光器 和波長轉(zhuǎn)換器件的其它光學(xué)系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及光學(xué)組合件和用于對準(zhǔn)光學(xué)組合 件的方法，所述光學(xué)組合件包括半導(dǎo)體激光器和二次諧波產(chǎn)生(SHG)晶體或其它類型的波 長轉(zhuǎn)換器件等等。

發(fā)明內(nèi)容
可以通過將單-波長半導(dǎo)體激光器(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-波羅激光器)與波長轉(zhuǎn)換器件(比如二 次諧波產(chǎn)生(SHG)晶體)組合起來，來形成短波長光源。通常，使用SHG晶體來產(chǎn)生基波激 光信號的較高次諧波。為了這樣做，較佳地把激光波長調(diào)諧到波長轉(zhuǎn)換SHG晶體的光譜中 心，并且使激光器的輸出較佳地與波長轉(zhuǎn)換晶體的輸入刻面處的波導(dǎo)部分對準(zhǔn)。典型的SHG晶體(諸如摻雜鎂的周期性極化的鈮酸鋰(PPLN)晶體)的波導(dǎo)光學(xué) 模場直徑可以在數(shù)個微米的范圍內(nèi)。結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，這對于使來自激光二極 管的光束與SHG晶體的波導(dǎo)的對準(zhǔn)和聚焦是極具有挑戰(zhàn)性的，特別在光學(xué)組合件的組裝期 間。因此，本發(fā)明的一個目的是提供光學(xué)組合件和用于對準(zhǔn)光學(xué)組合件中的各部件的方法， 這種光學(xué)組合件利用激光二極管連同SHG晶體或其它類型的波長轉(zhuǎn)換器件以從波長較長 的源(例如，近紅外激光二極管)產(chǎn)生波長較短的輻射(例如，綠色激光)。根據(jù)這里所示的和所描述的一個實施例，一種光學(xué)組合件包括半導(dǎo)體激光器、波 長轉(zhuǎn)換器件、MEMS驅(qū)動鏡子、光學(xué)組件、機(jī)械定位設(shè)備以及基座模塊。波長轉(zhuǎn)換器件可以包 括波導(dǎo)部分。半導(dǎo)體激光器、波長轉(zhuǎn)換器件和MEMS驅(qū)動鏡子在基座模塊上具有一定的取 向，以在半導(dǎo)體激光器的輸出和波長轉(zhuǎn)換器件的輸入之間形成折疊式光路，以致可以使半 導(dǎo)體激光器的輸出光束通過可調(diào)節(jié)鏡子的反射而進(jìn)入波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分。可操作 MEMS驅(qū)動鏡子從而使半導(dǎo)體激光器的輸出光束在波長轉(zhuǎn)換器件的輸入上進(jìn)行掃描。光學(xué)組 件位于機(jī)械定位設(shè)備內(nèi)，并且在基座模塊上沿光路來設(shè)置機(jī)械定位設(shè)備，以致在半導(dǎo)體激 光器的光束從半導(dǎo)體激光器中出射之后，通過該光學(xué)組件，并且被MEMS驅(qū)動鏡子反射，往 回通過該光學(xué)組件并進(jìn)入波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中，其中可以用機(jī)械定位設(shè)備調(diào)節(jié)沿光 路的光學(xué)組件的位置，以致使半導(dǎo)體激光器的光束聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中。根據(jù)這里所示的和所描述的另一個實施例，用于對光學(xué)組合件進(jìn)行組裝和對準(zhǔn)的方法包括使半導(dǎo)體激光器、波長轉(zhuǎn)換器件和MEMS驅(qū)動鏡子定位在基座模塊上，以致通過半 導(dǎo)體激光器、MEMS驅(qū)動鏡子和波長轉(zhuǎn)換器件定義的光路是折疊式光路，所述光學(xué)組合件具 有半導(dǎo)體激光器、包括波導(dǎo)部分的波長轉(zhuǎn)換器件、MEMS驅(qū)動鏡子、光學(xué)組件、機(jī)械定位設(shè)備 和基座模塊。用機(jī)械定位設(shè)備把光學(xué)組件插入折疊式光路中，以致光學(xué)組件在名義上與半 導(dǎo)體激光器、波長轉(zhuǎn)換器件和MEMS驅(qū)動鏡子對準(zhǔn)，并且半導(dǎo)體激光器的輸出光束通過光學(xué) 組件，并且被往回反射通過光學(xué)組件并進(jìn)入波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中。通過改變MEMS驅(qū) 動鏡子的位置，使半導(dǎo)體激光器的輸出光束與波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分的輸入面對準(zhǔn)。用 機(jī)械定位設(shè)備調(diào)節(jié)光學(xué)組件的位置，使半導(dǎo)體激光器的輸出光束聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件的波 導(dǎo)部分中，以致半導(dǎo)體激光器的輸出光束與波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分對準(zhǔn)，從而使波長轉(zhuǎn) 換器件的輸出強(qiáng)度最大化。在下述詳細(xì)說明中將闡述本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點，并且本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人 員會從說明書部分地明白，或通過這里描述的本發(fā)明(包括下述詳細(xì)說明、權(quán)利要求書以 及附圖)的實踐而理解。要理解，旨在以上述一般說明和本發(fā)明的實施例的下述詳細(xì)說明 來提供概述或框架，以理解要求權(quán)益的本發(fā)明的特性和特征。


當(dāng)連同下述附圖一起閱讀時，可以較佳地理解本發(fā)明的具體實施例的下述詳細(xì)的 說明，在附圖中用相同的附圖標(biāo)記來表示相同的結(jié)構(gòu)，在附圖中圖1是根據(jù)這里示出的和描述的一個或多個實施例的MEMS鏡子-啟用的光學(xué)對 準(zhǔn)組合件的示意性說明；圖2是根據(jù)這里示出的和描述的一個或多個實施例的光學(xué)組合件的橫截面圖；圖3是根據(jù)這里示出的和描述的一個或多個實施例的光學(xué)組件夾具和光學(xué)組件 的分解圖；圖4是根據(jù)這里示出的和描述的一個或多個實施例的光學(xué)組合件的橫截面圖；圖5是根據(jù)這里示出的和描述的一個或多個實施例的光學(xué)組件夾具、光學(xué)組件和 折疊式鏡子的分解圖；圖6是根據(jù)這里示出的和描述的一個或多個實施例的具有垂直取向的MEMS驅(qū)動 鏡子的光學(xué)組合件的示意性說明；以及圖7是根據(jù)這里示出的和描述的一個或多個實施例的具有水平取向的MEMS驅(qū)動 鏡子的光學(xué)組合件的示意性說明。
具體實施例方式最初參考圖1，雖然以與頻率或波長轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體激光光源的設(shè)計和制造有關(guān)的、容 易得到的技術(shù)學(xué)說來說明可以結(jié)合本發(fā)明的特定實施例的概念的各種類型的光學(xué)組合件 的一般結(jié)構(gòu)，但是一般參考光學(xué)組合件10可以方便地說明本發(fā)明的特定實施例的一些概 念，例如，光學(xué)組合件10包括半導(dǎo)體激光器104(在圖1中以“ λ ”標(biāo)出)以及波長轉(zhuǎn)換器 件102(在圖1中以“2v”標(biāo)出)。在圖1所描繪的配置中，通過一個或多個可調(diào)節(jié)的光學(xué)部 件(比如MEMS驅(qū)動鏡子114)以及合適的光學(xué)組件112，把半導(dǎo)體激光器104發(fā)射的近紅外 光耦合到波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分，光學(xué)組件112可以包括單一組件配置或多組件配置的一個或多個光學(xué)元件(例如，透鏡)。圖1所示的光學(xué)組合件10在從多種較長波長半 導(dǎo)體激光器產(chǎn)生多種較短波長激光光束方面是特別有用的，并且例如，可在激光投影系統(tǒng) 中作為可見激光光源來使用?？烧{(diào)節(jié)的光學(xué)部件是特別有幫助的，因為對半導(dǎo)體激光器104發(fā)射到波長轉(zhuǎn)換器 件102的波導(dǎo)部分的輸出光束進(jìn)行對準(zhǔn)和聚焦經(jīng)常是較困難的。例如，典型的SHG晶體(諸 如摻雜鎂的周期性極化的鈮酸鋰(PPLN)晶體)的波導(dǎo)光學(xué)模場直徑可以在幾個微米的范 圍內(nèi)。參考圖1，光學(xué)組件112與MEMS驅(qū)動鏡子114 一起工作而把半導(dǎo)體激光器104的光 束引導(dǎo)到波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分，更具體地，引導(dǎo)到波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分。 通過調(diào)節(jié)鏡子116的位置或狀態(tài)，可操作MEMS驅(qū)動鏡子114以引入光束角度偏差，并且通 過改變波長轉(zhuǎn)換器件102上光束的位置直到它與波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分對準(zhǔn)，可以 使用這個使半導(dǎo)體激光器104的光束與波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分在χ-y平面中有效地 對準(zhǔn)。在一個實施例中，例如，通過提供在波長轉(zhuǎn)換器件102的光路中的分束器40和光 學(xué)檢測器50，可以監(jiān)視光束對準(zhǔn)?？梢园压鈱W(xué)檢測器50可操作地連接到微控制器或控制器 60 (在圖1中以“ μ c”標(biāo)出)，以致控制器60接收來自光學(xué)檢測器50的輸出信號。可以配 置控制器60以通過調(diào)節(jié)MEMS致動器因此而調(diào)節(jié)波長轉(zhuǎn)換器件102上半導(dǎo)體激光器104的 輸出光束的位置而控制MEMS驅(qū)動鏡子114的位置或狀態(tài)。在一個實施例中，可以使用控制 器60來控制MEMS驅(qū)動鏡子114的位置或狀態(tài)作為從光學(xué)檢測器50接收到的輸出信號的 函數(shù)。在另一個實施例中，可以使用控制器60來執(zhí)行對準(zhǔn)例程，以致半導(dǎo)體激光器104的 輸出光束與波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分M對準(zhǔn)。如這里所描述，諸如當(dāng)與鏡子116可操作地相關(guān)聯(lián)的可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與鏡子116 可操作地耦合的一個或多個微型光機(jī)電系統(tǒng)(MOEMS)或微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)時，可調(diào)節(jié)的光 學(xué)部件可以包括MEMS驅(qū)動鏡子114?？梢耘渲煤桶才臡EMS和MOEMS設(shè)備以改變χ-y平面 上波長轉(zhuǎn)換器件102上的半導(dǎo)體激光器104的輸出光束的位置。因為鏡子位于光學(xué)組件 112的經(jīng)準(zhǔn)直的光束空間或接近準(zhǔn)直的光束空間，所以鏡子角度的調(diào)節(jié)會導(dǎo)致波長轉(zhuǎn)換器 件上經(jīng)聚焦的光束的x/y位置的改變。使用MOEMS或MEMS驅(qū)動鏡子啟動了在大范圍上極 快速地完成的經(jīng)聚焦的光束位置的調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)具有士 1度的機(jī)械偏差的MEMS驅(qū)動鏡子 與焦距為3毫米的光學(xué)組件一起使用時，可以允許光束在波長轉(zhuǎn)換器件上在角度方向上移 動士 100微米。由于MOEMS或MEMS驅(qū)動鏡子的快速響應(yīng)時間，可以在IOOHz到IOkHz的頻 率量級上完成光束的調(diào)節(jié)和/或重新定位。在這里已經(jīng)參考了可調(diào)節(jié)光學(xué)部件是MEMS驅(qū)動鏡子114的同時，應(yīng)該理解，可調(diào) 節(jié)光學(xué)部件可以采用多種傳統(tǒng)的形式或待開發(fā)的形式。例如，可調(diào)節(jié)光學(xué)部件可以包括配 置成用于光束控制和/或光束聚焦的一個或多個液體透鏡部件。再進(jìn)一步，設(shè)想可調(diào)節(jié)光 學(xué)部件可以包括安裝到微型致動器上的一個或多個鏡子和/或透鏡。在一個所設(shè)想的實施 例中，可調(diào)節(jié)光學(xué)部件采用光學(xué)組件112中可移動的或可調(diào)節(jié)的透鏡的形式，而其它可調(diào) 節(jié)光學(xué)部件采用固定鏡子的形式。在圖1所示的光學(xué)配置中，可調(diào)節(jié)光學(xué)部件是被包含在相對小型的、折疊式光路 光學(xué)配置中的MEMS驅(qū)動鏡子。如圖1所示，可以配置MEMS驅(qū)動鏡子114使之折疊式光路， 以致半導(dǎo)體激光器104的輸出光束的光路起初通過光學(xué)組件112到達(dá)MEMS驅(qū)動鏡子114作為經(jīng)準(zhǔn)直的或接近準(zhǔn)直的光束，接著通過相同的光學(xué)組件112返回以聚焦在波長轉(zhuǎn)換器 件102上。在這個配置中，因為開始通過光學(xué)組件112引導(dǎo)半導(dǎo)體激光器的輸出光束，然后 通過相同的光學(xué)組件112反射回，所以光路是“折疊式”的。這個類型的光學(xué)配置可特別地 應(yīng)用于波長轉(zhuǎn)換激光光源，其中半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的激光光束的橫截面大小接近波長轉(zhuǎn)換 器件102的輸入面上的波導(dǎo)的大小，在這個情況中，接近1的放大倍數(shù)將產(chǎn)生最優(yōu)的耦合以 對波長轉(zhuǎn)換器件102上的輸出光束進(jìn)行聚焦。為了定義和描述本發(fā)明，要注意，旨在把這里 所述的“經(jīng)準(zhǔn)直的或接近準(zhǔn)直的”光束包括減少光束發(fā)散程度或會聚程度的、把光束引向更 準(zhǔn)直狀態(tài)的任何光束配置。光學(xué)組件112可以被描述為雙重功能的、準(zhǔn)直和聚焦的光學(xué)部件或透鏡，因為它 的作用是使半導(dǎo)體激光器104的發(fā)散的光輸出準(zhǔn)直，然后把沿光學(xué)組合件10的光路傳播的 激光再聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中。這個雙重功能光學(xué)部件極適用于需要接近1的 放大倍數(shù)的應(yīng)用，因為單個光學(xué)組件112既被用于準(zhǔn)直又被用于聚焦。更具體地，如圖1所 示，半導(dǎo)體激光器104的輸出光束順序地在光學(xué)組件112的第一面131處折射，在光學(xué)組件 112的第二面132處折射以及通過MEMS驅(qū)動鏡子114在光學(xué)組件112的方向上反射。一旦 使激光反射回光學(xué)組件112的方向，它首先在光學(xué)組件112的第二面132處折射，接著在光 學(xué)組件112的第一面131處折射，并且引導(dǎo)到波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分。在本發(fā)明的特定實施例中，可以使MEMS驅(qū)動鏡子設(shè)置得與光學(xué)組件112的圖像焦 點足夠近，以保證入射在波長轉(zhuǎn)換器件102的輸入面上的主要光線與光學(xué)組合件10的輸出 處的主要光線接近平行。還可以示出，圖1所示的配置也表示出像差方面的一些優(yōu)點。當(dāng) 然，當(dāng)設(shè)置半導(dǎo)體激光器104的輸出面和波長轉(zhuǎn)換器件102的輸入面使之與光學(xué)組件112 的物體焦平面接近于對準(zhǔn)以及半導(dǎo)體激光器104的輸出波導(dǎo)和波長轉(zhuǎn)換器件102的輸入波 導(dǎo)相對于光學(xué)組件112的光軸為對稱時，設(shè)想可以自動地校正反對稱場像差(比如彗形像 差)。在這里已經(jīng)參考圖1描述光學(xué)組合件10的部件的一般取向時，現(xiàn)在特別參考圖 2-7以進(jìn)一步描述光學(xué)組合件的取向、組裝和對準(zhǔn)，更具體地，進(jìn)一步描述用于對半導(dǎo)體激 光器的光束與波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分進(jìn)行對準(zhǔn)和聚焦的結(jié)構(gòu)和方法?，F(xiàn)在參考圖2和3，示出了光學(xué)組合件100的一個實施例。在該實施例中，半導(dǎo)體 激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102處于堆疊的配置中，并且安裝在基座模塊106的頂部。在 該實施例中，在基座模塊106上設(shè)置MEMS驅(qū)動鏡子114，并且其取向使得鏡子部分與半導(dǎo)體 激光器104的輸出和波長轉(zhuǎn)換器件102的輸入相對。更具體地，MEMS驅(qū)動鏡子定向在基座 模塊上，以致當(dāng)MEMS驅(qū)動鏡子的鏡子處于中立位置(例如，沒有通過MEMS致動器對鏡子施 加任何的傾倒或傾斜)時，鏡子116表面的法線與半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102 兩者的光軸平行。具體地，參考圖2所示的坐標(biāo)系統(tǒng)，當(dāng)在這個取向上設(shè)置MEMS驅(qū)動鏡子 114時，鏡子116的表面實質(zhì)上與x-y平面共平面?，F(xiàn)在應(yīng)該理解，在圖2示出半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102處于垂直堆疊 配置中的同時，也可以使半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102具有并排配置的取向，其中 也可以產(chǎn)生這里描述的折疊式光路?；K106—般可以包括電互連(未示出)，以致當(dāng)在基座模塊106上設(shè)置MEMS 驅(qū)動鏡子114時，MEMS驅(qū)動鏡子114的相應(yīng)的電互連可以電耦合到基座模塊106的電互連而不需要附加的工藝(例如，焊接、焊料焊接等)。然而，在另一個實施例中，使用導(dǎo)線、焊 接、焊料焊接和/或它們的組合來建立MEMS驅(qū)動鏡子114和基座模塊之間的電互連。在圖2和3所示的實施例中，可以在機(jī)械定位設(shè)備中設(shè)置光學(xué)元件112。在圖2和 3所示的實施例中，機(jī)械定位設(shè)備包括在其中設(shè)置了光學(xué)組件112的光學(xué)組件夾具110。然 后在基座模塊106上設(shè)置光學(xué)組件夾具110和光學(xué)組件112，以致在半導(dǎo)體激光器104和波 長轉(zhuǎn)換器件102和MEMS驅(qū)動鏡子114之間的光路中設(shè)置了光學(xué)元件。在一個實施例中，光 學(xué)組件112是與光學(xué)組件夾具110 —起整體地形成的。在另一個實施例中，光學(xué)組件112 和光學(xué)組件夾具110是分立部件，如圖3所示，并且光學(xué)組件112插入在光學(xué)組件夾具110 中，并且固定到位。光學(xué)組件夾具110可以包括具有合適的熱膨脹系數(shù)的材料，為的是在光 學(xué)組合件工作期間，使熱膨脹對光學(xué)組合件的光學(xué)對準(zhǔn)的影響最小。在另一個實施例中，光 學(xué)組件夾具110可以包括具有合適的熱膨脹系數(shù)的材料，為的是在光學(xué)組合件工作期間， 完全地或部分地補(bǔ)償熱膨脹的影響。在一個實施例中，光學(xué)組件夾具110可以包括一個或多個定位特征(未示出)，并 且基座模塊106可以包括一般與光學(xué)組件夾具的定位特征對應(yīng)的多個定位特征(未示出)。 例如，光學(xué)組件夾具的定位特征可以包括，而非限制，銷子、柱、槽、通道、楔形槽、孔、凹槽和 /或它們的組合。相似地，基座模塊106的定位特征可以包括光學(xué)組件夾具110的定位特征 的對應(yīng)部分，諸如凹槽、孔、通道、楔形槽、柱、銷子和/或它們的組合。可以把光學(xué)組件夾具110可調(diào)節(jié)地設(shè)置在MEMS驅(qū)動鏡子和半導(dǎo)體激光器104/波 長轉(zhuǎn)換器件102之間的基座模塊106上，以致使光學(xué)組件112設(shè)置在光路中。可以使光學(xué) 組件夾具110的定位特征與基座模塊106的對應(yīng)的定位特征連接而設(shè)置光學(xué)組件夾具110。 如此，可以在相對于基座模塊106和MEMS驅(qū)動鏡子114、半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件 102定義的折疊式光路的ζ方向上精確地控制光學(xué)組件夾具110和光學(xué)組件112的位置。 在ζ方向上，光學(xué)組件夾具110的可調(diào)節(jié)性，更具體地，光學(xué)組件112的可調(diào)節(jié)性，促進(jìn)了半 導(dǎo)體激光器104的輸出光束聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分中。在另一個實施例中，可以配置光學(xué)組件夾具110，以致可以把光學(xué)組件夾具110附 接到MEMS驅(qū)動鏡子114上，從而使MEMS驅(qū)動鏡子與光學(xué)組件108對準(zhǔn)，如圖2_3所示。當(dāng) 把光學(xué)組件夾具110和光學(xué)組件112附接到MEMS驅(qū)動鏡子114上時，可以把這個組合稱為 MEMS透鏡單元或MEMSLU 108。為了組裝圖2所示的光學(xué)組合件100，首先使用用于組裝電子和/或電光器件的標(biāo) 準(zhǔn)安裝技術(shù)把半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102安裝在基座模塊106上。例如，在一 個實施例中，可以使用顯微鏡和照相機(jī)來識別半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部 分的輸出，并且使它們相互對準(zhǔn)，以致半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分的輸 出位于沿ζ軸的同一垂直平面中(例如，半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分的 輸出位于z_y平面中)。因為波長轉(zhuǎn)換器件102 —般可以包括透明的光學(xué)材料，諸如例如， 鈮酸鋰，并且波長轉(zhuǎn)換器件102位于半導(dǎo)體激光器104的頂部，所以可以使用照相機(jī)或顯微 鏡從波長轉(zhuǎn)換器件處來觀察波長轉(zhuǎn)換器件102和半導(dǎo)體激光器104，從而有助于定位和對 準(zhǔn)。可以用環(huán)氧樹脂、膠水、焊料或其它傳統(tǒng)的附接方法把半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器 件102附接到基座模塊106上。在一個實施例中，當(dāng)光學(xué)組件112不與光學(xué)組件夾具110集成在一起時，可以把光
8學(xué)組件112插入光學(xué)組件夾具110中，并且用粘合劑、焊料、熔塊或諸如螺釘、夾子等的機(jī)械 附接物固定到位。然后使用粘合劑、焊料、熔塊或諸如螺釘、夾子等的機(jī)械附接物把光學(xué)組 件夾具110附接到MEMS驅(qū)動鏡子以形成MEMSLU 108。在基座模塊106上設(shè)置經(jīng)組裝的MEMSLU 108，以致MEMS驅(qū)動鏡子114的鏡子116 面對半導(dǎo)體激光器104的輸出，并且把臨時的電互連附接到MEMS驅(qū)動鏡子114上，從而使 MEMS驅(qū)動鏡子與光學(xué)組合件的控制器(未示出)和電源(未示出)耦合。一般使MEMSLU 108與半導(dǎo)體激光器對準(zhǔn)，以致在半導(dǎo)體激光器的輸出光束的光路中設(shè)置光學(xué)組件112?？?以使MEMSLU 108在基座模塊106上機(jī)械地保持到位。在一個實施例中，這可以通過使用 MEMSLU 108的光學(xué)組件夾具110的定位功能連同基座模塊106上的對應(yīng)定位功能來實現(xiàn)。 然后使光學(xué)組合件通電，并且MEMS驅(qū)動鏡子114在控制器(例如，圖1所示的微控制器60) 的控制下執(zhí)行對準(zhǔn)例程，以便對半導(dǎo)體激光器104的光束和波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分 在χ-y平面中進(jìn)行定位和對準(zhǔn)。對準(zhǔn)例程一般包括通過調(diào)節(jié)MEMS驅(qū)動鏡子的鏡子的位置， 掃描在x_y平面上的波長轉(zhuǎn)換器件102的輸入面上的半導(dǎo)體激光器104的輸出光束。當(dāng)掃 描波長轉(zhuǎn)換器件102上的輸出光束時，可以使用耦合到控制器的光學(xué)檢測器來監(jiān)視波長轉(zhuǎn) 換器件的輸出強(qiáng)度，如圖1所示?？梢允褂脕碜怨鈱W(xué)檢測器的反饋通過控制器確定具有波 導(dǎo)的輸出光束的最優(yōu)對準(zhǔn)。例如，當(dāng)波長轉(zhuǎn)換器件的輸出強(qiáng)度達(dá)到最大值時，半導(dǎo)體激光器 輸出光束一般與波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分在x-y平面上對準(zhǔn)。因此，對應(yīng)于最大輸出強(qiáng)度 的MEMS驅(qū)動鏡子的鏡子的位置一般產(chǎn)生半導(dǎo)體激光器和波長轉(zhuǎn)換器件之間的對準(zhǔn)。在一個特定的實施例中，用于使半導(dǎo)體激光器的輸出光束與波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo) 部分在x-y平面上對準(zhǔn)的方法可以是2008年2月沈日提交的、題為“METHODS AND SYSTEMS FOR ALIGNING OPTICAL PACKAGES”的美國專利申請12/072，386中揭示的方法，雖然還可以 使用其它方法，如本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員理解的那樣，包括但是不局限于，光柵掃描等。這 些方法一般導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器的輸出光束與波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分在x-y平面上的對 準(zhǔn)。在半導(dǎo)體激光器104的輸出光束與波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分在χ-y平面上對 準(zhǔn)的情況下，在ζ方向上調(diào)節(jié)MEMSLU 108的位置，以致使半導(dǎo)體激光器104的輸出光束聚 焦到波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分上。當(dāng)在ζ方向上調(diào)節(jié)MEMSLU 108的位置時，光學(xué)組合 件的控制器連續(xù)地運(yùn)行自適應(yīng)波導(dǎo)對準(zhǔn)算法(例如，控制器改變MEMS驅(qū)動鏡子114的鏡子 116的位置)，為的是使在波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分上的x-y平面上的半導(dǎo)體激光器104的 輸出光束的位置最優(yōu)化，從而在對輸出光束進(jìn)行聚焦時得到和/或保持輸出光束與波長轉(zhuǎn) 換器件的波導(dǎo)部分的峰值耦合。一旦得到了半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件之間的峰值耦合(例如，使波長轉(zhuǎn) 換器件的輸出最優(yōu)化和/或得到波長轉(zhuǎn)換器件所要求的輸出強(qiáng)度，包括但是不局限于，最 大輸出強(qiáng)度)，控制器就根據(jù)用于在對準(zhǔn)期間驅(qū)動鏡子的電信號來確定MEMS驅(qū)動鏡子114 的鏡子116的最優(yōu)位置或偏移。使用這個信息，調(diào)節(jié)MEMS驅(qū)動鏡子114，以利用要求最小功 耗的電驅(qū)動信號來得到和保持鏡子116的最優(yōu)耦合位置。此后，使用粘合劑、焊料、焊接使 MEMS驅(qū)動鏡子114固定到位，并且使用導(dǎo)線、焊料、粘合劑等把永久電互連附接到MEMS驅(qū)動 鏡子114上?，F(xiàn)在參考圖4和5，示出光學(xué)組合件200的另一個實施例。如這里上面所述，半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102處于堆疊的配置，并且安裝在基座模塊106的頂部。然 而，在光學(xué)組合件200的這個實施例中，在基座模塊106上水平地設(shè)置MEMS驅(qū)動鏡子114。 更具體地，在基座模塊106上使MEMS驅(qū)動鏡子114定向，以致當(dāng)MEMS驅(qū)動鏡子的鏡子處于 中立位置(例如，沒有通過MEMS致動器對鏡子施加任何的傾倒或傾斜)時，到鏡子116表 面的法線垂直于半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102兩者的光軸。具體地，參考圖4所 示的坐標(biāo)系統(tǒng)，當(dāng)以這個取向設(shè)置MEMS驅(qū)動鏡子114時，鏡子116的表面實質(zhì)上與χ-z平 面共平面。然而，要理解，當(dāng)調(diào)節(jié)MEMS驅(qū)動鏡子時，鏡子可能相對于與χ軸和ζ軸平行的旋 轉(zhuǎn)軸傾倒或傾斜入和出x-z平面。在一個實施例中，可以在基座模塊106上設(shè)置MEMS驅(qū)動鏡子114。在另一個實施 例中，基座模塊106可以包括容器(未示出)，用于接收MEMS驅(qū)動鏡子114，以致當(dāng)把MEMS 驅(qū)動鏡子114設(shè)置在容器中時，MEMS驅(qū)動鏡子114隱藏在基座模塊106中。在每一個實施 例中，基座模塊一般可以包括電互連(未示出)，以致當(dāng)把MEMS驅(qū)動鏡子設(shè)置在基座模塊 106上時，可以使MEMS驅(qū)動鏡子的相應(yīng)的電互連電耦合到基座模塊106的電互連，如這里上 面所述。在圖4所示的光學(xué)組合件200的實施例中，可以把光學(xué)組件112設(shè)置在光學(xué)組件 夾具210中，如一般相對于上述圖2和3所描述。光學(xué)組件112可以與光學(xué)組件夾具集成 在一起，或可以是插入在光學(xué)組件夾具210中的分立部件，如圖5所示。然而，在圖4和5 所示的光學(xué)組合件200的實施例中，光學(xué)組合件200還包括折疊式鏡子220。在一個實施例 中，折疊式鏡子220可以是設(shè)置在光學(xué)組合件200的光路中的分立的固定的鏡子。在另一 個實施例中，光學(xué)組件夾具210可以與折疊式鏡子220 —起整體形成。在再另一個實施例 中，折疊式鏡子220可以是附接到光學(xué)組件夾具210上的分立的部件。例如，在圖4和5所 示的實施例中，光學(xué)組件112和折疊式鏡子220是附接到光學(xué)組件夾具210的分立部件，從 而形成鏡子-透鏡單元(MLU) 208。一般使折疊式鏡子220定向，以致半導(dǎo)體激光器104的輸出光束入射在折疊式鏡 子220上，并且反射到MEMS驅(qū)動鏡子114上。例如，在圖4所示的實施例中，把折疊式鏡子 220附接到光學(xué)組件夾具210上，以致當(dāng)把MLU 208設(shè)置在MEMS驅(qū)動鏡子114上時，鏡子 的表面與半導(dǎo)體激光器104的輸出光束成45度角。在這個配置中，通過折疊式鏡子220可 以以90度角重新引導(dǎo)半導(dǎo)體激光器104的輸出光束。跟隨輸出光束的光路，半導(dǎo)體激光器 104的輸出光束首先通過光學(xué)組件212，通過折疊式鏡子220反射到MEMS驅(qū)動鏡子114上， 通過MEMS驅(qū)動鏡子114反射回折疊式鏡子220，通過折疊式鏡子220反射回通過光學(xué)組件 212，并且聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件102的波導(dǎo)部分上。然而，應(yīng)該理解，在圖4 一般示出在半導(dǎo) 體激光器104和折疊式鏡子220之間設(shè)置光學(xué)組件112的同時，另一方面，可以在折疊式鏡 子和MEMS驅(qū)動鏡子114之間設(shè)置光學(xué)組件。在一個實施例中，光學(xué)組件夾具210可以包括一個或多個定位功能(未示出)，并 且基座模塊106可以包括一般與光學(xué)組件夾具的定位功能對應(yīng)的多個定位功能(未示出)， 如這里相對于上述圖2所示的光學(xué)組合件100的實施例所描述。例如，可以通過使光學(xué)組 件夾具210的定位功能與基座模塊106對應(yīng)的定位功能相連接而把光學(xué)組件夾具210可調(diào) 節(jié)地設(shè)置在MEMS驅(qū)動鏡子114上的基座模塊106上。如此，可以在ζ方向上相對于基座模 塊106和由MEMS驅(qū)動鏡子114、半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102定義的光路來精確地控制光學(xué)組件夾具210和光學(xué)組件112的位置。在ζ方向上的光學(xué)組件夾具210的可調(diào) 節(jié)性，更具體地，光學(xué)組件112的可調(diào)節(jié)性，促進(jìn)了半導(dǎo)體激光器104的輸出光束到波長轉(zhuǎn) 換器件102的波導(dǎo)部分中的聚焦。可以使用圖4所示的水平取向的MEMS驅(qū)動鏡子114和光學(xué)組合件200的折疊式 鏡子220來補(bǔ)償由光學(xué)組件112引入系統(tǒng)的散光。例如，可以使用折疊式鏡子220的45度 取向以及具有彎曲表面的折疊式鏡子以引入散光，這個散光可以彌補(bǔ)或抵消光學(xué)組件112 產(chǎn)生的散光。例如，可以計算折疊式鏡子220的最優(yōu)曲率，以致折疊式鏡子220產(chǎn)生的散光 減輕了光學(xué)組件112引入的散光，從而當(dāng)光束在折疊式光路中行進(jìn)時提高了光束的光學(xué)質(zhì) 量?？梢酝ㄟ^首先把半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102附接到基座模塊106而組 裝和對準(zhǔn)光學(xué)組合件300的實施例，如上所述。使用粘合劑、焊料、或諸如螺釘、夾子等機(jī)械 連接使MEMS驅(qū)動鏡子114附接到基座模塊106上。然后使用導(dǎo)線、焊料、粘合劑等使MEMS 驅(qū)動鏡子114電互連到基座模塊106上(如果當(dāng)把MEMS驅(qū)動鏡子114插入基座模塊106 時沒有形成電互連的話)。然后把光學(xué)組件112插入光學(xué)組件夾具210，并且用粘合劑、焊 塊或諸如螺釘、夾子等機(jī)械連接固定到位。然后把折疊式鏡子附接到光學(xué)組件夾具210上。把光學(xué)組件夾具210設(shè)置在半導(dǎo)體激光器的前面以及在MEMS驅(qū)動鏡子114之上， 并且一般與x、y和ζ方向上的每個部件對準(zhǔn)。然后使光學(xué)組合件通電，并且在控制器(未 示出)的控制下執(zhí)行對準(zhǔn)例程，如上所述，以建立半導(dǎo)體激光器的輸出光束與波長轉(zhuǎn)換器 件的波導(dǎo)部分在x-y平面上的對準(zhǔn)。此后，調(diào)節(jié)ζ方向上的MLU 208的位置，使半導(dǎo)體激光 器的輸出光束聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中。當(dāng)在ζ方向上調(diào)節(jié)MLU 208時，有效地 對準(zhǔn)輸出光束與波導(dǎo)部分，直到在半導(dǎo)體激光器104的輸出光束和波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部 分之間得到最優(yōu)耦合。一旦得到了最優(yōu)耦合(例如，波長轉(zhuǎn)換器件的輸出強(qiáng)度達(dá)到所要求 的水平，包括但是不局限于，最大輸出強(qiáng)度)，就使用焊接、焊料、和/或它們的組合使光學(xué) 組件夾具210在基座模塊106上固定到位?，F(xiàn)在參考圖6，示出了光學(xué)組合件300的另一個實施例。在該實施例中，半導(dǎo)體激 光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102處于堆疊的配置中，并且安裝在基座模塊106的頂部，如上相 對于圖2和4所述。如圖6所示，如這里上面相對于圖3所述的那樣，MEMS驅(qū)動鏡子114是 垂直取向的。因此，MEMS驅(qū)動鏡子在基座模塊106上定向，以致當(dāng)MEMS驅(qū)動鏡子的鏡子處 于中立位置(例如，沒有通過MEMS致動器對鏡子施加任何的傾倒或傾斜)時，鏡子116表 面的法線與半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102的光軸平行。具體地，參考圖6所示的 坐標(biāo)系統(tǒng)，在這個取向中，鏡子116的表面實質(zhì)上與x-y平面共平面，然而，要理解，當(dāng)調(diào)節(jié) MEMS驅(qū)動鏡子時，鏡子可能相對于與χ軸和ζ軸平行的旋轉(zhuǎn)軸傾倒或傾斜進(jìn)出x-z平面。基座模塊106 —般可以包括電互連180，使得當(dāng)MEMS驅(qū)動鏡子位于基座模塊106 上時，MEMS驅(qū)動鏡子的相應(yīng)的電互連(未示出)可以電耦合到基座模塊106的電互連180。在圖6所示的實施例中，光學(xué)組合件300包括用于使光學(xué)組件112定位的機(jī)械定 位設(shè)備。機(jī)械定位設(shè)備可以包括用于使光學(xué)組件112定位的銷子、ν-凹槽、通道、槽或相似 的功能。在圖6所示的光學(xué)組合件300的實施例中，機(jī)械定位設(shè)備包括可操作地附接到基 座模塊106上的一對銷子250?？梢园压鈱W(xué)組件112設(shè)置在銷子250之間，以致使光學(xué)組件 112設(shè)置在半導(dǎo)體激光器104和MEMS驅(qū)動鏡子114之間以及MEMS驅(qū)動鏡子114和波長轉(zhuǎn)換器件102之間的光路中。可以在ζ方向上沿銷子250調(diào)節(jié)光學(xué)組件112的位置，以致可 以使半導(dǎo)體激光器104的輸出光束聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中。現(xiàn)在參考圖7，示出了光學(xué)組合件400的另一個實施例。在該實施例中，半導(dǎo)體激 光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102處于堆疊的配置中，并且安裝在基座模塊106的頂部，如這里 上面相對于圖6所討論。如圖7所示，MEMS驅(qū)動鏡子114是水平地取向的，如這里上面相 對于圖4所討論。因此，MEMS驅(qū)動鏡子定向在基座模塊106上，以致當(dāng)MEMS驅(qū)動鏡子的鏡 子處于中立位置(例如，沒有通過MEMS致動器對鏡子施加任何的傾倒或傾斜)時，鏡子116 表面的法線與半導(dǎo)體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102的光軸垂直。具體地，參考圖7所示的 坐標(biāo)系統(tǒng)，在這個取向上，鏡子116的表面實質(zhì)上與x-z平面共平面。然而，要理解，當(dāng)調(diào)節(jié) MEMS驅(qū)動鏡子時，鏡子可能圍繞與χ軸和ζ軸平行的旋轉(zhuǎn)軸傾倒或傾斜入和出x-z平面?；K106 —般可以包括電互連180，以致當(dāng)在基座模塊106上設(shè)置MEMS驅(qū)動 鏡子時，MEMS驅(qū)動鏡子的相應(yīng)的電互連(未示出)可以與基座模塊106的電互連180電耦 合?；K106 —般還包括機(jī)械定位設(shè)備，用于使光學(xué)組件112定位在光路中，如這里上 面相對于圖6所示的光學(xué)組合件300的實施例所討論的。具體地，機(jī)械定位設(shè)備包括可操作 地附接到基座模塊106上的一對銷子250。銷子250可以促進(jìn)光學(xué)組件112在ζ方向上的 定位，以致可以使半導(dǎo)體激光器的輸出光束到波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中的聚焦最優(yōu)化。如這里所述，在圖7所示的光學(xué)組合件的實施例中，MEMS驅(qū)動鏡子114定向在χ_ζ 平面中。因此，為了把半導(dǎo)體激光器104的輸出光束引導(dǎo)到MEMS驅(qū)動鏡子114上，光學(xué)組 合件400還包括折疊式鏡子220。一般在光路中以對于半導(dǎo)體激光器104的輸出光束為45 度的角度來設(shè)置折疊式鏡子220，以致使輸出光束以90度反射到MEMS驅(qū)動鏡子上，如這里 相對于圖4所示的光學(xué)組合件200的實施例所描述的那樣。在圖7所示的光學(xué)組合件400 的實施例中，可以使用支撐件222把折疊式鏡子220設(shè)置在基座模塊106上。在一個實施例 中，把折疊式鏡子220附接到支撐件222上。在另一個實施例中，支撐件222是與折疊式鏡 子220整體地形成的。另一方面，光學(xué)組合件400還可以包括組合件蓋子(未示出)，并且 折疊式鏡子可以附接到組合件蓋子的下側(cè)或與組合件蓋子的下側(cè)一起整體地形成。在每個 情況中，可以把折疊式鏡子220設(shè)置在基座模塊上以致折疊式鏡子220具有正確的取向，以 便把半導(dǎo)體激光器104的輸出光束重新引導(dǎo)到MEMS驅(qū)動鏡子114和從MEMS驅(qū)動鏡子114 引導(dǎo)出。實際上，可以按下面的方式來組裝圖6和7所示的光學(xué)組合件300、400。把半導(dǎo) 體激光器104和波長轉(zhuǎn)換器件102組裝到基座模塊106上，并且使用用于組裝電子和/或 電光部件的傳統(tǒng)安裝技術(shù)固定到位。使用粘合劑、焊料或機(jī)械連接(包括但是不局限于，螺 釘、夾子、支架等)，把MEMS驅(qū)動鏡子114附接到基座模塊106上。然后，通過導(dǎo)線、焊接、粘 合或電連接的相似形式，使MEMS驅(qū)動鏡子114與基座模塊106電互連(當(dāng)沒有在基座模塊 中集成電互連時)。如果MEMS驅(qū)動鏡子114的取向為水平的，如圖7所示，則可以用真空夾 具、機(jī)械夾具和/或粘合劑把折疊式鏡子臨時設(shè)置在基座模塊上。把光學(xué)組件112設(shè)置在 連接到基座模塊的機(jī)械定位設(shè)備中(例如，銷子250)，并且一般與半導(dǎo)體激光器和波長轉(zhuǎn) 換器件對準(zhǔn)。此后，使光學(xué)組合件通電，并且在控制器的控制下執(zhí)行對準(zhǔn)例程，以在控制器的控 制下對波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分進(jìn)行定位，以一般建立χ-y平面上的光束對準(zhǔn)，如上所述。一旦使波導(dǎo)定位，就沿Z軸移動光學(xué)組件112，同時MEMS驅(qū)動鏡子114執(zhí)行自適應(yīng)波導(dǎo)對 準(zhǔn)，直到得到最優(yōu)耦合(例如，使波長轉(zhuǎn)換器件的輸出最優(yōu)化，和/或達(dá)到波長轉(zhuǎn)換器件的 要求的輸出強(qiáng)度，包括但是不局限于，最大輸出強(qiáng)度)。在得到峰值耦合之后，用粘合劑或焊 接、焊料使光學(xué)組件112固定到位。然后通過反饋控制使驅(qū)動MEMS驅(qū)動鏡子使用的信號最 優(yōu)化，直到達(dá)到最小MEMS驅(qū)動鏡子驅(qū)動情況(例如，最小功率情況)。最終，使用諸如粘合 劑、焊料或其它相似技術(shù)等傳統(tǒng)固定技術(shù)使折疊式鏡子永久固定到位。對于這里描述的組裝和對準(zhǔn)的各種方法，應(yīng)該理解，由于所使用的固定方法，會產(chǎn) 生部件中的微小(例如，1-5微米)的偏差。這些偏差會導(dǎo)致各種部件相對于半導(dǎo)體激光器 和波長轉(zhuǎn)換器件的各個部件的小的角度變化。通過使用MEMS驅(qū)動鏡子的自適應(yīng)對準(zhǔn)能力 可以容易地接納這些偏差。這些自適應(yīng)對準(zhǔn)技術(shù)和算法允許光學(xué)對準(zhǔn)的快速捕獲，并且還 允許光學(xué)組件的位置的快速調(diào)節(jié)?，F(xiàn)在應(yīng)該理解，使用機(jī)械定位設(shè)備來調(diào)節(jié)光學(xué)組件的位置，可以快速地和有效地 對準(zhǔn)這里描述的光學(xué)組合件的半導(dǎo)體激光器的輸出光束，并且使它聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件的 波導(dǎo)部分中。此外，這里描述的組裝和對準(zhǔn)光學(xué)組合件的方法適用于有效地構(gòu)造半導(dǎo)體激 光器的光點，并且使光點與波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分對準(zhǔn)。這里描述的對準(zhǔn)方法特別適用 于在光學(xué)組合件的組裝期間執(zhí)行光束與波長轉(zhuǎn)換器件的初始對準(zhǔn)。然而，應(yīng)該理解，在光學(xué) 組合件工作期間或組合件的壽命周期期間的任何時刻，還可以使用對準(zhǔn)方法來自保持光點 與波長轉(zhuǎn)換器件的對準(zhǔn)或執(zhí)行它們的重新對準(zhǔn)。設(shè)想本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于彩色圖像形成激光器投影系統(tǒng)，基于激光的顯示器 (諸如汽車中的平視顯示器)或光學(xué)對準(zhǔn)和/或波長調(diào)諧成為問題的任何激光應(yīng)用。進(jìn)一 步設(shè)想這里討論的對準(zhǔn)方法可以與多種半導(dǎo)體激光器一起使用，包括但是不局限于，DBR和 DFB激光器、法布里-波羅激光器以及許多類型的外腔激光器。要理解，旨在以本發(fā)明的前述詳細(xì)說明來提供用于理解要求權(quán)益的本發(fā)明的性質(zhì) 和特征的概述或框架。本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員顯而易見的，可以對本發(fā)明作出各種修改和 變化而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，旨在使本發(fā)明包括本發(fā)明的修改和變化，只要如 此的修改和變化落在所附的權(quán)利要求書和它們的等效物的范圍之內(nèi)。要注意，不應(yīng)該把這里像“較佳地”、“普通地”和“通常地”等術(shù)語理解為限制要求 權(quán)益的本發(fā)明的范圍或暗示某些特征對于要求權(quán)益的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或功能是嚴(yán)格的、基本 的或甚至是重要的。而是，只是旨在使這些術(shù)語強(qiáng)調(diào)在本發(fā)明的特定實施例中可以利用或 可以不利用的、另外的或附加的特征。為了描述和定義本發(fā)明，要注意，這里可以利用術(shù)語“實質(zhì)上”和“近似地”來表示 對于任何量的比較、值、測量值或其它表示的不確定性的固有程度。這里還可以利用術(shù)語 “實質(zhì)上”和“近似地”來表示一種數(shù)量表示程度，該數(shù)量表示可以與所陳述的參考值不同， 但是不會導(dǎo)致所討論的主題的基本功能的變化。要注意，這里所引用的以特定方式“編程”的部件、“配置”或“編程”以實現(xiàn)特定特 性或功能，是與指定的使用的引用相反的結(jié)構(gòu)性的引用。更具體地，這里引用的對部件進(jìn)行 “編程”或“配置”的方式表示存在部件的物理條件，并且因此而采用作為部件的結(jié)構(gòu)性特征 的明確引用。例如，這里引用“配置”光學(xué)組件和可調(diào)節(jié)的光學(xué)部件以按特定方式引導(dǎo)激光 光束表示存在光學(xué)組件和可調(diào)節(jié)光學(xué)部件的物理條件，因此而采用作為光學(xué)組件和可調(diào)節(jié)光學(xué)部件的結(jié)構(gòu)性特征的明確的引用。 已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明，并且參考了本發(fā)明的一些具體實施例，顯而易見地，修 改和變化是可能的，不偏離所附的權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的范圍。更具體地，雖然這里 標(biāo)識本發(fā)明的一些方面作為較佳的或特別有利的，但是可以設(shè)想，不必定把本發(fā)明限制于 本發(fā)明的這些較佳方面。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)組合件，包括半導(dǎo)體激光器、波長轉(zhuǎn)換器件、MEMS驅(qū)動鏡子、光學(xué)組件、機(jī) 械定位設(shè)備以及基座模塊，其中波長轉(zhuǎn)換器件包括波導(dǎo)部分；半導(dǎo)體激光器、波長轉(zhuǎn)換器件和MEMS驅(qū)動鏡子在基座模塊上具有一定的取向，以在半 導(dǎo)體激光器的輸出和波長轉(zhuǎn)換器件的輸入之間形成折疊式光路，以致半導(dǎo)體激光器的輸出 光束可以被MEMS驅(qū)動鏡子反射到波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中；可操作MEMS驅(qū)動鏡子從而使半導(dǎo)體激光器的輸出光束在波長轉(zhuǎn)換器件的輸入上進(jìn)行 掃描；以及光學(xué)組件位于機(jī)械定位設(shè)備內(nèi)，并且機(jī)械定位設(shè)備位于基座模塊上沿著折疊式光路， 以致半導(dǎo)體激光器的輸出光束穿過光學(xué)組件，并且被往回反射穿過光學(xué)組件進(jìn)入波長轉(zhuǎn)換 器件的波導(dǎo)部分中，其中可以用機(jī)械定位設(shè)備來調(diào)節(jié)光學(xué)組件沿著折疊式光路的位置，以 致使半導(dǎo)體激光器的輸出光束被聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述基座模塊包括電互連，并且MEMS 驅(qū)動鏡子被集成到基座模塊中且連接到電互連。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)組合件，其特征在于，使所述MEMS驅(qū)動鏡子在基座模塊上 定向，以致MEMS驅(qū)動鏡子的表面的法線平行于半導(dǎo)體激光器的光軸和波長轉(zhuǎn)換器件的光 軸ο
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)組合件，其特征在于，機(jī)械定位設(shè)備包括其中設(shè)置了光學(xué) 組件的光學(xué)組件夾具，其中使光學(xué)組件夾具附接到MEMS驅(qū)動鏡子。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述光學(xué)組件夾具包括至少一個定 位特征；以及所述基座模塊包括與光學(xué)組件夾具的至少一個定位特征對應(yīng)的多個定位特征，以致可 以沿基座模塊可調(diào)節(jié)地設(shè)置所述光學(xué)組件夾具。
6.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述光學(xué)組件是與光學(xué)組件夾具一 起整體形成的。
7.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述機(jī)械定位設(shè)備包括銷子、ν-凹槽 或槽，可以在其中插入或可調(diào)節(jié)地設(shè)置光學(xué)組件。
8.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)組合件，其特征在于，使所述MEMS驅(qū)動鏡子在基座模塊上 定向，以致MEMS驅(qū)動鏡子的表面的法線垂直于半導(dǎo)體激光器的光軸和波長轉(zhuǎn)換器件的光 軸；以及所述光學(xué)組合件還包括沿光學(xué)組件和MEMS驅(qū)動鏡子之間的折疊式光路設(shè)置的折疊式 鏡子，其中使折疊式鏡子定向成使得半導(dǎo)體激光器的輸出光束通過折疊式鏡子而被重新引 導(dǎo)到MEMS驅(qū)動鏡子上，被往回反射到折疊式鏡子上，并且被往回重新引導(dǎo)穿過光學(xué)組件進(jìn) 入波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述機(jī)械定位設(shè)備包括其中設(shè)置了 光學(xué)組件的光學(xué)組件夾具，并且把光學(xué)組件夾具設(shè)置在MEMS驅(qū)動鏡子上的基座模塊上。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述光學(xué)組件是與光學(xué)組件夾具一 起整體形成的。
11.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)組合件，其特征在于，把所述折疊式鏡子設(shè)置在光學(xué)組件夾具上。
12.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述折疊式鏡子與光學(xué)組件夾具集 成在一起。
13.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述光學(xué)組件夾具包括至少一個定 位特征；以及所述基座模塊包括與光學(xué)組件夾具的至少一個定位特征對應(yīng)的多個定位特征，以致可 以沿基座模塊可調(diào)節(jié)地設(shè)置光學(xué)組件夾具。
14.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述折疊式鏡子的表面是彎曲的。
15.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)組合件，其特征在于，還包括組合件蓋子，并且所述折疊 式鏡子是與組合件蓋子一起整體形成的。
16.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)組合件，其特征在于，還包括組合件蓋子，并且把所述折 疊式鏡子附接到組合件蓋子。
17.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)組合件，其特征在于，所述機(jī)械定位設(shè)備包括銷子、ν-凹 槽或槽，可以在其中插入或可調(diào)節(jié)地設(shè)置光學(xué)組件。
18.一種用于對光學(xué)組合件進(jìn)行組裝和對準(zhǔn)的方法，所述光學(xué)組合件包括半導(dǎo)體激光 器、包括波導(dǎo)部分的波長轉(zhuǎn)換器件、MEMS驅(qū)動鏡子、光學(xué)組件、機(jī)械定位設(shè)備以及基座模塊， 所述方法包括使半導(dǎo)體激光器、波長轉(zhuǎn)換器件和MEMS驅(qū)動鏡子定位在基座模塊上，以致通過半導(dǎo)體 激光器、MEMS驅(qū)動鏡子和波長轉(zhuǎn)換器件定義的光路是折疊式光路；用機(jī)械定位設(shè)備把光學(xué)組件插入到折疊式光路中，以致光學(xué)組件在名義上與半導(dǎo)體激 光器、波長轉(zhuǎn)換器件和MEMS驅(qū)動鏡子對準(zhǔn)，并且半導(dǎo)體激光器的輸出光束穿過光學(xué)組件， 并且被往回反射穿過光學(xué)組件進(jìn)入波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中；通過改變MEMS驅(qū)動鏡子的位置，使半導(dǎo)體激光器的輸出光束與波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo) 部分的輸入面對準(zhǔn)；用機(jī)械定位設(shè)備調(diào)節(jié)光學(xué)組件的位置，以使半導(dǎo)體激光器的輸出光束聚焦到波長轉(zhuǎn)換 器件的波導(dǎo)部分中，以致半導(dǎo)體激光器的輸出光束與波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分對準(zhǔn)并且使 波長轉(zhuǎn)換器件的輸出強(qiáng)度最優(yōu)化。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，使MEMS驅(qū)動鏡子在基座模塊上定向，以致 MEMS驅(qū)動鏡子的表面的法線垂直于半導(dǎo)體激光器的光軸和波長轉(zhuǎn)換器件的光軸；以及所述光學(xué)組合件還包括沿光學(xué)組件和MEMS驅(qū)動鏡子之間的光路設(shè)置的折疊式鏡子， 其中使折疊式鏡子定向成色在輸出光束從半導(dǎo)體激光器中出射并穿過光學(xué)組件之后，折疊 式鏡子以90度角把該輸出光束重新引導(dǎo)到MEMS驅(qū)動鏡子上，并將該輸出光束往回反射到 折疊式鏡子上并且以90度角來重新引導(dǎo)該輸出光束使其穿過光學(xué)組件進(jìn)入波長轉(zhuǎn)換器件 的波導(dǎo)部分中。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括在調(diào)節(jié)光學(xué)組件的位置的同時，使 半導(dǎo)體激光器的輸出光束與波導(dǎo)部分的輸入面有效地對準(zhǔn)。
全文摘要
一種光學(xué)組合件包括在基座模塊上定向的半導(dǎo)體激光器、波長轉(zhuǎn)換器件以及MEMS驅(qū)動鏡子，以在半導(dǎo)體激光器的輸出和波長轉(zhuǎn)換器件的輸入之間形成折疊式光路。在機(jī)械定位設(shè)備中設(shè)置光學(xué)組件，并且在基座模塊上沿光路設(shè)置機(jī)械定位設(shè)備，以致半導(dǎo)體激光器的光束通過光學(xué)組件，通過MEMS驅(qū)動鏡子反射回，通過光學(xué)組件，并且進(jìn)入波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中?？刹僮鱉EMS驅(qū)動鏡子而掃描波長轉(zhuǎn)換器件的輸入上的半導(dǎo)體激光器的光束?？梢杂脵C(jī)械定位設(shè)備沿光路調(diào)節(jié)光學(xué)組件，以使光束聚焦到波長轉(zhuǎn)換器件的波導(dǎo)部分中。
文檔編號G02B6/42GK102112903SQ200980130058
公開日2011年6月29日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者E·阿爾莫里克, G·A·皮爾馳, J·高里爾, L·C·小休格斯 申請人:康寧股份有限公司