紧密的光束整形及操纵总成制造技术

本发明专利技术涉及用于将光学光束自光学源耦合至高科技系统之设备及方法。紧密的低成本光束整形及操纵总成可位于该光学源与该高科一种参数之自动化调整。该光束整形及操纵总成可用于将细长光束耦合至复数个光学波导。于将细长光束耦合至复数个光学波导。于将细长光束耦合至复数个光学波导。

【技术实现步骤摘要】
紧密的光束整形及操纵总成
[0001]本申请是申请日为2017年12月14日、国家申请号为201780078163.3、专利技术名称为“紧密的光束整形及操纵总成”的PCT国家阶段申请的分案申请，该PCT国家阶段申请要求2016年12月16日提出申请且标题为“紧密的光束整形及操纵总成”的第62/435,679号美国临时申请案的优先权，该PCT国家阶段申请和该美国临时申请案以其全文引用方式并入。


[0002]本申请针对于用于将输出光束自雷射或其他光学源耦合至高科技光学系统之输入之设备及方法。

技术介绍

[0003]雷射及发光二极管(LED)可提供在可用于高科技光学系统(诸如光学通信系统、生物分析系统、医疗装置、材料处理系统及防空系统)之一或多个可选择波长下之强辐射。来自雷射或LED之输出可经准直或未经准直，且辐射可系脉冲的或连续波。在某些情形中，短光学脉冲(例如，小于大约1奈秒之光学脉冲)可由雷射或LED产生且经提供至高科技光学系统。
[0004]某些高科技光学系统可包含精密光学装置，来自雷射或LED之输出必须耦合至该等精密光学装置。精密光学装置之一项实例系芯片上之整合式光学波导。通常，来自雷射或LED之光束输出之空间模态分布型并不与由波导支援之基本模态(举例而言)之空间模态分布型匹配良好。因此，可需要一或多个光学组件以改良光束之空间模态分布型与光束所耦合之光学系统之接收光学组件之空间模态分布型之间的匹配。

技术实现思路

[0005]某些实施例系关于一种光束整形及操纵总成，该光束整形及操纵总成包括：第一光学组件，其经配置以将输入光束之第一横向光束形状转变为第二光束之第二横向光束形状；第二光学组件，其经配置以使该第二横向光束形状围绕该第二光束之光学轴线旋转；及第三光学组件，其经配置以调整输出光束在目标位置处之第一位置或第一方向角中之一者。
[0006]某些实施例系关于一种将光束自系统之光学源耦合至接收光学组件之方法。该方法可包括如下动作：由光束整形及操纵总成自该光学源接收该光束；用该光束整形及操纵总成将该光束之第一横向光束形状转变为输出光束之第二横向光束形状；用该光束整形及操纵总成将该输出光束定位在该接收光学组件上；及用该光束整形及操纵总成使该第二横向光束形状以可调整方式旋转。
[0007]某些实施例系关于一种用于将辐射光束耦合至设备之光学系统，该光学系统包括：三个旋转致动器；及三个光学组件，其分别耦合至该三个旋转致动器，其中每一旋转致动器具有围绕轴件轴线旋转以使该三个光学组件中之一光学组件移动之驱动轴件，其中该三个旋转致动器之该等轴件轴线基本上平行于同一平面，且其中藉由该三个旋转致动器致
动该三个光学组件会使该光束在三个不同自由度上变更。
[0008]某些实施例系关于一种用于将辐射光束耦合至设备之光学系统，该光学系统包括：第一光学组件，其经支撑在可调整座架中；及第一致动器，其耦合至该可调整座架，其中藉由该第一致动器使该第一光学组件移动会使离开该第一光学组件之离开光束之横向形状及偏振旋转，其中该横向形状及偏振之该旋转系围绕沿着该离开光束居中地伸展之光学轴线。
[0009]某些实施例系关于一种用于变更辐射光束之光学系统，该光学系统可包括：第一光学组件，其由经组态以使该第一光学组件围绕第一轴线旋转之可调整座架支撑；旋转致动器，其具有围绕不平行于该第一轴线之第二轴线旋转之驱动轴件；凸轮臂，其连接至该驱动轴件；轴承，其连接至该凸轮臂；及弯曲表面，其连接至该可调整座架，其中当致动该旋转致动器以使该第一光学组件旋转时该轴承跨越该弯曲表面伸展。
[0010]某些实施例系关于一种光学光束操纵设备，该光学光束操纵设备包括：第一旋转致动器，其经配置以使第一光学窗旋转；第二旋转致动器，其经配置以使第二光学窗旋转；及透镜；其中该第一光学窗之旋转调整光学光束在目标位置处之侧向位置且该第二光学窗之旋转调整该光束在该目标位置处之入射角而不使该侧向位置改变超过10微米。
[0011]某些实施例系关于一种光学光束操纵设备，该光学光束操纵设备包括三个可旋转透明光学窗，该三个可旋转透明光学窗经配置而以三个正交自由度调整来自该光束操纵设备之输出光束之三个参数。
[0012]依据以下说明连同附图可更全面地理解本专利技术教示之前述及其他态样、实施方案、动作、功能性、特征及实施例。
附图说明
[0013]熟习此项技术者将理解，本文中所阐述之各图仅出于图解说明目的。应理解，在某些例项中，本专利技术之各种态样可经展示为放大的以促进对本专利技术之理解。在图式中，相似元件符号贯穿各图一般系指相似特征、功能上类似及/或结构上类似之元件。图式未必按比例绘制，而是重点放在图解说明教示之原理上。图式并非意欲以任何方式限制本专利技术教示之范畴。
[0014]图1
‑
1系根据某些实施例之高科技系统之方块图绘示。
[0015]图1
‑
2绘示根据某些实施例之可由高科技系统中之光学源产生之一连串光学脉冲。
[0016]图1
‑
3绘示可包含于可安装在高科技系统内之芯片上之并行反应室之实例。根据某些实施例，可经由由接近每一室形成之光侦测器所侦测到之一或多个波导及发射光学地激发该等反应室。
[0017]图1
‑
4图解说明在三个不同光学功率下波导中之时间相依损耗。
[0018]图1
‑
5绘示根据某些实施例之整合式反应室、光学波导及时间方格化光侦测器之进一步细节。
[0019]图1
‑
6绘示根据某些实施例之可在反应室内发生之生物反应之实例。
[0020]图1
‑
7绘示具有不同衰变特性之两个不同荧光团之发射机率曲线。
[0021]图1
‑
8绘示根据某些实施例之荧光发射之时间方格化侦测。
[0022]图2
‑
1A绘示根据某些实施例之细长光束至复数个波导之耦合。
[0023]图2
‑
1B绘示根据某些实施例之细长且经旋转光束至复数个波导之耦合。
[0024]图2
‑
2A绘示根据某些实施例之光束整形及操纵模块。
[0025]图2
‑
2B绘示根据某些实施例之安装至在仪器中且加固印刷电路板之底盘之光束整形及操纵模块。
[0026]图2
‑
3绘示根据某些实施例之光束整形及操纵组件之光学细节。
[0027]图2
‑
4绘示根据某些实施例之用于影像旋转棱镜之旋转座架之元件。
[0028]图2
‑
5A绘示根据某些实施例之用于使光学组件旋转之机械连杆。
[0029]图2
‑
5B图解说明包含经工程设计弯曲表面以补偿机械连杆中之非线性之机械连杆之线性化光束位移。
[0030]图2
‑
6绘示根据某些实施例之光学光束至芯片上之光学耦合器之对准。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光束整形及操纵总成，其包括：第一光学组件，其经配置以将输入光束之第一横向光束形状转变为第二光束之第二横向光束形状；第二光学组件，其经配置以使该第二横向光束形状围绕该第二光束之光学轴线旋转；及第三光学组件，其经配置以调整以下各项中之一者：输出光束在目标位置处之第一位置或第一方向角。2.根据权利要求1所述的光束整形及操纵总成，其中该输入光束穿过该第一光学组件高达
±
3mm之位移不改变该第二横向光束形状。3.根据权利要求1所述的光束整形及操纵总成，其中该第一光学组件包括变形棱镜对。4.根据权利要求1所述的光束整形及操纵总成，其进一步包括束集堆，其中该第一光学组件使该输入光束中之光学波长在空间上分开，且该束集堆经定位以自该第一光学组件接收处于第一波长之输出。5.根据权利要求4所述的光束整形及操纵总成，其进一步包括转向镜，该转向镜经配置以接收具有第二波长之该第二光束且将该第二光束引导至该第三光学组件。6.根据权利要求1所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森，
申请(专利权)人：宽腾矽公司，
类型：发明
国别省市：