專(zhuān)利名稱(chēng)：多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光光源，具體地說(shuō)是一種多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源。
背景技術(shù)：
紅外半導(dǎo)體激光光源是一種廣泛應(yīng)用于激光測(cè)距、激光制導(dǎo)、光纖通信和激光接收性能檢測(cè)等工程領(lǐng)域的重要光電儀器。其中，為適應(yīng)當(dāng)前不斷擴(kuò)大的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)π阅芨鳟惖募t外半導(dǎo)體激光光源的需求，擁有多種不同發(fā)射波長(zhǎng)和頻譜特性的激光器逐漸成為紅外半導(dǎo)體激光光源的一個(gè)重要研究方向。研制多波長(zhǎng)激光光源最重要的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是一體化問(wèn)題，即如何實(shí)現(xiàn)不同激光光源的發(fā)光器件、驅(qū)動(dòng)模塊、光學(xué)系統(tǒng)以及光機(jī)結(jié)構(gòu)的一體化。目前雖有多波長(zhǎng)激光發(fā)射光源研制成功，但在多波長(zhǎng)發(fā)生器件及其驅(qū)動(dòng)模塊方面尚未實(shí)現(xiàn)一體化。在這些多波長(zhǎng)激光發(fā)射光源中，對(duì)于不同的發(fā)光器件，多是采用分列安裝的方式加以固化，通過(guò)內(nèi)部光學(xué)系統(tǒng)耦合切換的方式，實(shí)現(xiàn)發(fā)射光源的一體化。這樣就不可避免地造成了多波長(zhǎng)激光光源存在體積質(zhì)量大、光程復(fù)雜和發(fā)射效率及發(fā)射精度低下等問(wèn)題。為了達(dá)到便于調(diào)制和優(yōu)化光機(jī)結(jié)構(gòu)的目的，現(xiàn)有激光發(fā)射機(jī)通常是采用LD、LED 等電致發(fā)光器件作為發(fā)射光源。因此，實(shí)現(xiàn)LD、LED發(fā)光器件的多波長(zhǎng)一體化，已經(jīng)成為解決上述問(wèn)題、進(jìn)一步提高多波長(zhǎng)紅外半導(dǎo)體激光光源的集成化和綜合化程度的關(guān)鍵。而實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)一體化的核心問(wèn)題是如何解決在同一襯底的不同位置上，生長(zhǎng)不同材料及厚度 (發(fā)射波長(zhǎng)、發(fā)光焦平面)的半導(dǎo)體外延層，并如何避免多波長(zhǎng)發(fā)射離軸的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源，以解決現(xiàn)有多波長(zhǎng)激光光源存在的發(fā)射精度低和發(fā)射離軸的問(wèn)題。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源，包括有
編碼控制模塊，與集成化驅(qū)動(dòng)電源相接，用于向所述集成化驅(qū)動(dòng)電源發(fā)出對(duì)應(yīng)于四路 LD/LED發(fā)射光源的不同編碼信號(hào)，為上述多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源提供所需的激光光場(chǎng)信息；
集成化驅(qū)動(dòng)電源，分別與所述編碼控制模塊和一體化激光發(fā)射單元相接，用于根據(jù)接收的編碼信號(hào)，向一體化激光發(fā)射單元發(fā)出四路LD/LED發(fā)射光源中某一路LD/LED發(fā)射光源工作所需的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)；
一體化激光發(fā)射單元，分別與所述集成化驅(qū)動(dòng)電源和旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組相接，用于根據(jù)接收的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)四路LD/LED發(fā)射光源中的一路LD/LED發(fā)射光源發(fā)出激光束；在所述一體化激光發(fā)射單元中包含具有0. 86 μ m、0. 9 μ m、1. 06 μ m和1. 55 μ m四種紅外波長(zhǎng)的四路LD/LED發(fā)射光源；旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組，分別與所述一體化激光發(fā)射單元和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相接， 用于將所述一體化激光發(fā)射單元中各路LD/LED發(fā)射光源所發(fā)射的激光束準(zhǔn)直為平行光束；以及
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，與所述旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組相接，用于控制所述旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組旋轉(zhuǎn)定位到所述一體化激光發(fā)射單元中工作的一路LD/LED發(fā)射光源上。所述編碼控制模塊包括固化有包含四路LD/LED發(fā)射光源編碼信息的FPGA集成芯片和與所述FPGA集成芯片相接并輸出編碼信號(hào)的接口電路。該編碼控制模塊是一種基于 FPGA芯片的四路發(fā)射光源編碼控制器，分別為四路LD/LED發(fā)射光源提供TTL電平，經(jīng)過(guò)一個(gè)共享式接口電路，將控制邏輯輸入到集成化驅(qū)動(dòng)電源，從而達(dá)到控制激光光源輸出脈寬的目的。所述一體化激光發(fā)射單元是在GaN正方體襯底的四個(gè)側(cè)面上利用MOCVD工藝生長(zhǎng)出作為四路LD/LED發(fā)射光源的半導(dǎo)體外延層；所述GaN正方體襯底與所述半導(dǎo)體外延層內(nèi)嵌于激光發(fā)射單元封裝結(jié)構(gòu)的中心位置，所述半導(dǎo)體外延層的發(fā)光面位于光學(xué)焦平面的位置上。所述GaN正方體襯底上各半導(dǎo)體外延層的生長(zhǎng)厚度，可根據(jù)一體化激光發(fā)射單元的幾何模型實(shí)現(xiàn)精密控制，從而使各半導(dǎo)體外延層的發(fā)光面位于光學(xué)系統(tǒng)的焦平面位置上， 以保證發(fā)射物鏡組對(duì)所發(fā)射出的各種紅外波長(zhǎng)的激光光束的準(zhǔn)直效果。在所述集成化驅(qū)動(dòng)電源上設(shè)有對(duì)應(yīng)于四路LD/LED發(fā)射光源的四個(gè)控制信號(hào)端和四個(gè)激光光源供電端；所述控制信號(hào)端分別與所述編碼控制模塊相連接，所述四個(gè)激光光源供電端分別連接在所述GaN正方體襯底上的四個(gè)半導(dǎo)體外延層上。集成化驅(qū)動(dòng)電源是一種具有電流任意可調(diào)功能的升壓分壓式集成化驅(qū)動(dòng)電流源，它由一片單芯升壓芯片實(shí)現(xiàn)寬電壓(5 - 15V)到高電壓(60-120V)的升壓，然后基于數(shù)字化PWM方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)的分壓，為四種不同閾值要求的LD/LED半導(dǎo)體外延層提供工作所需的驅(qū)動(dòng)電流。所述旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組包括底座、設(shè)置在所述底座正面偏心位置上、并對(duì)四路LD/LED發(fā)射光源的光束均具有良好發(fā)射準(zhǔn)直效果的發(fā)射物鏡和連接在所述底座背面四角上的滑輪組；所述滑輪組通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相接。步進(jìn)定位式發(fā)射物鏡組是一種對(duì)四路LD/LED發(fā)射光源所發(fā)射出的0. 865 μ m、0. 9 μ m、1. 06 μ m和1. 55 μ m 四種紅外波長(zhǎng)的激光光束均具有良好發(fā)射準(zhǔn)直效果的發(fā)射物鏡系統(tǒng)。該發(fā)射物鏡系統(tǒng)通過(guò)底座背面的滑輪組和傳送帶與步進(jìn)電機(jī)相連，能夠?qū)崿F(xiàn)平面360°的轉(zhuǎn)動(dòng)。由此使得旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組，可以保證在GaN正方體襯底不同位置上的四路LD/LED發(fā)射光源所發(fā)射激光光束的同軸性，從而滿(mǎn)足了多波長(zhǎng)一體化激光光源的精度要求。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置在底座背面的滑輪機(jī)構(gòu)，利用步進(jìn)電機(jī)控制發(fā)射物鏡，可分別旋轉(zhuǎn)至四路LD/LED發(fā)射光源(即四個(gè)半導(dǎo)體外延層)的發(fā)射光軸位置上，從而很好地解決了多波長(zhǎng)激光光束的發(fā)射離軸問(wèn)題。本發(fā)明具有0. 865 μ m (LED)、0. 9 μ m、1. 06 μ m和1. 55 μ m四種發(fā)射波長(zhǎng)和頻率特性，其主要特點(diǎn)是通過(guò)采用新的LD/LED加工工藝，實(shí)現(xiàn)了多種紅外波長(zhǎng)激光光源發(fā)射單元的高度一體化，既減少了不同波長(zhǎng)紅外半導(dǎo)體激光光源的配置，又可使激光發(fā)射機(jī)的體積更小，重量更輕，成本更加低廉，操作更加方便，滿(mǎn)足了綜合光電檢測(cè)及光電設(shè)備驗(yàn)收等實(shí)際工作的使用需要。本發(fā)明的特點(diǎn)是發(fā)射波長(zhǎng)、驅(qū)動(dòng)電路及光學(xué)系統(tǒng)的集成化和自動(dòng)化程度高，發(fā)射效率良好，便于在線檢測(cè)，通用性好，性?xún)r(jià)比高。


圖1是本發(fā)明的原理性結(jié)構(gòu)框圖。圖2是一體化激光發(fā)射單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是一體化激光發(fā)射單元的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是一體化激光發(fā)射單元的正向結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是一體化激光發(fā)射單元構(gòu)成原理的幾何模型圖。圖6是旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組的正面結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組的工作原理示意圖。圖8是旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組的背面結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖。圖10是集成化驅(qū)動(dòng)電源的電原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源包括有編碼控制模塊1、集成化驅(qū)動(dòng)電源2、一體化激光發(fā)射單元3、旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組4和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5 共五個(gè)部分。編碼控制模塊1包括固化有包含四路LD/LED發(fā)射光源編碼信息的FPGA集成芯片 11和輸出編碼信號(hào)的接口電路12 ；接口電路12為T(mén)TL共享式接口電路，其四路輸入端接 FPGA集成芯片11，其輸出端接集成化驅(qū)動(dòng)電源2，向集成化驅(qū)動(dòng)電源2發(fā)出編碼信號(hào)，為多波長(zhǎng)紅外半導(dǎo)體激光光源提供所需的四種激光光場(chǎng)信息。集成化驅(qū)動(dòng)電源2是一種具有電流任意可調(diào)功能的升壓分壓式集成化驅(qū)動(dòng)電流源，可根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的一路LD/LED發(fā)射光源工作。圖10給出了一種單路驅(qū)動(dòng)電源的電路結(jié)構(gòu)。該電路的前級(jí)升壓放大器和場(chǎng)效應(yīng)管共同構(gòu)成一種類(lèi)似雪崩三極管的放電電路，其中控制信號(hào)輸入端IN分別接收四路LD/LED發(fā)射光源的編碼信息，從而控制放大后的前級(jí)供電電壓Vl和各自的LD/LED供電電壓V2的導(dǎo)通與截止，從而使LD/LED 發(fā)射光源輸出相應(yīng)的激光脈沖光束。集成化驅(qū)動(dòng)電源2是由一片單芯升壓芯片實(shí)現(xiàn)寬電壓(5 - 15V)到高電壓 (60-120V)的升壓，然后基于數(shù)字化PWM方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)的分壓，為四種不同閾值要求的 LD/LED半導(dǎo)體外延層提供驅(qū)動(dòng)電流。在集成化驅(qū)動(dòng)電源2上設(shè)有對(duì)應(yīng)于四路LD/LED發(fā)射光源的四個(gè)控制信號(hào)端和四個(gè)激光光源供電端；控制信號(hào)端分別與編碼控制模塊1相連接，四個(gè)激光光源供電端分別連接在GaN正方體襯底31上的四個(gè)半導(dǎo)體外延層32上。集成化驅(qū)動(dòng)電源2的輸出電流任意可調(diào)，能夠?yàn)槎嗖ㄩL(zhǎng)紅外半導(dǎo)體激光光源提供不同的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)。如圖2—圖4所示，一體化激光發(fā)射單元3是在GaN正方體襯底31的四個(gè)側(cè)面上利用MOCVD工藝生長(zhǎng)出作為四路LD/LED發(fā)射光源的半導(dǎo)體外延層32 ；GaN正方體襯底31 與半導(dǎo)體外延層32內(nèi)嵌于激光發(fā)射單元封裝結(jié)構(gòu)33的中心位置，半導(dǎo)體外延層32的發(fā)光面位于光學(xué)焦平面的位置上。制作時(shí)，是根據(jù)一體化激光發(fā)射單元的幾何模型(圖5)，精密控制GaN正方體襯底31上各半導(dǎo)體外延層32的生長(zhǎng)厚度，從而使各發(fā)光面位于光學(xué)系統(tǒng)的焦平面位置，以保證發(fā)射物鏡組對(duì)各波長(zhǎng)光束的準(zhǔn)直效果。
—體化激光發(fā)射單元3是采用便于控制外延層生長(zhǎng)厚度的MOCVD (金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積Metal-organic Chemical Vapor DePosition)工藝，主要以III族元素的有機(jī)化合物和V族元素的氫化物等作為晶體生長(zhǎng)源材料，在GaN正方體襯底31的四個(gè)側(cè)面上分別對(duì)稱(chēng)生長(zhǎng)由III - V族化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體氣相外延層(AWaAs和InGaAsP),從而作為產(chǎn)生0. 865ym(LED)、0. 9μπι、1· 06μπι和1. 55 μ m四種紅外波長(zhǎng)激光光源的bar條。 每個(gè)bar條上的諧振腔的出光端面與GaN正方體襯底31的上表面平行，從而保證四路發(fā)射光束與垂直于一體化激光發(fā)射單元3表面的主光軸保持一致。由圖3、圖4可見(jiàn)，一體化激光發(fā)射單元3采用單元化封裝工藝，將GaN正方體襯底 31、半導(dǎo)體外延層32及其引出端子集成在一個(gè)很小的封裝結(jié)構(gòu)33中，以半導(dǎo)體發(fā)光區(qū)為中心，10個(gè)引出端子以圓周方式均勻?qū)ΨQ(chēng)的分布于封裝結(jié)構(gòu)33的周邊。10個(gè)引出端子分別為四路控制信號(hào)輸入端IN、四路供電電壓輸入端V2、共用前級(jí)放大供電電壓輸入端Vl和地線端。GaN正方體襯底31上各半導(dǎo)體外延層32的生長(zhǎng)厚度，是根據(jù)一體化激光發(fā)射單元的幾何模型實(shí)現(xiàn)精密控制的。如圖5所示， K-^a分別代表一體化激光發(fā)射單元3中的四路LD/LED發(fā)射光源的發(fā)光點(diǎn)，S為發(fā)射光學(xué)
系統(tǒng)的主面上的圓周(即基底表面正方形的內(nèi)切圓)，式一Λ四點(diǎn)位于該圓周上；ζ軸為發(fā)
射光軸，可以沿圓周S在光學(xué)系統(tǒng)主面上作360°轉(zhuǎn)動(dòng)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使Z軸和；J1-A的
發(fā)射光軸重合。在各半導(dǎo)體外延層32的生長(zhǎng)過(guò)程中，必須對(duì)為一舄沿Z軸方向的厚度進(jìn)
行精確控制，從而保證四種波長(zhǎng)的發(fā)光面均位于發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的焦平面位置上。如圖6—圖8所示，旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組4包括一個(gè)正方形的底座41，在底座41 的正面偏心位置上設(shè)置有發(fā)射物鏡42，在底座41的背面四角上分別設(shè)置一個(gè)滑輪，四個(gè)滑輪構(gòu)成滑輪組43，該滑輪組43與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5相接。發(fā)射物鏡42通過(guò)底座41背面的滑輪組43與傳送帶和步進(jìn)電機(jī)相連，能夠?qū)崿F(xiàn)平面360°的轉(zhuǎn)動(dòng)，以對(duì)應(yīng)GaN正方體襯底31上的某一個(gè)半導(dǎo)體外延層32，使對(duì)應(yīng)于四個(gè)半導(dǎo)體外延層32上的0. 865 μ m、0. 9 μ m、 1. 06 μ m和1. 55 μ m四種紅外波長(zhǎng)的激光光束具有良好發(fā)射準(zhǔn)直效果，以此保證在GaN正方體襯底31不同位置上的半導(dǎo)體外延層32所發(fā)激光光束保持同軸性，從而滿(mǎn)足了一體化多波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光光源發(fā)射精度的要求。發(fā)射物鏡42是一種對(duì)0. 865 μ m、0. 9 μ m、1. 06 μ m、 1. 55 μ m四種紅外波長(zhǎng)的光束均具有良好共軸發(fā)射效率的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)。發(fā)射物鏡組4的底座41的尺寸及發(fā)射物鏡42的安裝位置，應(yīng)與半導(dǎo)體外延層32 的生長(zhǎng)位置相對(duì)應(yīng)，從而保證在GaN正方體襯底31不同位置上的半導(dǎo)體外延層32所發(fā)射光束的光軸不偏離。如圖8所示，底座41的轉(zhuǎn)動(dòng)是由步進(jìn)電機(jī)控制的滑輪組機(jī)構(gòu)完成的， 該滑輪組機(jī)構(gòu)包括四個(gè)滑輪、一個(gè)主動(dòng)輪和一條摩擦系數(shù)極大的傳送帶。連接在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的主動(dòng)輪的每次轉(zhuǎn)動(dòng)，均使傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)定長(zhǎng)距離，即令底座41旋轉(zhuǎn)90°，使發(fā)射物鏡42位于某一波長(zhǎng)的發(fā)射光軸上。通過(guò)上述處理措施，即可保證不同位置的激光光束發(fā)射的同軸性。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5的一種電路實(shí)現(xiàn)方式如圖9所示，是由壓發(fā)開(kāi)關(guān)、脈沖發(fā)生器、反饋及保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)芯片和步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成。其中，外置的壓發(fā)開(kāi)關(guān)每按發(fā)一次，就提供步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作的一個(gè)觸發(fā)信號(hào)；控制芯片包括脈沖發(fā)生器和反饋及保護(hù)電路兩部分，用于提供步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的控制脈沖信號(hào)；驅(qū)動(dòng)芯片用于提供驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖電流，與步進(jìn)電機(jī)直接耦合。 本發(fā)明的系統(tǒng)流程是編碼控制模塊1根據(jù)四種不同激光光源的編碼特征，提供包含相應(yīng)激光光場(chǎng)信息的四種數(shù)字編碼信號(hào)，該數(shù)字編碼信號(hào)經(jīng)接口電路12輸入到集成化驅(qū)動(dòng)電源2中，使集成化驅(qū)動(dòng)電源2輸出能夠滿(mǎn)足激光光源驅(qū)動(dòng)要求的電脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 控制在同一正方體襯底31上生長(zhǎng)的四個(gè)半導(dǎo)體外延層32 (即一體化激光發(fā)射單元3上的四個(gè)激光二極管的PN結(jié))，對(duì)應(yīng)發(fā)射出0. 865 μ m(LED)、0. 9 μ m、1. 06 μ m或1. 55 μ m這四種紅外波長(zhǎng)的脈沖激光光束。對(duì)上述四種紅外波長(zhǎng)的激光脈沖具有較高發(fā)射效率的旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組4，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5的控制，使其能夠在光學(xué)系統(tǒng)所在主面內(nèi)360° 轉(zhuǎn)動(dòng)，每次旋轉(zhuǎn)90°，使旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組4上的發(fā)射物鏡42對(duì)準(zhǔn)某個(gè)波長(zhǎng)的LD/LED 發(fā)射光源的發(fā)射光軸，從而對(duì)該波長(zhǎng)的脈沖激光光束進(jìn)行準(zhǔn)直和發(fā)射。
權(quán)利要求
1.一種多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源，其特征是，包括有編碼控制模塊(1)，與集成化驅(qū)動(dòng)電源(2)相接，用于向所述集成化驅(qū)動(dòng)電源(2)發(fā)出對(duì)應(yīng)四路LD/LED發(fā)射光源的不同編碼信號(hào)，為上述多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源提供所需的激光光場(chǎng)信息；集成化驅(qū)動(dòng)電源(2)，分別與所述編碼控制模塊(1)和一體化激光發(fā)射單元(3)相接， 用于根據(jù)接收的編碼信號(hào)，向一體化激光發(fā)射單元(3)發(fā)出四路LD/LED發(fā)射光源中某一路 LD/LED發(fā)射光源工作所需的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)；一體化激光發(fā)射單元(3)，分別與所述集成化驅(qū)動(dòng)電源(2)和旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組 (4)相接，用于根據(jù)接收的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)四路LD/LED發(fā)射光源中的一路LD/LED發(fā)射光源發(fā)出激光束；在所述一體化激光發(fā)射單元(3)中包含具有0. 86 μ m、0. 9 μ m、1. 06 μ m和 1. 55 μ m四種紅外波長(zhǎng)的四路LD/LED發(fā)射光源；旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組(4)，分別與所述一體化激光發(fā)射單元(3)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(5)相接，用于將所述一體化激光發(fā)射單元(3)中各路LD/LED發(fā)射光源所發(fā)射的激光束準(zhǔn)直為平行光束；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(5)，與所述旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組(4)相接，用于控制所述旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組(4)旋轉(zhuǎn)定位到所述一體化激光發(fā)射單元(3)中工作的一路LD/LED發(fā)射光源上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源，其特征是，所述編碼控制模塊(1)包括固化有包含四路LD/LED發(fā)射光源編碼信息的FPGA集成芯片(11)和與所述 FPGA集成芯片(11)相接并輸出編碼信號(hào)的接口電路(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源，其特征是，所述一體化激光發(fā)射單元(3)是在GaN正方體襯底(31)的四個(gè)側(cè)面上利用MOCVD工藝生長(zhǎng)出作為四路LD/LED發(fā)射光源的半導(dǎo)體外延層(32)；所述GaN正方體襯底(31)與所述半導(dǎo)體外延層 (32)內(nèi)嵌于激光發(fā)射單元封裝結(jié)構(gòu)(33)的中心位置，所述半導(dǎo)體外延層(32)的發(fā)光面位于光學(xué)焦平面的位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源，其特征是，在所述集成化驅(qū)動(dòng)電源(2)上設(shè)有對(duì)應(yīng)于四路LD/LED發(fā)射光源的四個(gè)控制信號(hào)端和四個(gè)激光光源供電端；所述控制信號(hào)端分別與所述編碼控制模塊(1)相連接，所述四個(gè)激光光源供電端分別連接在所述GaN正方體襯底(31)上的四個(gè)半導(dǎo)體外延層(32)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源，其特征是，所述旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組(4)包括底座(41)、設(shè)置在所述底座(41)正面偏心位置上的發(fā)射物鏡(42) 和連接在所述底座(41)背面四角上的滑輪組(43)；所述滑輪組(43)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(5)相接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多波長(zhǎng)一體化紅外半導(dǎo)體激光光源，其結(jié)構(gòu)包括有編碼控制模塊1、集成化驅(qū)動(dòng)電源2、一體化激光發(fā)射單元3、旋轉(zhuǎn)定位式發(fā)射物鏡組4和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)5等五個(gè)部分。本發(fā)明具有0.865μm、0.9μm、1.06μm和1.55μm四種發(fā)射波長(zhǎng)和頻率特性，其主要特點(diǎn)是通過(guò)采用新的LD/LED加工工藝，實(shí)現(xiàn)了多種紅外波長(zhǎng)激光光源發(fā)射單元的高度一體化，既減少了不同波長(zhǎng)紅外半導(dǎo)體激光光源的配置，又可使激光發(fā)射機(jī)的體積更小，重量更輕，成本更加低廉，操作更加方便，滿(mǎn)足了綜合光電檢測(cè)及光電設(shè)備驗(yàn)收等實(shí)際工作的使用需要。本發(fā)明集成化和自動(dòng)化程度高，發(fā)射效率良好，便于在線檢測(cè)，通用性好，性?xún)r(jià)比高。
文檔編號(hào)H01S5/10GK102354907SQ20111028062
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者侯章亞, 劉寶華, 劉羽翔, 薛明晰, 陳志斌 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍總裝備部軍械技術(shù)研究所