在激光芯片上3D打印微透鏡可用于小型光譜儀
研究人員利用近紅外單模激光二極管源，即垂直腔面發(fā)射激光器，制造出這樣一個緊湊的氨氣體檢測光學微系統(tǒng)。
 在本研究中，目標工作距離(2mm)處的光斑尺寸確實大于250μm。它應減小到小于100μm，以確保與檢測區(qū)域的最佳耦合。不幸的是，具有較低散度的偏振穩(wěn)定單模VCSEL芯片尚未商業(yè)化。因此，挑戰(zhàn)在于找到一種精確的方法，將準直微透鏡直接集成到已經(jīng)安裝在印刷電路板上的小型VCSEL芯片(200x200x150μm3)上。 在這項發(fā)表在《光學微系統(tǒng)雜志》上的研究中，研究人員證明，雙光子聚合3D打印技術可以在一個步驟中制造出這樣一個微透鏡，而寫入時間僅為5分鐘。為此，他們優(yōu)化了透鏡的設計和制造條件，以獲得足夠的表面質(zhì)量和合適的焦距。  (a) 鏡頭設計。(b) 使用ZEMAX（高斯光束傳播）計算的光束輻照度的空間分布，對于不帶透鏡（上）和帶透鏡（下）的對比，距離為2毫米處的光斑。 激光芯片的光束發(fā)散度可以從14.4°減小到3°，相當于2mm距離處的光束光斑尺寸僅為55μm。他們還從實驗和理論上研究了添加透鏡對器件光譜特性的影響，并提出了一種新的設計來避免調(diào)諧范圍的縮小。 該團隊的工作證明了雙光子聚合3D打印作為一種快速準確的VCSEL后安裝準直技術的途徑，并為開發(fā)可直接集成在便攜式光學傳感系統(tǒng)中的優(yōu)化激光芯片鋪平了道路。 相關鏈接：1. https://phys.org/news/2023-07-rapid-fabrication-polymer-lens-laser.html 2. https://doi.org/10.1117/1.JOM.3.3.033501 |
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