[发明专利]宽范围可调谐扫频源

说明书

一种高速、单模、高功率、可靠且可制造的波长可调谐光源，该波长可调谐光源可操作地发射波长可调谐辐射，所述波长可调谐辐射包含在约950nm与约1150nm之间的波长跨度内的波长范围中，该波长可调谐光源包括竖直腔激光器(VCL)，VCL具有增益区域，所述增益区域包括包含铟、镓和砷的至少一个压缩应变的量子阱。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月15日提交的当前未决的美国临时专利申请No.61/793,730的优先权，美国临时专利申请No.61/793,730的全部公开内容通过参引并入本文。

联邦政府资助的研究或开发的声明

本发明是在NIH资助R44CA101067和R44EY022864下做出的。美国政府在该发明中享有一定权利。

技术领域

本发明总体上涉及光学相干断层扫描技术和可调谐激光器。

背景技术

光学相干断层扫描技术(OCT)是用于样本的在样本表面下方的高分辨率深度显像的技术。近年来，扫频源光学相干断层扫描技术(SSOCT)具有经证实的优异的成像速度、成像范围和图像质量。SSOCT系统的关键技术元件是波长扫频激光源。已经证实了MEMS可调谐竖直腔激光器(MEMS-VCL)对于在1300nm和1050nm下进行SSOCT是重要关键的波长扫频源，正如例如在(I.Grulkowski,J Liu,B.Potsaid,V.Jayaraman,CD.Lu,J.Jiang,A.E.Cable,J.S.Duker,and J.G.Fujimoto,“Retinal,anterior segment,and full-eye imagingusing ultra-high speed swept source OCT with vertical cavity surface-emittinglasers(使用带竖直腔表面发射激光器的超高速扫频源OCT的视网膜、眼睛前部和全眼成像)”Biomedical Optics Express(生物医学光学快报)，第3卷,第11期,2733-2751页)中描述的。对于商业上可行的SS-OCT系统，基于1050nm VCL的扫频源必须提供基本上在宽的调谐范围内的单一纵向模式、单一横向模式以及单一偏振模式的操作，该扫频源在数百kHz频率内扫频数千亿个循环，为SSOCT成像提供足够的输出功率，并且是可制造的和长期可靠的。

根据前述内容，显然需要的是这样一种MEMS-VCL，该MEMS-VCL在1050nm时满足SS-OCT系统的调谐范围、速度、相干长度、以及输出功率需求，并且是可制造的和长期可靠的。

发明内容

本发明提供了基于可调谐的1050nm的VCL的高速、单模、高功率、可靠且可制造的扫描激光光源的多个优选的、备用可制造的并且可靠的实施方式。

一个实施方式提供了一种波长可调谐光源，所述波长可调谐光源可操作地发射波长可调谐辐射，所述波长可调谐辐射包含在约950nm与约1150nm之间的波长跨度内的波长范围中，所述波长可调谐光源包括竖直腔激光器(VCL)，所述VCL具有增益区域，所述增益区域包括包含铟、镓和砷的至少一个压缩应变的量子阱，所述竖直腔激光器还包括包含第一镜面的第一部分，包含第二镜面的第二部分，所述第二镜面由支撑结构贴附至包含柔性膜的机械结构，在所述第二部分与所述第一部分之间的可调节空气隙，用于将电子和空穴注入所述增益区域的第一装置，用于调节所述空气隙的第二装置，以及用于获得基本上在所述波长可调范围中单纵向模式操作和单横向模式操作的第三装置，其中，所述增益区域的室温光致发光峰值波长大于约20nm并且小于所述波长可调激光器的最大工作波长。