多芯片激光管及激光束生成方法與流程

本發明涉及一種激光管和一種生成激光束的和方法，更具體地涉及多芯片激光管和生成具有可變顏色和可控強度的激光束的方法。

背景技術：

激光具有許多科學，軍事，醫學和商業應用。隨著連續波激光發射技術的日益成熟，激光技術的應用也越來越廣泛，如照明，特殊效果光照，視頻圖像形成和投影等。

照明，光照，圖像投影等應用的一個基本要素是產生一顏色和強度均可變的激光束。對于激光圖像投影，激光束的顏色和強度需能夠快速精確地變化。此外，激光束應有高度空間，時間和相位相干性，以確保高保真的視頻圖像投影。對于全息圖像投影，激光束也應有相位相干性。

為生成一精確且顏色和強度可變可控的激光束，一般需要多個不同顏色的激光管，以產生多個激光束，調整所述激光管的功率水平，將多個激光管生成的多個激光束組合成一復合激光束。將多個激光管生成的多個激光束組合成一復合激光束，需精準調校多個激光發射器及多個激光束光路中透鏡和反射鏡的位置和方向。此外，為確保復合激光束的高相干性，需要精確計算和校準多個激光束通過透鏡和反射鏡的光程。因此，組裝一個能滿足此類條件的復合激光束裝置是一個微妙細致的過程，需要高度技能和經驗，且非常耗時。此外，一個用于將多個激光束組合為一個復合激光束的激光膜組，含有多個激光管及光學元件，對于很多應用而言，如帶有視頻圖像投影功能的智能手機等便攜手提式電子設備，激光模塊一體化的設備體積和重量往往都過于龐大。

因此，具備一個多色激光束生成的設備和方法是有益的。激光設備力求簡單且小巧，以便組裝為一款輕便的電子儀器，如帶有視頻圖像投影功能的智能手機。如果所述方法能夠控制激光束的顏色和強度，也是有益的。激光設備在不同條件下具有可靠性和持久使用壽命將是另一優勢。

技術實現要素：

本發明的一宗旨是提供一激光管，其所生成激光束顏色和光強可變。本發明的另一宗旨是提供一激光管，其所生成激光束具有高度相干性。

根據本發明一特征，一激光管包括：一底座包括一第一主表面和一第二主表面，彼此相對；一光學透明體連接于所述底座具有：一第一多變形面；一第二多邊形面全等并平行于所述第一多邊形面；一第一矩形面垂直于并連接所述第一多邊形面和第二多邊形面；一第二矩形面平行于所述第一矩形面并臨近所述底座所述第一主表面；一第三矩形面垂直于并連接所述第一多邊形面和第二多邊形面；及一第四矩形面與所述第三矩形面相對，并垂直于所述第二矩形面；一第一激光芯片設置于所述光學透明體所述第二矩形面，設定為發射一第一激光束，并包含一激光二極管引線，一光電二極管引線，及一公共引線；一第二激光芯片設置于所述光學透明體所述第二矩形面，設定為發射平行于所述第一激光束的一第二激光束，并包含一激光二極管引線，一光電二極管引線，及一公共引線；一第一膜設置于所述光學透明體內，位于所述第一激光束的一光路上，所述第一膜對射至其面向所述第一激光芯片的第一側的光具有反射性；及一第二膜平行于所述第一膜，設置于所述光學透明體內，并位于所述第二激光束的一光路上，所述第二膜對射至其面向所述第二激光芯片的第一側的光具有反射性，對射至其與第一側相反的第二側的光具有透射性；一第一激光驅動觸點位于所述底座所述第二主表面上，并耦合于所述第一激光芯片所述激光二極管引線；一第二激光驅動觸點位于所述底座所述第二主表面上，并耦合于所述第二激光芯片所述激光二極管引線；及一接地觸點位于所述底座所述第二主表面上，并耦合于所述第一激光芯片和所述第二激光芯片所述公共引線。

根據本發明另一特征，激光管還包括：一第一光電二極管觸點位于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第一激光芯片所述光電二極管引線；及一第二光電二極管觸點位于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第二激光芯片所述光電二極管引線。

根據本發明另一特征，所述第一膜設定為反射所述第一激光束以產生一第一反射激光束；及所述第二膜設定為透射所述第一反射激光束并反射所述第二激光束以產生與所述第一反射激光束重合的一第二反射激光束。

根據本發明另一特征，所述第一激光束和所述第一反射光束在所述光學透明體的一光程長度與所述第二激光束和所述第二反射光束在所述光學透明體的一光程長度相等。

根據本發明另一特征，激光管還包括：一第三激光芯片設置于所述光學透明體所述第二矩形面，設定為發射平行于所述第二激光束的一第三激光束，并包含一激光二極管引線，一光電二極管引線，及耦合于所述底座所述第二主表面上所述接地觸點的一公共引線；一第三膜平行于所述第二膜，設置于所述光學透明體內，并位于所述第三激光束的一光路上，所述第三膜對射至其面向所述第三激光芯片的第一側的光具有反射性，對射至其與第一側相反的第二側的光具有透射性；及一第三激光驅動觸點位于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第三激光芯片所述激光二極管引線。

根據本發明另一特征，激光管還包括：一第一光電二極管觸點位于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第一激光芯片所述光電二極管引線；一第二光電二極管觸點位于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第二激光芯片所述光電二極管引線；及一第三光電二極管觸點位于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第三激光芯片所述光電二極管引線。

根據本發明另一特征，所述第一膜設定為反射所述第一激光束以產生一第一反射激光束；所述第二膜設定為透射所述第一反射激光束并反射所述第二激光束以產生與所述第一反射激光束重合的一第二反射激光束；及所述第三膜設定為透射所述第一反射激光束和第二反射激光束并反射所述第三激光束以產生與所述第一反射激光束和所述第二反射激光束重合的一第三反射激光束。

根據本發明另一特征，所述第一激光束和所述第一反射激光束在所述光學透明體中具有第一光程長度；所述第二激光束和所述第二反射激光束在所述光學透明體中具有第二光程長度；所述第三激光束和所述第三反射激光束在所述光學透明體中具有第三光程長度；及所述第一光程長度，所述第二光程長度，和所述第三光程長度彼此相等。

根據本發明另一特征，所述第一膜還設定為透射所述第一激光束中一部分以產生一第一透射激光束；所述第二膜還設定為透射所述第二激光束中一部分以產生一第二透射激光束；所述第三膜還設定為透射所述第三激光束中一部分以產生一第三透射激光束；及所述激光管還包括：一第一光傳感器設置于所述光學透明體所述第一矩形面，并位于所述第一透射激光束的一光路上；一第二光傳感器設置于所述光學透明體所述第一矩形面，并位于所述第二透射激光束的一光路上；一第三光傳感器設置于所述光學透明體所述第一矩形面，并位于所述第三透射激光束的一光路上；一第一傳感器觸點設置于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第一傳感器；一第二傳感器觸點設置于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第二傳感器；及一第三傳感器觸點設置于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第三傳感器。

根據本發明另一特征，所述光學透明體的所述第三矩形面與其所述第二矩形面成四十五度角；所述第一膜通過一鍍膜工藝設置于所述光學透明體所述第三矩形面；及所述第二膜和所述第三膜通過一植入工藝設置于所述光學透明體內。

根據本發明另一特征，所述光學透明體所述第三矩形面垂直于其所述第二矩形面；及所述第一膜，所述第二膜和所述第三膜通過一植入工藝形成于所述光學透明體內，并分別與其所述第二矩形面成四十五度角。

根據本發明另一特征，激光管還包括：一第四激光芯片設置于所述光學透明體所述第二矩形面，設定為發射平行于所述第三激光束的一第四激光束，并包含一激光二極管引線，一光電二極管引線，及一耦合于所述接地觸點的公共引線；一第五激光芯片設置于所述光學透明體所述第二矩形面，設定為發射平行于所述第四激光束的一第五激光束，并包含一激光二極管引線，一光電二極管引線，及一耦合于所述接地觸點的公共引線；一第四膜平行于所述第三膜，設置于所述光學透明體內，并位于所述第四激光束一光路上，所述第四膜對射至其面向所述第四激光芯片的第一側的光具有反射性，對射至其與第一側相反的第二側的光具有透射性；一第五膜平行于所述第四膜，設置于所述光學透明體內，并位于所述第五激光束一光路上，所述第五膜對射至其面向所述第五激光芯片的第一側的光具有反射性，對射至其與第一側相反的第二側的光具有透射性；一第四激光驅動觸點位于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第四激光芯片所述激光二極管引線；及一第五激光驅動觸點位于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第五激光芯片所述激光二極管引線。

根據本發明另一特征，激光管還包括：一第一光電二極管觸點設置于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第一激光芯片所述光電二極管引線；一第二光電二極管觸點設置于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第二激光芯片所述光電二極管引線；一第三光電二極管觸點設置于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第三激光芯片所述光電二極管引線；一第四光電二極管觸點設置于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第四激光芯片所述光電二極管引線；及一第五光電二極管觸點設置于所述底座所述第二主表面，并耦合于所述第五激光芯片所述光電二極管引線。

根據本發明另一特征，所述第一膜設定為反射所述第一激光束以產生一第一反射激光束；所述第二膜設定為透射所述第一反射激光束并反射所述第二激光束以產生與所述第一反射激光束重合的一第二反射激光束；所述第三膜設定為透射所述第一反射激光束和第二反射激光束并反射所述第三激光束以產生與所述第一反射激光束和所述第二反射激光束重合的一第三反射激光束；所述第四膜設定為透射所述第一反射激光束，所述第二反射激光束，和所述第三反射激光束并反射所述第四激光束以產生與所述第一反射激光束，所述第二反射激光束，和所述第三反射激光束重合的一第四反射激光束；所述第五膜設定為透射所述第一反射激光束，所述第二反射激光束，所述第三反射激光束，和所述第四反射激光束并反射所述第五激光束以產生與所述第一反射激光束，所述第二反射激光束，所述第三反射激光束，和所述第四反射激光束重合的一第五反射激光束；所述第一激光束和所述第一反射激光束在所述光學透明體中具有第一光程長度；所述第二激光束和所述第二反射激光束在所述光學透明體中具有第二光程長度；所述第三激光束和所述第三反射激光束在所述光學透明體中具有第三光程長度；所述第四激光束和所述第四反射激光束在所述光學透明體中具有第四光程長度；所述第五激光束和所述第五反射激光束在所述光學透明體中具有第五光程長度；及所述第一光程長度，所述第二光程長度，所述第三光程長度，所述第四光程長度，和所述第五光程長度彼此相等。

根據本發明另一特征，所述第一激光束有一第一頻率和一第一幾何長度；所述第二激光束有所述第一頻率和長于所述第一幾何長度的一第二幾何長度；所述第三激光束有高于所述第一頻率的一第二頻率和一第三幾何長度；所述第四激光束有所述第二頻率和長于所述第三幾何長度的一第四幾何長度；及所述第五激光束有高于所述第二頻率的一第三頻率。

根據本發明另一特征，所述第一，第二，第三，第四，和第五膜還設定為分別部分透射所述第一，第二，第三，第四，和第五激光束以分別產生第一，第二，第三，第四，和第五透射激光束。

根據本發明另一特征，所述的激光管還包括：第一，第二，第三，第四，和第五傳感器分別設置于所述第一，第二，第三，第四，和第五透射激光束的相應光路上；第一，第二，第三，第四，和第五傳感器觸點設置于所述底座所述第二主表面，并分別耦合于對應所述第一，第二，第三，第四，和第五傳感器。

根據本發明另一特征，所述光學透明體所述第三矩形面與所述第二矩形面成四十五度角；所述第一膜通過一鍍膜工藝設置于所述光學透明體的所述第三矩形面上；及所述第二膜，所述第三膜，所述第四膜，和所述第五膜通過一植入工藝形成于所述光學透明體內。

根據本發明另一特征，所述光學透明體還包含一第五矩形面垂直于并連接所述第一和第二多邊形面，垂直于所述第二矩形面，并連接所述第二和第三矩形面。

根據本發明另一特征，所述光學透明體所述第三矩形面垂直于其所述第二矩形面；及所述第一膜，所述第二膜，所述第三膜，所述第四膜，和所述第五膜通過一植入工藝設置于所述光學透明體內并與其所述第二矩形面成四十五度角。

本發明的另一宗旨是提供一結構簡單，易于組裝的激光管，其所生成激光束顏色和光強可變。

根據本發明另一特征，一激光管包括：一第一透明平行六面體具有：第一和第二平行四邊形面彼此全等和平行；第一和第二矩形面彼此全等和平行并垂直于所述第一和第二平行四邊形面；及第三和第四矩形面彼此全等和平行，垂直于所述第一和第二平行四邊形面，與所述第二矩形面成四十五度角；一第一激光芯片設置于所述第一透明平行六面體所述第二矩形面，并包含一激光二極管引線，一光電二極管引線，和一公共引線；一第一膜設置于所述第一透明平行六面體所述第三矩形面上，并在所述第一激光芯片發射的一激光束光路上，所述第一膜對射至其面向所述第一激光芯片第一側的光具有反射性；一第二透明平行六面體包含：第一和第二平行四邊形面彼此全等和平行；第一和第二矩形面彼此全等和平行并垂直于所述第一和第二平行四邊形面；一第三矩形面垂直于所述第一和第二平行四邊形面，與所述第二矩形面成四十五度角，并與所述第一透明平行六面體所述第四矩形面接觸；及一第四矩形面全等和平行于所述第三矩形面；一第二激光芯片設置于所述第二透明平行六面體所述第二矩形面，并包含一激光二極管引線，一光電二極管引線，和一公共引線；一第二膜設置于所述第二透明平行六面體所述第三矩形面上，并在所述第二激光芯片發射的一激光束光路上，所述第二膜對射至其面向所述第二激光芯片的第一側的光具有反射性，對射至其與第一側相反的第二側的光具有透射性；一透明五面體包含：第一和第二三角形面彼此全等和平行；一第一矩形面垂直于所述第一和第二三角形面，并與所述第二透明平行六面體所述第四矩形面接觸；一第二矩形面垂直于所述第一和第二三角形面，并與所述第一矩形面成四十五度角；及一第三矩形面垂直于所述第一和第二三角形面，并垂直于所述第二矩形面；一第三激光芯片設置于所述透明五面體所述第二矩形面，并包含一激光二極管引線，一光電二極管引線，和一公共引線；一第三膜設置于所述透明五面體所述第一矩形面上，并在所述第三激光芯片發射的一激光束光路上，所述第三膜對射至其面向所述第三激光芯片的第一側的光具有反射性，對射至其與第一側相反的第二側的光具有透射性；一底座包含一第一主表面固定于所述第一和第二透明平行六面體和所述透明五面體所述第二矩形面上，和一第二主表面與所述第一主表面相對；第一，第二，和第三激光驅動觸點位于所述底座所述第二主表面，并分別耦合于所述第一，第二，第三激光芯片所述激光二極管引線；及一公共觸點設置于所述底座所述第二主表面上，并耦合于所述第一，第二和第三激光芯片所述公共引線。

根據本發明另一特征，激光管還包括第一，第二和第三激光傳感觸點，設置于所述底座所述第二主表面，并分別耦合于所述第一，第二，和第三激光芯片所述光電二極管引線。

根據本發明另一特征，所述第一透明平行六面體的所述第二矩形面，所述第二透明平行六面體的所述第二矩形面，和所述透明五面體的的所述第二矩形面中各有一凹陷，以分別容納相應所述第一激光芯片，所述第二激光芯片，和所述第三激光芯片。

根據本發明另一特征，所述第一激光芯片包括一紅色激光芯片；所述第二激光芯片包括一綠色激光芯片；及所述第三激光芯片包括一藍色激光芯片。

根據本發明另一特征，所述第一膜，所述第二膜，和所述第三膜通過一鍍膜工藝形成。

本發明的另一宗旨是提供一種復合激光束的生成方法。

根據本發明另一特征，一種生成復合激光束的方法包括：提供一光學透明和無色材料制成的多面體，具有彼此全等并平行的第一多邊形面和第二多邊形面，以及多個垂直于所述第一多邊形面和所述第二多邊形面的矩形面，多個矩形面中的第一矩形面和第二矩形面彼此平行，第三矩形面垂直于所述第二矩形面；形成彼此平行的多個膜于所述多面體內，并與所述多面體所述第二矩形面成四十五度角；校準多個激光芯片發射的多個激光束的方向垂直于所述多面體所述第二矩形面；鍵合所述多面體所述第二矩形面于一底座，以使得多個激光芯片臨近底座一第一主表面；形成多個觸點于所述底座一第二主表面上；及耦合多個觸點于多個激光芯片；驅動所述多個激光芯片發射所述多個激光束；所述多個膜上反射所述多個激光束以產生多個反射光束，彼此互相重合；及多個反射激光束透射穿過所述多面體所述第三矩形面，以產生所述復合激光束。

根據本發明另一特征，形成多個膜于所述多面體內包括通過一植入工藝形成所述多個膜。

根據本發明另一特征，在所述多面體所述第二矩形面校準多個激光芯片發射的多個激光束包括定位所述多個激光芯片于所述多面體所述第二矩形面，以大幅消除所述多面體中所述多個激光束之間的光程差。

根據本發明另一特征，所述的方法還包括檢測所述多個激光束的強度。

根據本發明另一特征，驅動所述多個激光管發射所述多個激光束包括改變通過多個觸點傳輸至所述多個激光芯片的多個驅動信號，從而調整所述復合激光束的顏色和強度。

附圖說明

圖1描述根據本發明一實施例的一激光管的一橫截面視圖；

圖2描述圖1所述根據本發明一實施例所述激光管的一底視圖；

圖3描述根據本發明另一實施例的一激光管中一部分的一橫截面視圖；

圖4描述根據本發明另一實施例的一激光管的一橫截面視圖；

圖5描述根據本發明另一實施例的一激光管的一橫截面視圖；

圖6描述圖5所述根據本發明一實施例所述激光管的一底視圖；

圖7描述根據本發明另一實施例一激光管的一橫截面視圖；

圖8描述圖7所述根據本發明另一實施例所述激光管的一底視圖；及

圖9描述根據本發明一實施例一激光束生成方法的流程圖。

具體實施例

本發明將通過實施例的方式結合附圖予以闡述。在附圖中，各圖中結構或功能相同或相似的元素會使用相同的標號。附圖中元素的尺寸和特點僅以方便闡述為目的。它們并不對本發明的范圍有所界定，且并不一定表示實際尺寸和比例關系。此外，應該理解的是，頂，底，上，下，左，右，前、后、垂直、水平等詞匯只是參照附圖的描述，因此不構成對本發明各類元件的方向或空間關系的任何限制。另外，詳細描述及/或說明書中若出現“本質的”及“本質上”此類詞匯，表示在無外在因素影響或無元件特性變化的情況下，所述元件數值或狀態微乎其微的變化或偏差。

本發明中，一激光管包括多個激光發射元件。所述多個激光發射元件設置為發射多個彼此顏色、頻率或波長不同的激光束。所述激光管還包括多個光學元件將多個激光束組合成一單個復合激光束。本發明提供一生成顏色及強度可調激光束的方法，所生成的激光束同時具有高度空間相干性和高度時間相干性。根據本發明一實施例，本發明還有一種生成高度相位相干性的激光束的方法，應用范圍廣泛，如照明，特殊效果光照，數據傳輸，數據記錄和檢索，視頻圖像投影，全息成像及投影等。

根據本發明一實施例，圖1與圖2分別描述激光管10的橫截面視圖和底視圖。激光管10發射一顏色和強度可變可控的連續激光束37。根據本發明，激光束10可為類似視頻投影，光傳感和激光照明如汽車車燈，室內外照明，特殊效果光照等應用，提供一小巧，精確且高效的光源，

激光管10包括一底座12，優選導熱性材料制成，如氮化鎵(GaN)。一紅色激光芯片22，一綠色激光芯片24，和一藍色激光芯片26設置于底座12的上主表面，并固定于底座12。根據本發明一優選實施例，紅色激光芯片22包括一激光二極管引線32，一光電二極管引線42，和一公共引線52；綠色激光芯片24包括一激光二極管引線34，一光電二極管引線44，和一公共引線54；及，藍色激光芯片26包括一激光二極管引線36，一光電二極管引線46，和一公共引線56。激光管10的激光芯片22,24及26各自的激光二極管引線32,34及36，分別穿透底座12并形成激光驅動觸點72，74和76。其光電二極管引線42,44及46分別穿透底座12并形成感應觸點82，84及86。其公共引線52，54及56連于一起形成一接地觸點98。圖2描述激光管10的底視圖，描述底座12上主表面相反的一底主表面。圖2還特別顯示位于上部作為三個插針的激光驅動觸點72,74和76，位于底部作為三個插針的感應觸點82,84及86，及作為上部和底部之間延長針的公共觸點98。應注意的是，雖然根據本發明一具體實施例，圖2描述激光驅動觸點72,74及76，感應觸點82,84及86，以及接地觸點98的具體分布，它們并不對本發明的范圍有所限定。根據本發明，激光管10的觸點72,74,76,82,84,86及98可能采取其他形式，以便更好地與使用激光管10的各類應用中的其他回路兼容及連接。根據本發明一可選實施例，觸點72,74,76,82,84,86及98包括一個或多個插座。此外，根據本發明，觸點72,74,76,82,84,86及98也可包括導電凸塊。

根據本發明一優選實施例，激光芯片22,24及26相應的激光二極管引線32,34及36的連接點對應底座12上的激光驅動觸點72,74及76，其光電二極管引線42,44及46的連接點對應底座12上的激光感應觸點82,84及86，及，其公共導線52,54及56的連接點與接地觸點98通過引線鍵合連接。根據本發明另一優選實施例，部分引線，如引線32,34,36,42,44和46通過倒裝鍵合工藝耦合于相應觸點，另一部分引線，如引線52,54及56通過引線鍵合工藝耦合于相應觸點。根據本發明及舉例，鍵合步驟214可能包括熱壓鍵合，超聲鍵合，熱超聲鍵合等工藝。

激光管10還包括由一類似石英玻璃的光學透明且無色材質制成的一立方體16。根據本發明一具體實施例，透明體16的兩個不規則四邊形面彼此相對，并與其四個矩形面相接。兩個不規則四邊形面之間的距離定義為透明體16的厚度。圖1描述透明體16的橫截面圖，前后不規則四邊形面彼此相互平行且全等。一頂邊61和一底邊63分別代表透明體16的頂矩形面和底矩形面，彼此平行。一左邊67代表透明體16的左矩形面，與頂邊61及底邊63分別相接并成四十五度角。一右邊69代表透明體16的右矩形面，與其左邊67相對，并分別與頂邊61及底邊63相接。右邊69垂直于頂邊61及底邊63，即右面垂直于頂面及底面。此外，應理解的是，頂、底、左、右、前、后等詞匯僅參照圖1的描述，因此它們不對透明體16的方向有所界定。根據本發明一優選實施例，透明體16的底面67中有三個半球形凹陷，以容納激光芯片22,24及26。

透明體16由左邊67代表的矩形面上有一反射膜62在紅色激光芯片22發射的一紅色激光束21的光路上。優選地，反射膜62具有高反射系數。反光膜62反射紅色激光芯片22發射的紅色激光束21，以生成一反射紅色激光束31。根據本發明，反光膜62可以包括一種銀，鋁，銅或類似材料制成的膜。

透明體16內部設置有一膜64位于綠色激光芯片24發射的一激光束23的光路上，平行于反射膜62,并與底邊63成四十五度角。根據本發明一優選實施例，膜64對射至其左側的光束具有一高透射系數，對射至其面向綠色激光芯片24的右側的光具有高反射系數。根據本發明，膜64可以包括一種銀，鋁，銅或類似材料制成的膜。為提高其對左側入射光的透視率，膜64的左側可以有一抗反射涂層如折射率匹配涂層，單層干涉涂層，多層干涉涂層，蛾眼涂涂層，等。膜64透射反射紅色激光束31并反射綠色激光芯片24發射的綠色激光束23，以生成一反射綠色激光束33。

透明體16內部設置有一膜66位于藍色激光芯片26發射的一激光束25的光路上，平行于反射膜62和64,并與底邊63成四十五度角。根據本發明一優選實施例，膜66對射至其左側的光束具有高透射系數，對射至其面向藍色激光芯片26的右側的光具有高反射系數。根據本發明，膜66可以包括一種銀，鋁，銅或類似材料制成的膜。為提高其對左側入射光的透視率，膜66的左側可以有一抗反射涂層如折射率匹配涂層，單層干涉涂層，多層干涉涂層，蛾眼涂涂層，等。膜66透射反射紅色激光束31和反射綠色激光束33，并反射藍色激光芯片26發射的藍色激光束25，以生成一反射藍色激光束35。

根據本發明一實施例，反射膜62可以通過鍍膜或其它技術施與透明體16的左面。根據本發明一可選實施例，通過一個植入工藝中在透明體16內緊鄰由左邊67代表的左面形成膜62。如圖1所示，透明體16內有膜64和膜66，根據本發明一實例，膜64和66可能涉及一植入工藝。

紅色激光束31，綠色激光束33，和藍色激光束35在膜66右邊重合并通過由右邊69代表的透明體16的右面，從而在透明體16外形成一復合或組合激光束37。為了最大限度地減少或消除激光束37的色散，透明體16的右面最好垂直于反射激光束31，反射激光束33，及反射激光束35。此外，一抗反射涂層(圖1中未顯示)如折射率匹配層，單層干涉膜，多層干涉膜，蛾眼涂層，等，可施于由右邊69代表的透明體16的右面，以進一步減少其對將激光束31,33及35的反射。

此外，可以有3個凹陷、缺口或孔51,53及55設置于圖1所示透明體16的底面69，以分別容納激光二極管芯片22,24及26。凹陷51,53和55的深度定義為激光二極管芯片22,24和26的嵌入深度。因此，調整凹陷51,53及55在透明體16底面的相對位置深度，即可校準透明體16中紅色激光束21和31，綠色激光束23和33，及藍色激光束25和35的光程長度。根據本發明一優選實施例，在實現復合激光束37不同顏色的相位相干性方面，該校準功能較為有益。

根據本發明一優選實施例，激光管10形成過程中透明體16通過粘合劑設置于底座12。根據本發明另一優選實施例，激光管10包含一固定扣或夾具(圖1中未顯示)將透明體16牢牢地固定于底座12。此外，激光管10可以有一蓋子或殼體(圖1中未顯示)與底座12機械耦合于一體，以保護透明體16及激光芯片22,24和26免受潛在危險環境的損害。根據本發明一優選實施例，所述殼體由導熱性材質構成，有助于激光管在操作過程中散熱。

圖3是描述根據本發明另一實施例的激光管10中一部分的一橫截面圖。如圖1所示，激光管10包括一紅色激光芯片22，一綠色激光芯片24，和一藍色激光芯片26，鍵合于底座12(圖3中未顯示，與圖1相似)。不同于圖1中含有一透明體16的激光管10，圖3中的激光管10包括按序排列且相鄰的包括三個多面透明體16R，16G和16B。可用緊固件，支架，和/或光學膠(圖3中未顯示)固定透明體16R，16G及16B使其底面彼此對齊，并連接于底座12。優選地，透明體16R，16G及16B由光學透明、無色、均勻的材質如石英玻璃組成。應理解的是，頂、底、左、右、前、后等詞匯只是參照圖3的描述，因此它們對激光管10的透明體16R，16G及16B的方向不具限定性。

透明體16R為一立方體，更確切地說是一平行六面體，具有彼此相對，平行，且全等的兩平行四邊形面和四個連接兩平行四邊形面的矩形面。兩平行四邊形面之間的距離定義了透明體16R的厚度。圖3描述透明體16R前后平行四邊形面之間的一個橫截面。透明體16R包含由一頂邊61R代表的一頂矩形面和由一底邊63R代表的一底矩形面，彼此相對且平行。透明體16R還包括由左邊67R代表的一左矩形面和由右邊69R代表的右矩形面，并與頂邊61R代表的頂面和底邊63R代表的底面成45°角。根據本發明一優選實施例，一凹陷或缺口51設置于透明體16R的底面63R，以容納紅色激光芯片22。

透明體16R由左邊67R代表的左面設置有一反射膜62，位于紅色激光芯片22發射的一激光束21的光路上。優選地，反射膜62具有高反射系數。根據本發明，反射膜62可以包括一種銀，鋁，銅或類似材料制成的膜。反射膜62反射紅色激光芯片22發射的紅色激光束21，以生成一反射紅色激光束31。舉例而言，膜62可以通過鍍膜或其它技術施與透明體16R的左面。根據本發明一可選實施例，通過一植入工藝在透明體16R內緊鄰由左邊67R代表的左面形成膜62。

透明體16G為一立方體，更確切地說是一平行六面體，具有彼此相對，平行，且全等的兩平行四邊形面和四個連接兩平行四邊形面的矩形面。兩平行四邊形面之間的距離定義了透明體16G的厚度。優選地，透明體16G與透明體16R厚度相同。然而，這種限制并非本發明所需。換言之，透明體16G與透明體16R厚度可以不相同。圖3描述透明體16G的前后平行四邊形面之間的一個橫截面。透明體16G包含由一頂邊61G代表的一頂矩形面和由一底邊63G代表的一底矩形面，彼此平行。透明體16G還包含由一左邊67G代表的一左矩形面和由一右邊69G代表的一右矩形面，彼此平行并分別與頂邊61G代表的頂面和底邊63G代表的底面成45°角。根據本發明一優選實施例，透明體16G由邊61G和63G代表的頂面和底面分別與透明體16R相應由61R和63R代表的頂面和底面對齊。根據本發明一優選實施例，一凹陷或缺口53設置于透明體16G的底邊63G，以容納綠色激光芯片24。

透明體16G由左邊67G代表的左面設置有一膜64位于綠色激光芯片24發射的一激光束23的光路上。優選地，膜64對射至其面向綠色激光芯片24的右側的光具有高反射系數，對射至其左側的光具有高透射系數。根據本發明，膜64可以包括一種銀，鋁或類似材料制成的膜。為提高其對左側入射光的透視率，膜64的左側可以有一抗反射涂層如折射率匹配涂層，單層干涉涂層，多層干涉涂層，蛾眼涂涂層，等。膜64設定為透射反射紅色激光束31并反射綠色激光束23，以生成一反射綠色激光束33。舉例而言，膜64可以通過鍍膜或其它技術施與透明體16G的左面。根據本發明一可選實施例，通過一植入工藝在透明體16G內緊鄰由左邊67G代表的左面形成膜64。

透明體16B為一五面體，具有彼此相對，平行，且全等的兩個等腰直角三角形面。所述兩個三角形面與三個矩形面相連接。兩三角形面之間的距離定義了透明體16B的厚度。優選地，透明體16B與透明體16R和16G厚度相同。然而，這種限制并非本發明所需。換句話說，透明體16B與透明體16R和16G的厚度可以不相同。圖3描述透明體16B前后平行三角形面之間的一橫截面。透明體16B包含一由左邊67B代表的一左矩形面，并同由底邊63B代表的底矩形面連接成四十五度角。其由右邊69B代表的一右側矩形面垂直于所述由底邊63B代表的底矩形面。根據本發明一優選實施例，透明體16B的底面和透明體16G的底面對齊。

激光管10還包括一設置于透明體16B由底邊63B代表的底面的一藍色激光芯片26。根據本發明一優選實施例，透明體16B由底邊63B代表的底面有一凹槽55，以容納藍色激光芯片26。

透明體16B由左邊67B代表的左面上有一膜66在藍色激光芯片26發射的一激光束25的光徑中。優選地，膜66對射至其面向藍色激光芯片26的右側的光具有高反射系數，對射至其左側的光具有高透射系數。根據本發明，膜66可以包括一個銀，鋁或類似材料制成的膜。為提高其對左側入射光的透視率，膜66左側有一抗反射涂層如折射率匹配涂層，單層干涉涂層，多層干涉涂層，蛾眼涂涂層，等。膜66用于透射反射紅激光束31和反射綠激光束33，并反射藍色激光束25以產生一反射藍激光束35。舉例而言，膜66可以通過鍍膜或其它技術施與透明體16B的左面。根據本發明的另一實施例，通過一植入工藝在透明體16B內緊鄰由左邊67B代表的左面形成反射膜66。

在透明體16B中，反射紅色激光束31，反射綠色激光束33，和反射藍色激光束35重合并通過由右邊69B代表的透明體16B的右面，從而在透明體16B外形成一復合或組合激光束37。為了最大限度地減少或消除激光束37的色散，透明體16B的右面最好垂直于紅色激光束31，綠色激光束33，和藍色激光束35。此外，一抗反射涂層(圖2中未顯示)如折射率匹配層，單層干涉膜，多層干涉膜，蛾眼涂層，等，可施于由右邊69B代表的透明體16B的右面，以進一步減少其對激光束31,33和35的反射。

根據本發明一優選實例，激光管10的激光二極管芯片22,24和26鍵合于底座12(圖3未中顯示，但與圖1，圖2類似)。激光芯片22,24和26相應的激光二極管引線32,34和36分別穿透底座12并形成激光驅動觸點72,74及76。光電二極管引線42,44和46分別穿透底座12并形成感應觸點82,84期86。公共引線52,54和56連于一體形成接地觸點98。根據本發明，激光芯片22,24和26的激光二極管引線32,34和36的連接點分別對應底座12上的激光驅動觸點72,74和76，其光電二極管引線42,44和46的連接處對應激光感應觸點82,84和86，公共觸點52,54和56對應接地觸點98，可能涉及引線鍵合，倒裝焊接等工藝。

參考圖1所描述的激光管10包括三個激光芯片22,24和26設置于含有三層膜62,64,和66的單一透明體16，用于反射紅色激光束21，綠色激光束23和藍色激光束25，以生成一復合激光束37。圖1所示的激光管10中的單一透明體16結構更加簡單，易于組裝且更為可靠。至少有膜64和66兩個膜在透明體16內部形成，因此涉及一個植入工藝。參考圖3所描述的激光管10包括組裝在一起的三個透明體16R，16G,和16B，鍵合于底座12。然而，三個膜62，64，和66可形成于相應透明體16R，16G，和16B的右表面。形成如圖3所示的激光管10中的膜62，64和66只需通過一個簡單和成熟的電鍍工藝。

圖4是描述根據本發明一實施例的激光管10的橫截面視圖。激光管10包括一個由光學透明，無色，均質材料，如石英玻璃，構成的透明長方體16，鍵合于底座12。透明體16具有三對矩形面，每一對的兩個矩形面彼此全等且平行。圖4描述透明體16前后矩形面之間的一個橫截面。前后面之間的距離定義為透明體16的厚度。一頂邊61和一底邊63分別代表透明體16的頂面和底面。頂底面之間的距離定義為透明體16的高度或寬度。一左邊67和一右邊69分別代表透明體16的左面和右面。左右面之間的距離定義為透明體16的長度。右邊69垂直于頂邊61和底邊63，即右面垂直于頂面和底面。應理解的是，頂，底，左，右，前和后等詞匯只是參照圖4的描述，因此不構成對激光管10所述透明體16方向的任何限制。

激光管10還包括設置于透明體16由底邊63代表的底面和底座12的一紅色激光芯片22，一綠色激光芯片24，和一藍色激光芯片26。優選地，激光芯片22，24和26是產生連續激光輸出光束的連續發光激光二級管芯片。根據本發明一優選實施例，透明體16由底邊63代表的底面上有三個凹陷或缺口51，53和55，分別容納激光芯片22，24和26。根據一優選實施例，激光芯片22，24，和26的激光束發射孔垂直于透明體16的底面。

根據本發明一優選實例，紅色激光芯片22包含一激光二極管引線32，一光電二極管引線42，和一公共引線52；綠色激光芯片24包含一激光二極管引線34，一光電二極管引線44，和一公共引線54；及，藍色激光芯片26包含一激光二極管引線36，一光電二極管引線46，和一公共引線56。激光芯片22,24和26的激光二極管引線32,34和36分別穿透底座12并形成激光驅動觸點72,74和76，其光電二極管引線42,44和46分別穿透底座12,并形成感應觸點82,84和86，公共引線52,54和56連接于一體形成接地觸點98。

透明體16內，在紅色激光芯片22發射的一紅色激光束21的光徑中有一膜62；在綠色激光芯片24發射的一綠色激光束23的光徑中有一膜64；在藍色激光芯片26發射的一藍色激光束25的光徑中有一膜66。膜62，64和66彼此平行并與底邊63成45°角。優選地，膜62，64和66對射至其面向相應紅色激光芯片22，綠色激光芯片24，和藍色激光芯片26的右側的光具有高反射系數和低透射系數。另外，膜64和66優選地對射至其左側的光具有高透射系數。換言之，膜62，64，和66對射至其右側的光是高反射，而膜64和66對射至其左側的光是高透射。膜62，64和66在透明體16塊內形成。根據本發明一優選實施例，膜62，64，和66通過一植入工藝形成。膜62，64和66可以包括銀，鋁或類似材料制成的膜。為提高其對左側入射光的透視率，膜64和66左側可以有一抗反射涂層如折射率匹配涂層，單層干涉涂層，多層干涉涂層，蛾眼涂涂層，等。

膜62反射紅色激光芯片22發射并入射到其右側的紅色激光束21中一壓倒性主要部分，以形成一反射紅激光束31。紅色激光束21中一小部分，例如百分之二(2％)，透射穿過膜62，形成一透射紅激光束121繼續向透明體16由頂邊61代表的頂面傳播。

膜64反射綠色激光芯片24發射并入射到其右側的綠色激光束23中一壓倒性主要部分，以形成一反射綠激光束33。綠色激光束23中一小部分，例如2％，透射穿過膜64，以形成一透射綠色激光束123繼續向透明體16由頂邊61代表的頂面傳播。此外，傳播到膜64左側的反射紅色激光束31透射穿過膜64與反射綠色激光束33重合。

膜66反射藍色激光芯片26發射并入射到其右側的藍激光束25中一壓倒性主要部分，以形成一反射藍色激光束35。藍色激光束25中一小部分，例如2％，透射穿過膜66，以形成一透射藍色激光束125繼續向透明體16由頂邊61代表的頂面傳播。此外，傳播到膜66左側的反射紅色激光束31和反射綠色激光束33透射穿過膜66與反射藍色激光束35重合。

在膜66右邊，反射紅色激光束31，反射綠色激光束33，和反射藍色激光束35重合并通過由右邊69代表的透明體16的右面，從而在透明體16外形成一復合或組合激光束37。為了最大限度地減少或消除激光束37的色散，透明體16的右面最好垂直于反射紅色激光束31，反射綠色激光束33，和反射藍色激光束35。此外，一抗反射涂層(圖4中未顯示)如折射率匹配層，單層干涉膜，多層干涉膜，蛾眼涂層，等，可施于由右邊69代表的透明體16的右面以進一步減少其對激光束31,33和35的反射。

在一些應用，如視頻圖像投影和三維成像等中，保持高度相位相干性及，高度空間相干性和高度時間相干性，是有益且至關重要的。在這類應用中，應盡量減小甚至消除在復合激光束37的紅色，綠色，和藍色激光之間的光程差。由于一光束的光程長度等該光束的幾何長度乘以介質折射系數，且石英晶體折射系數隨著光頻率變高或光波長變短而增加，當一紅光束與一綠光束在透明體16中有相同幾何長度時，紅光束比綠光束將有一個更短的光程長度。同理，當一綠光束與一藍光束在透明體16中有相同幾何長度時，綠光束比藍光束將有一個更短的光程長度。為了最大限度地減少甚至消除紅，綠，藍激光束之間的光程差，如圖4所示，紅色激光束在透明體16中應有最長的幾何路徑長度，而藍色激光束在透明體16中應有最短的幾何路徑長度。通過調整激光芯片位置可以輕易并精確地確定該激光芯片所發射的激光束在透明體16中的幾何路徑長度。因此，適當定位紅色激光芯片22，綠色激光芯片24，和藍色激光芯片26即可很容易地達到消除紅色，綠色和藍色激光束透明體11塊中的光程差的目的。

激光管10還包括光傳感器芯片122，124和126，設置于頂邊61所代表的透明體16的頂面并分別在相應透射紅色激光束121，透射綠色激光束123，和透射藍色激光束125的光徑上。根據本發明一優選實施例，頂邊61所代表的透明體16的頂面上形成有三個凹陷或切口151，153，和155分別容納光傳感器芯片122，124，和126。舉例而言，光傳感器芯片122，124，和126定位于各自的缺口151，153和155，通過一個光學膠粘結與透明體16。根據本發明一可選實施例，光傳感器芯片122，124，和126安裝在一支撐件或緊固件上(圖4中未顯示)。光傳感器芯片122,124和126分別檢測相應透射激光束121,123和125的強度。所測強度與激光芯片22,24和26發射的相應激光束21,23和25，及相應反射激光束31,33和35的強度成正比例關系。因此，傳感器芯片122,124和126可以感測激光管10的復合激光束37的顏色和強度。

根據本發明一優選實例，紅色激光芯片22包含一激光二極管引線32，一光電二極管引線42，及一公共引線52；綠色激光芯片24包含一激光二極管引線34，一光電二極管引線44，及一公共引線54；及，藍色激光芯片26包含一激光二極管引線36，一光電二極管引線46，及一公共引線56。激光芯片22,24和26的激光二極管引線32,34和36分別穿透底座12并形成激光驅動觸點72,74和76。其光電二極管引線42,44和46分別穿透底座12并形成感應觸點82,84和86。公共引線52,54和56連于一體形成一接地觸點98。

根據本發明一優選實例，傳感器觸點122,124和126有三個光傳感器，如光電二極管。傳感器芯片122包括一第一引線142和一第二引線152；傳感器芯片124包括一第一引線144和一第二引線154；及，傳感器芯片126包括一第一引線146和一第二引線156。根據本發明一具體實施例，舉例而言，第一引線142,144和146分別與傳感器芯片122,124和126中所述光電二極管的正極相連。及，第二引線152,154和156分別與所述光電二極管的負極連接。第一引線142,144和146分別穿透底座12并形成三個新的傳感器觸點(圖4中未顯示)。第二引線152,154和156連于一體形成一公共引線158。根據本發明一優選實例，公共引線158耦合于接地引線98(圖4中未顯示)。

圖5和圖6分別描述根據本發明另一實施例的激光管10的橫截面視圖和底視圖。激光管10包括一底座12和一連接于底座頂主表面的矩形透明體16。根據本發明一優選實施例，底座12由導熱材料構成，如氮化鎵(GaN)。透明體16由光學透明，無色，均質材料如石英玻璃構成。透明體16具有三對矩形面，每一對的兩個矩形面彼此全都且平行。圖5描述透明體16彼此平行且全等的前后矩形面之間的一個橫截面。前后面之間的距離定義為透明體16的厚度。一頂邊61和一底邊63分別代表透明體16的頂面和底面。頂底面之間的距離定義為透明體16的高度或寬度。一左邊67和一右邊69分別代表透明體16的左面和右面。左右面之間的距離定義為透明體16的長度。右邊69垂直于頂邊61和底邊63，表示右面垂直于頂面和底面。應理解的是，頂，底，左，右，前，和后等詞匯只是參照圖5和圖6的描述，因此不構成對激光管10的底座12和透明體16方向的任何限制。

激光管10還包括設置于底座12和透明體16由底邊63代表的底面的兩個紅色激光芯片22a和22b，兩個綠色激光芯片24a和24b，及一個藍色激光芯片26。優選地，激光芯片22a和22b，24a和24b，及26是產生連續激光輸出光束的連續發光激光芯片。根據本發明一優選實施例，紅色激光芯片22a和22b分別設置于由底邊63代表的透明體16的底面中形成的一長隧道或深孔51a和一短隧道或淺孔51b中。同樣地，綠色激光芯片24a和24b分別設置于由底邊63代表的透明體16的底面中形成的一長隧道或深孔53a和一短隧道或淺孔53b中。另外，藍色激光芯片26設置于由底邊63代表的透明體16的底面中形成的一隧道或孔55中。根據本發明的一優選實施例，隧道或孔51a,51b,53a,53b,和55的深度和位置依據為盡量減小或消除各相應激光芯片22a，22b，24a，24b，和26發射的激光束在透明體16中光程差而確定。

透明體16內，膜62a,62b,64a,64b,和66，設置為分別在相應紅色激光芯片22a發射的一紅激光束21a，紅色激光芯片22b發射的一紅激光束21b，綠色激光芯片24a發射的一綠激光束23a，綠色激光芯片24b發射的一綠激光束23b，和藍色激光芯片26發射的一藍激光束25的光路上。膜62a,62b,64a,64b,和66彼此平行并分別與底邊63成45°角。根據一優選實施例，膜62a,62b,64a,64b,和66對入射至其面向相應紅色激光芯片22a和22b，綠色激光芯片24a和24b，和藍色激光芯片26的右側的光具有高反射系數，如大于0.98，和低透射系數。另外，膜62b,64a,64b,和66優選地對入射至其左側的光具有接近于一的透射系數。換言之，膜62a,62b,64a,64b,和66對射至其右側的光是高反射，而膜62b,64a,64b,和66對射至其左側的光是高透射。膜62a,62b,64a,64b,和66在透明體16塊內形成。本發明一優選實施例，膜62a,62b,64a,64b,和66可能通過一植入工藝形成。膜62a,62b,64a,64b,和66可以包括銀，鋁，或類似材料制成的膜。為提高其對左側入射光的透視率，膜62b，64a，64b，和66左側可以有一抗反射涂層如折射率匹配涂層，單層干涉涂層，多層干涉涂層，蛾眼涂涂層，等。

膜62a和62b反射紅色激光芯片22a和22b發射并入射到其右側的紅色激光束21a和21b中一壓倒性主要部分，以形成反射紅色激光束31a和31b。紅色激光束21a和21b中一小部分，例如百分之二(2％)，分別透射穿過膜62a和62b，形成透射紅激光束121a和121b繼續向透明體16由頂邊61代表的頂面傳播。此外，傳播到膜62b左側的反射紅色激光束31a透射穿過膜62b與反射紅色激光束31b重合。

膜64a和64b分別反射綠色激光芯片24a和24b發射并入射到其右側的綠激光束23a和23b中一壓倒性主要部分，以形成反射綠色激光束33a和33b。綠色激光束23a和23b中一小部分，例如2％，分別透射穿過膜64a和64b，以形成透射綠光束123a和123b繼續向透明體16由頂邊61代表的頂面傳播。此外，反射紅色激光束31a和31b傳播到膜64a的左側并透射穿過膜64a與反射綠色激光束33a重合。傳播到膜64b左側的反射紅激光束31a和31b，及反射綠激光束33a透射穿過膜64b與反射綠激光束33b重合。

膜66反射藍色激光芯片26發射并入射到其右側的藍激光束25中一壓倒性主要部分，以形成一反射藍色激光束35。藍色激光束25中一小部分，例如2％，透射穿過膜66，以形成一透射藍色光束125繼續向透明體16由頂邊61代表的頂面傳播。此外，傳播到膜66左側的反射紅激光束31a和31b，及反射綠激光束33a和33b透射穿過膜66與反射藍激光束35重合。

在膜66右邊，反射紅色激光束31a和31b，反射綠色激光束33a和33b，及反射藍色激光束35重合并通過由右邊69代表的透明體16的右面，從而在透明體16外形成一復合或組合激光束37。為了最大限度地減少或消除激光束37的色散，透明體16的右面最好垂直于反射紅色激光束31a和31b，反射綠色激光束33a和33b，及反射藍色激光束35。此外，一抗反射涂層(圖5中未顯示)如折射率匹配層，單層干涉膜，多層干涉膜，蛾眼涂層，等，可施于透明體16的右面以進一步減少其對反射紅激光束31a和31b，反射綠激光束33a和33b，及反射藍激光束35的反射。

激光管10還包括光傳感器122a和122b，124a和124b，及126，設置于頂邊61所代表的透明體16的頂面并分別在相應透射紅色激光束121a和121b，透射綠色激光束123a和123b，及透射藍色激光束125的光徑上。根據本發明一優選實施例中，頂邊61所代表的透明體16的頂面上形成有五個凹陷或切口151a,151b,153a,153b,和155，分別容納光傳感器122a和122b，124a和124b，及126。舉例而言，光傳感器122a和122b，124a和124b，及126定位于各自的缺口151a和151b,153a和153b,及155，通過一個光學膠粘結于透明體16。根據本發明的另一實施例，光傳感器122a和122b，124a和124b，及126通過一支撐件或緊固件(圖5中未顯示)安裝于透明體16。

光傳感器122a和122b，124a和124b，及126分別檢測相應透射激光束121a和121b，123a和123b，及125的強度。所測強度與激光芯片22a和22b，24a和24b，及26發射的相應激光束21a和21b，23a和23b，及25，及相應反射激光束31a和31b，33a和33b，及35的強度成正比例關系。因此，傳感器122a和122b，124a和124b，及126可以感測激光管10的的復合激光束37的顏色和光強。

根據本發明一優選實施例，紅色激光芯片22a包含一激光二極管引線32a，一光電二極管引線42a，及一公共引線52a；紅色激光芯片22b包含一激光二極管引線32b，一光電二極管引線42b，及一公共引線52b；綠色激光芯片24a包含一激光二極管引線34a，一光電二極管引線44a，及一公共引線54a；綠色激光芯片24b包含一激光二極管引線34b，一光電二極管44b，及一公共引線54b；及，藍色激光芯片26包含一激光二極管引線36，一光電二極管引線46，及一公共引線56。根據本發明一優選實施例，傳感器芯片122a，122b，124a，124b和126有五個光傳感器，如，光電二極管。傳感器芯片122a包含一第一引線142a和一第二引線152a；傳感器芯片122b包含一第一引線142b和一第二引線152b；傳感器芯片124a包含一第一引線144a和一第二引線154a；傳感器芯片124b包含一第一引線144b和一第二引線154b；及，傳感器芯片126包含一第一引線146和一第二引線156。

參考圖5和圖6,激光芯片22a,22b,24a,24b和26的激光二極管引線32a,32b,34a,34b和36分別穿透底座12并形成激光驅動觸點72a,72b,74a,74b和76。其光電二極管引線42a,42b,44a,44b和46分別穿透底座12并形成光電二極管觸點82a,82b,84a,84b和86。傳感器芯片122a,122b,124a,124b和126的第一引線142a,142b,144a,144b和146分別穿透底座12，并形成傳感器觸點182a,182b,184a,184b和186。其激光二極管公共引線52a,52b,54a,54b和56連于一體形成一公共激光二極管引線58。第二引線152a,152b,154a,154b和156連于一體形成一公共傳感器引線158。公共激光二極管引線58和公共傳感器引線158連于一體(圖5中未顯示)并穿透底座12形成一接地觸點98。根據本發明，激光芯片22a,22b,24a,24b和26的激光二極管引線32a,32b,34a,34b和36的連接點對應于底座12上的激光驅動觸點72a,72b,74a,74b和76，光電二極管42a,42b,44a,44b和46的連接點對應底座上激光感應觸點82a,82b,84a,84b和86，傳感器芯片122a,122b,124a,124b,和126的第一引線142a,142b,144a,144b和146的連接點，對應底座上的傳感器觸點182a,182b,184a,184b和186，及，公共引線52a,52b,54a,54b和56的連接點及傳感器芯片122a,122b,124a,124b,和126，第二引線152a,152b,154a,154b,和156對應底座12上的接地觸點98，可能涉及引線鍵合，倒樁焊接等或多種鍵合相結合的工藝。

圖6描述激光管10的一底視圖，顯示底座12所述頂主表面(如圖5所示)相對的一底主表面。圖6描述設置于第一排作為五個插針的激光驅動觸點72a,72b,74a,74b和76，第二排作為五個插針的光電二極管觸點82a,82b,84a,84b和86，第三排作為五個插針的傳感器觸點182a,182b,184a,184b和186，及，作為延長針位于底座12上的接地觸點98。應注意的是，根據本發明一具體實施例，雖然圖6描述激光管10所述觸點的一具體分布，但并不構成對本發明范圍的任何限制。根據本發明，底座12上的觸點72a,72b,74a,74b,76,82a,82b,84a,84b,86,182a,182b,184a,184b,186,和98可能采取其他形式，以便更好地與使用激光管10的各類應用中的其他回路兼容及連接。

圖7和圖8分別描述根據本發明另一實施例的激光管10的橫截面視圖和底視圖。激光管10包括一連接于底座12上或頂主表面的七面體16，激光芯片22a，22b，24a，24b和26設置于其間。透明體16一個由光學透明，無色，均質材料，如石英玻璃制成。透明七面體16具有一前五邊形面與一后五邊形面彼此全等且平行。透明七面體16還有五個矩形面垂直于前后五邊形面。每一矩形面與前后五邊形面五對邊中相應一對邊連接。每一對的兩個矩形面彼此全都且平行。前五邊形面與后五邊形面之間的距離定義為透明體16的厚度。圖7描述透明體16前后五邊形面之間的一個橫截面。一頂邊61和一底邊63分別代表透明體16的頂矩形面和底矩形面。頂面與底面之間的距離定義為透明體16的高度。一右邊69垂直于頂邊61和底邊63，表示透明體16的一右矩形面垂直于頂面和底面。一左下邊65平行于右邊69表示透明體16的一左下矩形面平行于右面。左下面與右面之間的距離定義為透明體16的長度。一左上邊67與頂邊61及左下邊65各成一四十五度角，表示透明體16的一左上矩形面與頂面和左下面分別構成四十五度角。應該理解的是，頂，底，左，右，上，下，前，和后等詞匯只是參照圖7的描述，因此不構成對激光管10的底座12或透明體16取向的任何限制。

兩個紅色激光芯片22a和22b，兩個綠色激光芯片24a和24b，及一個藍色激光芯片26設置于透明體16由底邊63代表的底面。優選地，激光芯片22a和22b，24a和24b，及26是產生連續激光輸出光束的連續發光激光芯片。根據本發明一優選實施例，紅色激光芯片22a和22b分別設置于由底邊63代表的透明體16的底面中形成的一長隧道或深孔51a和一短隧道或淺孔51b中。同樣地，綠色激光芯片24a和24b分別設置于由底邊63代表的透明體16的底面中形成的一長隧道或深孔53a和一短隧道或淺孔53b中。另外，藍色激光芯片26設置于由底邊63代表的透明體16的底面中形成的一隧道或孔55中。根據本發明的一優選實施例，隧道或孔51a，51b，53a，53b，和55的深度和位置依據為盡量減小或基本消除各相應激光芯片22a，22b，24a，24b，和26發射的激光束在透明體16中光程差而確定。舉例而言，孔51a比孔51b深，以便紅色激光芯片22a在透明體16中的位置比紅色激光芯片22b更深。因此，紅色激光束21a的幾何長度比21b更短。優選地，所述反射紅色激光束31a有一比31b長的幾何長度，兩者間的幾何長度差與21a和21b之間的幾何長度差相等。同樣地，孔53a比孔53b深，以便綠色激光芯片24a在透明體16中的位置比綠色激光芯片24b更深。因此，綠色激光束23a有一比23b更短的幾何長度。優選地，所述反射綠色激光束33a的幾何長度比33b更長，兩者間的幾何長度差與綠色激光束23a和23b之間的幾何長度差相等。

根據本發明一優選實施例，紅色激光芯片22a包含一激光二極管引線32a，一光電二極管引線42a，和一公共引線52a；紅色激光芯片22b包含一激光二極管引線32b，一光電二極管引線42b，和一公共引線52b；綠色激光芯片24a包含一激光二極管芯片34a，一光電二極管芯片44a，和一公共引線54a；綠色激光芯片24b包含一激光二極管芯片34b，一光電二極管芯片44b，和一公共引線54b；及，藍色激光芯片26包含一激光二極管引線36，一光電二極管引線46，和一公共引線56。激光二極管引線32a,32b,34a,34b和36分別穿透底座12并形成激光驅動觸點72a,72b,74a,74b和76,光電二極管引線42a,42b,44a,44b和46分別穿透底座12并形成光電二極管觸點82a,82b,84a,84b和86。激光二極管公共引線52a,52b,54a,54b和56連于一體形成一公共激光二極管引線58，激光二極管引線58穿透底座12，以耦合于底座12上的一接地觸點98。根據本發明，激光芯片22a,22b,24a,24b和26相應的激光二極管引線32a,32b,34a,34b和36的連接點分別對應底座12上的激光驅動觸點72a,72b,74a,74b和76。光電二極管引線42a,42b,44a,44b和46的連接點分別對應底座12上的激光感應觸點82a,82b,84a,84b和86；及，公共引線52a,52b,54a,54b和56的連接點對應接地觸點98，可能涉及引線鍵合，倒裝焊接等或多種鍵合方式相結合的工藝。

圖8描述底座12一下或底主表面上排作為五個插針或凸起的激光驅動觸點72a,72b,74a,74b和76，下排作為五個插針或凸起的光電二極管觸點82a,82b,84a,84b和86，及作為延長針或凸起的接地觸點98。應注意的是，根據本發明一具體實施例，雖然圖8描述激光管10觸點的一具體分布，其對本發明的范圍并無任何限制。根據本發明，激光管10底座12上的觸點72a,72b,74a,74b,76,82a,82b,84a,84b,86及98的形狀和分布，可能采取其他形式，以便更好地與使用激光管10的各類應用中的其他回路兼容及連接。根據本發明可選實施例，激光管10的所述觸點包含一個或多個插座。另外，根據本發明激光管10所述觸點也可包含導電凸塊。

透明體16由左上邊67代表的左上矩形面上有一個反射膜62a在紅色激光芯片22a發射的一紅色激光束21a的光徑中。優選地，反射膜62a對射至其面向紅色激光芯片22a的右側的光具有高反射系數。反光膜62a反射紅色激光芯片22a發射的紅色激光束21a，以生成一反射紅色激光束31a，根據本發明，反光膜62a可以包括一種銀，鋁，銅或類似材料制成的膜。根據本發明一實施例，反射膜62a可以通過鍍或其它技術施與透明體16的左上矩形面。根據本發明的一可選實施例，通過一個植入工藝中在透明體16內緊鄰由左上邊67代表的左上矩形面形成反射膜62a。

透明體16內，膜62b，64a，64b，和66分別設置于在相應紅色激光芯片22b發射的一紅激光束21b，綠色激光芯片24a發射的一綠激光束23a，綠色激光芯片24b發射的一綠激光束23b，和藍色激光芯片26發射的一藍激光束25的光徑上。膜62b，64a，64b，和66彼此平行，平行于透明體16左上面上的反射膜62a，并與底邊63成四十五度角。根據一優選實施例，膜62b，64a，64b，和66對入射至其面向相應紅色激光芯片22b，綠色激光芯片24a和24b，和藍色激光芯片26的右側的光具有高反射系數。另外，膜62b，64a，64b，和66優選地對入射至其左側的光具有接近于一的透射系數。換言之，膜62b，64a，64b和66對射至其右側的光是高反射，而對射至其左側的光高透射。膜62b，64a，64b，和66在透明體16塊內形成。本發明一優選實施例，膜62b，64a，64b，和66通過一植入工藝形成。膜62b，64a，64b，和66可以包括銀，鋁，或類似材料制成的膜。為提高其對左側入射光的透視率，膜62b，64a，64b，和66左側可以有一抗反射涂層如折射率匹配涂層，單層干涉涂層，多層干涉涂層，蛾眼涂涂層，等。

膜62b反射紅色激光芯片22b發射并入射到其右側的紅激光束21b，以形成一反射紅激光束31b。此外，傳播到膜62b左側的反射紅激光束31a透射穿過膜62b與反射紅激光束31b重合。

膜64a和64b分別反射綠色激光芯片24a和24b發射并入射到其右側的綠激光束23a和23b，以形成一反射綠激光束33a和33b。此外，傳播到膜64a左側的反射紅激光束31a和31b透射穿過膜64a與反射綠激光束33a重合。另外，傳播到膜64a左側的反射紅色激光束31a和31b，及反射綠色激光束33a透射穿過膜64a與反射綠色激光束33b重合。

膜66反射藍色激光芯片26發射并入射到其右側的藍激光束25，以形成一反射藍激光束35。此外，傳播到膜66左側的反射紅激光束31a和31b，及反射綠激光束33a和33b透射穿過膜66與反射藍激光束35重合。

在膜66右邊，反射紅激光束31a和31b，反射綠激光束33a和33b，及反射藍激光束35重合并通過由右邊69代表的透明體16的右面，從而在透明體16外形成一復合或組合激光束37。為了最大限度地減少或消除激光束37的色散，透明體16的右面最好垂直于反射紅激光束31a和31b，反射綠激光束33a和33b，及反射藍激光束35。此外，一抗反射涂層(圖8中未顯示)如折射率匹配層，單層干涉膜，多層干涉膜，蛾眼涂層，等，可施于由右邊69代表的透明體16的右面以進一步減少其對反射紅激光束31a和31b，反射綠激光束33a和33b，及反射藍激光束35的反射。

圖1,2,3與圖4所描述的激光管10各包括一紅色激光芯片22，綠色激光芯片24，和一藍色激光芯片26。圖5,6,7與圖8所描述的激光管10各包括兩個激光芯片22a和22b，兩個綠色激光芯片24a和24b，及一個藍色激光芯片26。與參考圖1-圖5所描述的激光管10相比，圖5-圖8描述的激光管10可產生亮度更高的組合激光束37，有益于產生更高分辨率，亮度更高的圖像。應理解的是，根據本發明的激光管不限于如上圖1-圖8所描述的包括三個或五個激光芯片。根據本發明，一激光管可以包括任意數量，任何顏色組合的激光芯片。此外，調校激光芯片在透明體16中位置，以消除光程差是本發明一可選特征。對于一些對激光束相位相干性無高要求的應用，無需調校激光管以消除光程差。

圖1-圖8所描述的激光管10可用作要求高時間相干性，高空間相干性及/或高相位相干性的一光源。另外，激光管10比傳統光源和發光二極管(LEDs)更為高效可靠。通過將多個不同顏色的激光芯片22,24和26封裝于單一激光管10內，本發明提供一可變顏色和可控強度的激光光源，該光源緊湊、可靠且高效。以上特性對如便攜式或手提式視頻投影儀，代激光投影功能的智能手機等移動應用是十分重要。

根據本發明，圖1,3,和圖4所描述的激光管10內的激光芯片22,24和26及圖5-圖7所描述的激光芯片22a,22b,24a,24b和26可能包括一個或多個垂直腔面發射激光器(VCSEL)二極管，一個或多個垂直擴展腔面發射半導體激光器(VECSEL)二極管，一個或多個邊緣發射激光二極管等。另外，所述激光芯片22,24和26或激光芯片22a,22b,24a,24b和26內的半導體結可包含雙異質結構，量子阱，多量子阱等。舉例而言，激光芯片22,24和26或激光芯片22a,22b,24a,24b和26內的半導體材料的種類可能包括鋁鎵銦磷化物(AlGaInP,AlInGaP,InGaAlP)，磷化銦鎵(InGaP)，摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)，摻銪釩酸釔(Eu:YVO4)，氮化鎵銦(InGaN)等。激光芯片22,24和26或22a,22b,24a,24b和26內半導體材料的種類和性質，取決于諸如性能和規格要求，能量，制造工藝，良品率，成本等。

圖9是描述根據本發明一實施例的一種組合激光束生成方法或過程200的流程圖。根據本發明，過程200包括一激光管制備子過程或分過程210，以生成一光強和顏色可變的激光束，一驅動激光管子過程或分過程220，以生成一光強可控的和顏色可變的激光束。子過程210通常由一激光投影設備的制造商或其供應商/經銷商實施，及，子過程220通常由所述激光投影設備的用戶實施。

激光管制備子過程或分過程210始于一步驟202：提供一透明無色材料，如石英材質的多面體。優選地，多面體具有一前多邊形面和一后多邊形面彼此全等且平行。該多面透明體還具有多個矩形面垂直于并連接前和后多邊形面。矩形面數目等于前和后多邊形前面邊數。具體而言，該多面透明體的矩形面至少包括一個頂面,一個底面，一個左面，和一個垂直于底面的右面。

激光模塊制備子過程或分過程210進入一步驟204：在多面透明體內部或面上形成多個彼此平行并與多面透明體底面成四十五度角的膜。如下所述,膜與膜的間距對應激光芯片在透明體底邊的位置，并可能影響激光束在多面透明體中的光程。優選地，該多個膜對入射到其面向多面透明體底面之右側(如圖1，3,4,5和圖7所示)的光具有高反光率。舉例而言，多個膜包括銀膜或鋁膜。多面透明體內部的膜可通過一個植入工藝形成。多面透明體面上，如左面上的膜可通過一個鍍膜工藝形成。

多個膜中除去最左邊的膜(如圖1，3,4,5和圖7所示)的其它膜優選地對入射到其左側的光具有高透光率。為達到高透光率，子過程或分過程210包括一步驟206：在膜左側加上抗反射涂層。舉例而言，抗反射涂層可以是折射率匹配層，單層干涉膜，多層干涉膜，蛾眼涂層，等。

在一步驟208中，將多個激光芯片設置在該透明體底面上，并使其所發射的激光束方向彼此平行且垂直于多面透明體底面。根據本發明一優選實施例，多個激光芯片的數目等于在步驟204中形成的多個膜的數目。此外，激光芯片之間的間距優選地與膜之間的間距相同。如此設置，在被膜反射后，各激光芯片發出的激光束彼此重合向多面透明體右面形成一個組合或復合激光束(如圖1，3，4，5和圖7所示)。在得益于高相位相干性，以及高空間相干性和高時間相干性的應用中，發射高頻率激光束的，例如藍色激光束，的激光芯片應在發射低頻率激光束，例如紅色激光束，的激光芯片的右邊。這樣高頻率激光束會比低頻率激光束有更短的幾何路徑長度。多個激光芯片彼此橫向位置和激光芯片相對于多面透明體底面的縱向位置(如圖5和圖7所示)依據多面透明體對不同頻率激光束的折射率而定，以減少或基本上消除激光束之間的光程差。

在一個可選步驟209中，將多個光傳感器安裝到多面透明體上并在透射通過多個膜的多個激光束的光徑上(如圖4、5所示)。由于多個膜的透光率是確定的，透射激光束的強度與由多個膜反射的激光束的強度成正比。因此，多個傳感器檢可測組合激光束的顏色和強度。

在激光管封裝步驟212中，步驟208中底面設置有多個激光芯片的透明體和步驟209中頂面裝有多個傳感器芯片的透明體封裝或連接于一底座。根據本發明一可選實施例，所述激光芯片設置于底座，且透明體與底座相連接，多個激光芯片內置其間。根據本發明，透明體可能通過粘合劑及/或一扣鉤，一夾具或緊固件與底座連接。

在步驟214中，如下述子過程220所述，激光芯片的引線耦合于底座中的觸點，以接收電信號。各激光芯片包括一激光二極管引線，一光電二極管引線，及一公共引線。根據一優選實施例，所述多個激光芯片的公共引線耦合于一體，以在底座上形成一接地引線。因此，含有三個激光芯片的激光管(如圖1,3或圖4所示)，包含至少七個觸點，分別為三個激光二極管觸點，三個光電二極管觸點，及一個接地觸點(如圖2所示)。同樣地，含有五個激光芯片的激光管(如圖5或圖7所示)，有至少十一個觸點，分別為五個激光二極管觸點，五個光電二極管觸點，及一接地觸點(如圖8所示)。同時包含多個傳感器芯片的激光管(如圖4或圖5所示)，有設置于于底座的新觸點(如圖6所示)，用于將所述激光管耦合于一光感測或反饋回路。

根據本發明一可選實施例，連接激光芯片引線的步驟214將發射同色激光束，如紅色或綠色，的兩個激光芯片的所述激光二極管引線，連接至激光管底座上的一激光驅動觸點。因此，包含兩個紅色激光芯片，兩個綠色激光芯片，及一個藍色激光芯片的激光管(如圖7所示)，可在底座上有三個激光驅動觸點，分別為一耦合于兩個紅色激光芯片的紅色激光驅動觸點，一耦合于兩個綠色激光芯片的綠色激光驅動觸點，及一耦合于一藍色激光芯片的藍色激光驅動觸點。該實施例中，所述兩個紅色激光芯片彼此并聯耦合，并接收相同的激光器驅動信號。同樣地，兩個綠色激光芯片彼此并聯耦合，并接收相同的激光器驅動信號。

根據本發明，將激光芯片引線和傳感器芯片引線連接至激光管底座上觸點的步驟214可能涉及引線鍵合，倒裝焊接等工藝。此外，步驟214可能涉及不同鍵合技術相結合的工藝。舉例而言，根據本發明一具體實施例，設置于底座底面的激光二極管引線，光電二極管引線，和公共引線通過倒裝焊接與相應觸點連接。同樣地，根據本發明一實施例，透明體頂面上的傳感器芯片引線通過引線鍵合工藝耦合于相應觸點。根據本發明，舉例而言，鍵合步驟214可涉及熱壓焊接，超聲鍵合，熱超聲鍵合等工藝。

通過步驟202，204，206，208，212，,214和可選步驟209，激光管制備子過程或分過程210形成一激光管。所形成激光管的例子包括如上參考圖1-8所述的激光管。然而，激光管制備子過程或分過程210可用于制備包括任何數量及任何頻率組合的激光芯片的激光管。激光芯片的數量和頻率決定了激光管的復合激光束的強度和顏色范圍。

在子過程210中形成激光管后，組合激光束生成方法或過程200繼續至驅動激光管子過程或分過程220。分過程220始于一步驟222：驅動所述激光管中的多個激光芯片發射不同顏色的多個激光束，如，不同頻率或不同波長的激光束。多個膜反射和發射多個激光束，從而形成一個由多面透明體右面射出的復合激光束。根據本發明一優選實施例，一激光驅動器產生多個模擬激光驅動信號驅動多個激光芯片。模擬激光驅動信號的強度決定相應激光芯片發射激光束的強度，從而決定激光管復合激光束的顏色和強度。

緊隨子過程220之后的是感測所述激光束強度的步驟224。根據本發明一優選實施例，通過激光芯片內的光電二極管進行檢測。各光電二極管感應相應激光二極管激光束的強度。根據本發明另一優選實施例，通過激光管內透明體頂面的傳感器芯片進行檢測(如圖4和圖5所示)。一信號處理器處理感測到的信號并生成表明激光管復合激光束的顏色和強度的反饋信號。根據本發明及應用類型的不同，一控制電路可根據反饋信號產生各類指令信號，如調整模擬激光驅動信號。

優選地，驅動激光模塊分過程220還包括一步驟226：調節激光管的復合激光束。激光驅動器，根據調制信號調制多個模擬激光驅動信號，從而調制或改變從多個激光芯片發射的多個激光束的強度。多個激光束的強度變化決定的激光管復合激光束的強度和顏色變化。

至此，應領會本發明已提供一種激光管和一種產生激光束的方法。根據本發明，激光管包括多個顏色，例如，紅色，綠色，和藍色的激光芯片，發射多個激光束射入一光學透明體。多個反射和透射膜結合激光芯片的多束激光，形成一具有預定顏色和預定強度的組合激光束，從激光管中射出。一激光驅動器產生多個激光驅動信號驅動多個激光芯片生成多個不同顏色激光束，每一個激光束的強度由相應的激光驅動信號決定。通過調整激光驅動器的多個激光驅動信號，可以調節組合激光束的顏色和強度。根據本發明一優選實施例，激光管還包括多個光傳感器檢測多個激光束的強度，從而檢測激光管組合激光束的顏色和強度。此外，通過調校所述激光管中多個激光芯片的位置可以消除光學透明體中不同激光束之間的光程差。因此，激光管的組合激光束具有很高的相位相干性，以及高空間相干性和高時間相干性。

本發明提供的激光管結構簡單緊湊。激光束的顏色和強度可以很容易地根據不同條件和特殊要求進行調整。在激光視頻圖像投影等應用中，激光束的高相位相干性可以通過消除透明體內激光光束光程差而輕易實現。得益于石英的機械性能，在石英透明體內內或周邊精確定位激光管簡單而容易。因此，產生一可變顏色和強度的組合激光束的方法可以輕易和高效地實施。此外，由于其結構簡單，激光管在各種環境中均可靠耐用。

雖然本發明描述了各種實施例并提供了相應附圖，本領域人員可根據本發明所述內容做出各種修改和調整。例如，根據本發明的激光管，不限于如上所述地具有一個或兩個紅色激光管，一個或兩個綠色激光管，及一個藍色激光管。此外，在一個激光管的光學體的形狀不限于如上參考圖1，3,4,5,6和圖7所述。因此，某些具體實施例中的描述不對本發明范圍構成限定。本發明的保護范圍由相應權利要求書中內容限定。