在激光芯片上3D打印微透镜可用于小型光谱仪

环境和健康科学用户以及工业对便携式气体传感器的需求不断增长。谐振光学传感器，特别是平面微谐振器，具有高灵敏度和小尺寸等特点，使其成为这些应用的最佳备选。

这些导波传感器的传感原理是基于在目标分子存在时其光谱响应的变化。用于探测这种光谱位移的激光源应该发射单模和偏振稳定的光束，并且应该在至少几纳米的范围内进行光谱可调。

法国图卢兹大学(University of Toulouse)的一组研究人员旨在利用近红外单模激光二极管源，即垂直腔面发射激光器(VCSEL)，制造出这样一个紧凑的氨气体检测光学微系统。

气体传感微系统的示意图

这种半导体激光二极管非常紧凑，只需调整工作电流就可以在几纳米范围内进行光谱调谐。此外，在他们的工作中使用的特定VCSEL芯片包括在其表面蚀刻的光栅浮雕，以确保发射光束的良好偏振稳定性。然而，尽管它比LED或标准的边缘发射激光二极管小，但这种VCSEL芯片的光束发散对于光学微系统中的大多数实际应用来说太大了。

(a) VCSEL芯片上的双光子聚合3D打印原理。(b) 安装在PCB上的透镜VCSEL芯片。