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1. WO2020002075 - LASER SENSOR MODULE WITH ELECTRO-OPTICAL MODULATOR

Publication Number WO/2020/002075
Publication Date 02.01.2020
International Application No. PCT/EP2019/066159
International Filing Date 19.06.2019
IPC
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
N
INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
15
Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
02
Investigating particle size or size distribution
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
B
MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
9
Instruments as specified in the subgroups and characterised by the use of optical measuring means
02
Interferometers
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
S
RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
7
Details of systems according to groups G01S13/, G01S15/, G01S17/127
48
of systems according to group G01S17/58
481
Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
S
RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
7
Details of systems according to groups G01S13/, G01S15/, G01S17/127
48
of systems according to group G01S17/58
491
Details of non-pulse systems
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
S
RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
17
Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
02
Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
S
DEVICES USING STIMULATED EMISSION
5
Semiconductor lasers
10
Construction or shape of the optical resonator
18
Surface-emitting lasers (SE-lasers)
183
having a vertical cavity (VCSE-lasers)
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
N
INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
15
Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
10
Investigating individual particles
14
Electro-optical investigation
G PHYSICS
01
MEASURING; TESTING
N
INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
15
Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
06
Investigating concentration of particle suspensions
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
S
DEVICES USING STIMULATED EMISSION
5
Semiconductor lasers
02
Structural details or components not essential to laser action
026
Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors or drivers
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
S
DEVICES USING STIMULATED EMISSION
5
Semiconductor lasers
06
Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
G01N 15/02 (2006.01)
G01B 9/02 (2006.01)
G01S 7/481 (2006.01)
G01S 7/491 (2006.01)
G01S 17/02 (2006.01)
H01S 5/183 (2006.01)
CPC
G01B 9/02092
G01N 15/06
G01N 15/1431
G01N 15/1434
G01N 15/1456
G01N 2015/0038
Applicants
  • TRUMPF PHOTONIC COMPONENTS GMBH [DE/DE]; Lise-Meitner-Straße 13 89081 Ulm, DE
Inventors
  • GERLACH, Philipp Henning; NL
Agents
  • WITTE, WELLER & PARTNERPATENTANWÄLTE MBB; Zusammenschluss EPA Nr. 314 Postfach 10 54 62 70047 Stuttgart, DE
Priority Data
18180800.729.06.2018EP
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) LASER SENSOR MODULE WITH ELECTRO-OPTICAL MODULATOR
(FR) MODULE DE CAPTEUR LASER AVEC MODULATEUR ÉLECTRO-OPTIQUE
Abstract
(EN)
The invention relates to a laser sensor module for interference based particle detection comprising a Vertical Cavity Surface Emitting Laser (100), an electro-optical modulator (250) and a light detector (200), wherein the Vertical Cavity Surface Emitting Laser (100) comprises a first electrical contact (105), a second electrical contact (135) and an optical resonator, wherein the optical resonator comprises a first distributed Bragg reflector (115), a second distributed Bragg reflector (130) and an active layer (120) arranged between the first distributed Bragg reflector (115) and the second distributed Bragg reflector (130), wherein the Vertical Cavity Surface Emitting Laser (100) is arranged to emit laser light (315) during operation of the Vertical Cavity Surface Emitting Laser (100), wherein the electro- optical modulator (250) is integrated in the optical resonator, wherein the electro-optical modulator (250) is arranged to tune a resonance frequency of the optical resonator by means of an electrical tuning voltage applied to the electro-optical modulator (250), wherein the light detector (200) is arranged to detect an optical response in reaction to the laser light (315) emitted by the Vertical Cavity Surface Emitting Laser (100) and scattered or reflected back into the Vertical Cavity Surface Emitting Laser (100), wherein the tuning voltage is arranged such that a detection signal received by the light detector (200), which is caused by a macroscopic object (25) positioned in a range between a threshold distance and a detection range of the particle sensor module, is reduced, when the tuning voltage is provided, in comparison to a detection signal caused by the macroscopic object (25) at the same position, when the tuning voltage is not provided. The invention further relates to a corresponding laser sensor (300), a particle detector comprising such a laser sensor (300), a mobile communication device comprising such a particle detector or laser sensor (300) and a corresponding method of particle detection.
(FR)
L'invention concerne un module de capteur laser pour la détection de particules basée sur les interférences, comprenant un laser à cavité verticale émettant par la surface (100), un modulateur électro-optique (250) et un détecteur de lumière (200), le laser à cavité verticale émettant par la surface (100) comprenant un premier contact électrique (105), un second contact électrique (135) et un résonateur optique, le résonateur optique comprenant un premier réflecteur de Bragg distribué (115), un second réflecteur de Bragg distribué (130) et une couche active (120) disposée entre le premier réflecteur de Bragg distribué (115) et le second réflecteur de Bragg distribué (130), le laser à cavité verticale émettant par la surface (100) étant agencé pour émettre une lumière laser (315) pendant le fonctionnement du laser à cavité verticale émettant par la surface (100), le modulateur électro-optique (250) étant intégré dans le résonateur optique, le modulateur électro-optique (250) étant agencé pour accorder une fréquence de résonance du résonateur optique au moyen d'une tension d'accord électrique appliquée au modulateur électro-optique (250), le détecteur de lumière (200) étant agencé pour détecter une réponse optique en réaction à la lumière laser (315) émise par le laser à cavité verticale émettant par la surface (100) et diffusée ou réfléchie en retour dans le laser à cavité verticale émettant par la surface (100), la tension d'accord étant agencée de telle sorte qu'un signal de détection reçu par le détecteur de lumière (200), qui est provoqué par un objet macroscopique (25) positionné dans une plage entre une distance de seuil et une plage de détection du module de capteur de particules, étant réduite, lorsque la tension d'accord est fournie, comparé à un signal de détection provoqué par l'objet macroscopique (25) à la même position, lorsque la tension d'accord n'est pas fournie. L'invention concerne en outre un capteur laser correspondant (300), un détecteur de particules comprenant un tel capteur laser (300), un dispositif de communication mobile comprenant un tel détecteur de particules ou un capteur laser (300) et un procédé correspondant de détection de particules.
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