[發(fā)明專利]半導(dǎo)體激光器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810082028.9
• 申請(qǐng)日: 2008-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN101521352A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧二軍;曹建平;李燁;方占軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國計(jì)量科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H01S5/00
• 分類號(hào): H01S5/00;H01S5/10;H01S5/14
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 李 玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器技術(shù)，特別是指一種單塊折疊法布里- 珀羅(F-P)腔諧振反饋半導(dǎo)體激光器。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體激光器，包括采用常規(guī)半導(dǎo)體激光管(LD)和分布反饋 (DFB)技術(shù)的半導(dǎo)體激光器是科研和工業(yè)中的重要激光光源。然而這 些半導(dǎo)體激光器輸出譜線非常寬，一般達(dá)到幾兆赫甚至幾十兆赫。這種 寬線寬存在與許多場合的應(yīng)用要求相距甚遠(yuǎn)。

目前，人們通常采用兩種方法獲得窄線寬激光輸出，一種是將具有 較寬線寬的激光束分出一部分，入射到單獨(dú)的可控的F-P腔上，接收經(jīng) F-P腔的反射或透射的激光信號(hào)，通過反饋電子學(xué)系統(tǒng)，使得激光器頻 率被鎖定在該F-P腔的某個(gè)諧振峰上，從而可實(shí)現(xiàn)激光線寬的壓窄。另 一種方式是在激光器外部加入一個(gè)共焦F-P腔作為產(chǎn)生光反饋的器件， 利用F-P諧振峰的窄譜光反饋壓窄線寬。例如B.Dahmani，L.Hollberg， and?R.Drullinger提出的諧振反饋半導(dǎo)體極光器，參見圖1所示。在半 導(dǎo)體激光器外腔中設(shè)置一個(gè)由耦合鏡506和耦合鏡507組成的共焦F-P 腔，通過該F-P腔的反饋?zhàn)饔茫沟眉す馄鞯妮敵黾す忸l率振蕩在該F- P腔的某個(gè)諧振峰上。半導(dǎo)體激光管1發(fā)出的發(fā)散光束經(jīng)非球面準(zhǔn)直透 鏡3匯聚為平行光束，入射到分束鏡504，分束鏡504分出的一束反射 光經(jīng)可變衰減器501、光闌502、匹配透鏡503到達(dá)反射鏡500，經(jīng)反射 鏡500反射后，入射到由腔鏡506和腔鏡507組成的共焦F-P腔上，反 射光中的其中一路光束沿著與原入射光束共線反向的路徑，經(jīng)反射鏡 500再次反射后沿原路被返回到半導(dǎo)體激光管1中。腔鏡507的透射光 進(jìn)入光電探測(cè)器509。其中在腔鏡507上設(shè)置有F-P腔調(diào)整壓電陶瓷， 在反射鏡500上設(shè)置有激光相位調(diào)整壓電陶瓷，分別用于進(jìn)行輸出光頻 率和相位的物理調(diào)節(jié)。

雖然B.Dahmani，L.Hollberg，and?R.Drullinger提出采用分立元件 F-P腔構(gòu)成半導(dǎo)體激光器能實(shí)現(xiàn)更窄線寬，但是分立元件F-P腔容易受 到外界音頻、機(jī)械振動(dòng)和溫度變化的干擾和影響，腔的體積比較大系統(tǒng) 的穩(wěn)定性比較差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體激光器，使得半導(dǎo)體激光器不 用反饋鎖定電子系統(tǒng)，解決常規(guī)半導(dǎo)體激光器和分布反饋半導(dǎo)體激光 器譜線寬的問題，以及分立元件穩(wěn)定性不好，體積過大和系統(tǒng)復(fù)雜等 問題。

基于上述目的本發(fā)明提供的半導(dǎo)體激光器包括：半導(dǎo)體激光管、 準(zhǔn)直透鏡、分束鏡和單塊折疊F-P腔；所述單塊折疊F-P腔為側(cè)面成 直角梯形的六面體，該單決折疊F-P腔的布設(shè)使得分束鏡分出的入射光 束從梯形的直角腰面入射，經(jīng)底邊面和另一個(gè)腰面的反射后的逆入射反 射光沿著與原入射光束共線反向的路徑返回；

所述半導(dǎo)體激光器內(nèi)各部件的布設(shè)使得半導(dǎo)體激光管發(fā)出的激光， 經(jīng)準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后由在分束鏡分出的一束入射在單塊折疊F-P腔上；單 塊折疊F-P腔的逆入射反射光沿著與原入射光束共線反向的路徑，經(jīng)分 束鏡被返回到半導(dǎo)體激光管中。

所述半導(dǎo)體激光器還包括以下一種或兩種以上調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組合：

諧振頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過改變單塊折疊F-P腔的光程來調(diào)節(jié)單塊折 疊F-P腔決定的諧振頻率；

激光振蕩頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過改變分束鏡到單塊折疊F-P腔或分束 鏡到半導(dǎo)體激光管的距離來調(diào)節(jié)分束鏡選頻決定的激光振蕩頻率；

第一半導(dǎo)體激光管輸出光頻率范圍調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過改變半導(dǎo)體激光 管的輸入電流來改變半導(dǎo)體激光管輸出光頻率范圍；

第二半導(dǎo)體激光管輸出光頻率范圍調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過改變半導(dǎo)體激光 管的溫度來改變半導(dǎo)體激光管輸出光頻率范圍。

該半導(dǎo)體激光器的所述諧振頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)通過改變對(duì)單塊折疊F-P 腔施加的應(yīng)力或溫度調(diào)節(jié)或二者組合的方式來改變單塊折疊F-P腔的光 程；

所述激光振蕩頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在保證分束鏡分出的入射光到達(dá)單塊 折疊F-P腔的入射角度不變的情況下，通過按一定軌跡移動(dòng)單塊折疊F- P腔、分束鏡、半導(dǎo)體激光管中的一種或兩種以上任意組合的方式來改 變分束鏡到單塊折疊F-P腔或分束鏡到半導(dǎo)體激光管的距離。

該半導(dǎo)體激光器的所述諧振頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括：單塊折疊F-P腔熱 沉；

單塊折疊F-P腔熱沉用于控制單塊折疊F-P腔的溫度，并通過溫度 的變化控制單塊折疊F-P腔的諧振頻率。