[發(fā)明專利]閃耀光柵外腔半導(dǎo)體激光器及其準(zhǔn)直方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910092877.7
• 申請(qǐng)日: 2009-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN102025105A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何春九;曾華林;何軍;周燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): H01S5/14
• 分類號(hào): H01S5/14;H01S5/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)半導(dǎo)體激光器的光束準(zhǔn)直領(lǐng)域，尤其涉及均勻度與平行度好、需要自適應(yīng)同軸調(diào)節(jié)以及能量轉(zhuǎn)換效率高的閃耀光柵外腔半導(dǎo)體激光器的準(zhǔn)直。

背景技術(shù)

單管半導(dǎo)體激光器輸出光束在空間中是呈現(xiàn)發(fā)散的橢圓分布，在很多應(yīng)用領(lǐng)域中，都需要將輸出的光束進(jìn)行整形，使其成為均勻圓形平行光束。半導(dǎo)體激光器的腔長(zhǎng)短，所以本征線寬較寬，很容易造成模式不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了輸出激光的光譜特性。作為改進(jìn)方法，在半導(dǎo)體激光器的諧振腔外在加一個(gè)反饋元件(閃耀光柵)，形成外腔，將部分輸出光反饋回有源區(qū)進(jìn)行耦合。這種外腔結(jié)構(gòu)可以成倍地加大有效腔長(zhǎng)，從而大幅度壓窄線寬。但是，激光器發(fā)出的光需要先進(jìn)行準(zhǔn)直，然后入射到閃耀光柵。一般常僅采用非球面透鏡或正透鏡與雙膠合彎月透鏡構(gòu)成準(zhǔn)直系統(tǒng)直接進(jìn)行準(zhǔn)直。但是，激光發(fā)出的光進(jìn)過(guò)這些準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直后，光強(qiáng)度的均勻性不高，仍然無(wú)法解決光強(qiáng)均勻性的問(wèn)題。而且激光器與準(zhǔn)直透鏡的同軸性調(diào)節(jié)很困難，該準(zhǔn)直系統(tǒng)不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明主要在于提供一種閃耀光柵半導(dǎo)體激光器中的準(zhǔn)直方法，以使發(fā)射光強(qiáng)度進(jìn)行均勻化、平行化處理，同時(shí)由于采用的準(zhǔn)直系統(tǒng)，使同軸性調(diào)節(jié)更加容易，并且準(zhǔn)直系統(tǒng)穩(wěn)定，仍然保持了高能量轉(zhuǎn)換效率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一種閃耀光柵外腔半導(dǎo)體激光器，包括：

一激光器；

一準(zhǔn)直系統(tǒng)，該準(zhǔn)直系統(tǒng)的輸入端與激光器的輸出端連接；

一閃耀光柵，該閃耀光柵接收準(zhǔn)直系統(tǒng)發(fā)出的均勻平行光，經(jīng)閃耀光柵的反射，形成1級(jí)衍射光和0級(jí)光，將1級(jí)衍射光沿入射光路反饋至準(zhǔn)直系統(tǒng)，將0級(jí)光輸出。

其中準(zhǔn)直系統(tǒng)2包括：一自聚焦透鏡；一準(zhǔn)直透鏡；該聚焦透鏡與準(zhǔn)直透鏡之間用光纖連接。

其中激光器為半導(dǎo)體激光器。

其中光纖的芯徑為大于50微米，長(zhǎng)度大于30毫米。

其中準(zhǔn)直透鏡為非球面透鏡，所述光纖輸出端在準(zhǔn)直透的后方焦點(diǎn)處。

本發(fā)明一種閃耀光柵外腔半導(dǎo)體激光器中的準(zhǔn)直方法，該方法是采用如權(quán)利要求1所述的閃耀光柵外腔半導(dǎo)體激光器，包括如下步驟：

步驟1：將一激光器發(fā)出的光，通過(guò)自聚焦透鏡耦合進(jìn)入光纖中；

步驟2：通過(guò)光波在光纖內(nèi)進(jìn)行傳輸，經(jīng)過(guò)光纖內(nèi)壁的無(wú)規(guī)律的全反射前進(jìn)，經(jīng)過(guò)光纖的傳輸后，輸出為均勻的圓形光斑；

步驟3：將輸出的圓形光斑，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡變?yōu)閺?qiáng)度均勻的平行光；

步驟4：該閃耀光柵接收準(zhǔn)直系統(tǒng)中的準(zhǔn)直透鏡發(fā)出的均勻平行光，經(jīng)閃耀光柵的反射，形成1級(jí)衍射光和0級(jí)光，將1級(jí)衍射光沿入射光路反饋至準(zhǔn)直系統(tǒng)，將0級(jí)光輸出。

其中激光器為半導(dǎo)體激光器。

其中所述使用自聚焦透鏡將半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光束會(huì)聚到光纖。

其中光纖的芯徑為大于50微米，長(zhǎng)度大于30毫米。

其中準(zhǔn)直透鏡為非球面透鏡，所述光纖輸出端在準(zhǔn)直透的后方焦點(diǎn)處。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的閃耀光柵半導(dǎo)體激光器中的準(zhǔn)直方法，采用光纖對(duì)發(fā)射光強(qiáng)度進(jìn)行均勻化處理，同時(shí)采用非球面準(zhǔn)直透鏡對(duì)均勻化后的光斑進(jìn)行平行化處理，從而得到均勻化的平行光。

本發(fā)明提供的閃耀光柵半導(dǎo)體激光器中的準(zhǔn)直方法，同軸性調(diào)節(jié)方便、簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、可行。

本發(fā)明提供的閃耀光柵半導(dǎo)體激光器中的準(zhǔn)直方法，均勻化、平行化處理的同時(shí)，仍然保持了高能量轉(zhuǎn)換效率。

附圖說(shuō)明

為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中：

圖1是本發(fā)明閃耀光柵外腔半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明閃耀光柵外腔半導(dǎo)體激光器的簡(jiǎn)化外腔結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，其中，激光器1為單端輸出的半導(dǎo)體激光器；準(zhǔn)直系統(tǒng)2的輸入端與激光器1的輸出端連接；其中準(zhǔn)直系統(tǒng)2包括：自聚焦透鏡3，光纖4，準(zhǔn)直透鏡5；其中該聚焦透鏡3與準(zhǔn)直透鏡5之間用光纖4連接，該光纖4的芯徑為大于50微米，長(zhǎng)度大于30毫米；其中準(zhǔn)直透鏡5為非球面透鏡；6為閃耀光柵，該閃耀光柵6接收準(zhǔn)直系統(tǒng)2發(fā)出的均勻平行光，經(jīng)閃耀光柵6的反射，形成1級(jí)衍射光和0級(jí)光，將1級(jí)衍射光沿入射光路反饋至準(zhǔn)直系統(tǒng)2，將0級(jí)光輸出。

請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1所示，本發(fā)明一種閃耀光柵外腔半導(dǎo)體激光器中的準(zhǔn)直方法，包括如下步驟：