[發(fā)明專利]一種寬帶波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910112200.5
• 申請(qǐng)日: 2009-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN101615763A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳礪;凌吉武;賀坤;盧秀愛;孫朝陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號(hào): H01S5/00
• 分類號(hào): H01S5/00;H01S5/065;H01S5/14;H01S5/06;H01S3/0941;H01S3/00
• 代理公司: 廈門市誠(chéng)得知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 方惠春;黃國(guó)強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及一種較寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo) 體激光器，特別適用作為泵浦源泵浦有較寬吸收帶寬的激光增益介質(zhì)。

背景技術(shù)

對(duì)于半導(dǎo)體激光器，人們?cè)诩す馄鱾?cè)面刻上窄帶反饋光柵，或者在腔內(nèi)加 入光柵、棱鏡等色散元件，或者加上窄帶濾光片來制作波長(zhǎng)鎖定半導(dǎo)體激光器。 此類波長(zhǎng)鎖定半導(dǎo)體激光器能夠?qū)⒓す馄鞯妮敵霾ㄩL(zhǎng)在一定的溫度范圍內(nèi)鎖定 在很窄的波長(zhǎng)范圍內(nèi).而且半導(dǎo)體激光器隨著溫度的變化，能帶間隔發(fā)生變化， 進(jìn)而增益帶中心發(fā)生漂移，隨著溫度的漂移，激光器的增益中心偏離鎖定的波 長(zhǎng)越來越大，并且由于窄帶波長(zhǎng)鎖定器件的窄帶濾波作用，當(dāng)溫度超出一定的幅 度以后，在半導(dǎo)體激光器的鎖定波長(zhǎng)處的增益變小，整個(gè)系統(tǒng)提供的反饋也會(huì) 變?nèi)酰竭_(dá)一定程度后就難以達(dá)到外腔反饋鎖定波長(zhǎng)的效果，波長(zhǎng)鎖定失效，這 類波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器其波長(zhǎng)鎖定的工作溫度范圍一般只有20℃-30℃，其 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足寬溫度工作范圍或者無溫度控制范圍的要求。而對(duì)于大多數(shù)激光 增益介質(zhì)對(duì)于半導(dǎo)體泵浦源均具有一定波長(zhǎng)吸收帶寬，如Nd:YAG的吸收帶寬 為5nm，Nd:YVO4為11nm，這樣對(duì)于這些激光增益介質(zhì)所用的半導(dǎo)體激光器光 源，就不必將波長(zhǎng)鎖定在很窄的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，而是可以將波長(zhǎng)鎖定在相對(duì)較寬 的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(如：5-11nm)。另外，一些可見光波段的半導(dǎo)體激光器如紅光 半導(dǎo)體激光器，如果溫度變化較大時(shí)，其波長(zhǎng)會(huì)在較大范圍內(nèi)漂移，從而使得顏 色變化很明顯，這就需要在較大的溫度范圍內(nèi)將其波長(zhǎng)限制在一定范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是基于大多數(shù)激光增益介質(zhì)對(duì)于半導(dǎo)體泵浦源均具有一定波長(zhǎng)吸 收帶寬的特點(diǎn)，提出將半導(dǎo)體激光器波長(zhǎng)鎖定在激光增益介質(zhì)吸收帶寬之內(nèi)， 從而使得半導(dǎo)體激光器使用溫度范圍獲得較大提高，并可應(yīng)用于激光顏色隨溫 度變化很敏感的可見光激光器領(lǐng)域。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的寬帶波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器，其輸出波長(zhǎng)鎖定在激光增益介質(zhì) 吸收帶寬之內(nèi)，激光增益介質(zhì)吸收帶寬是指半導(dǎo)體激光器從λ₁變化到λ₂的帶 寬，λ₁為激光增益介質(zhì)吸收譜短波可接受吸收波長(zhǎng)，λ₂為激光增益介質(zhì)吸收譜 長(zhǎng)波可接受吸收波長(zhǎng)，半導(dǎo)體激光器輸出光，經(jīng)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直，再由反饋 輸出系統(tǒng)反饋諧振及輸出泵浦激光，還加入寬帶波長(zhǎng)透射構(gòu)件，該寬帶波長(zhǎng)透 射構(gòu)件的鎖定范圍是單點(diǎn)波長(zhǎng)鎖定溫度范圍帶寬加上半導(dǎo)體激光器從λ₁變化到 λ₂的溫度帶寬，插入外諧振腔中，反饋輸出系統(tǒng)是采用由外腔提供反饋的結(jié)構(gòu)， 用以鎖定在λ₁到λ₂之間的輸出波長(zhǎng)范圍。

進(jìn)一步的，所述的寬帶波長(zhǎng)鎖定構(gòu)件是寬帶波長(zhǎng)透射構(gòu)件，插入外諧振腔 中，采用由外腔提供反饋的結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步的，所述的寬帶波長(zhǎng)透射構(gòu)件是寬帶濾光片或者鍍寬帶濾光膜的 光學(xué)元件。

進(jìn)一步的，所述的寬帶波長(zhǎng)鎖定構(gòu)件是寬帶波長(zhǎng)反射構(gòu)件，插入外諧振腔 中，采用由外腔提供反饋的結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步的，所述的寬帶波長(zhǎng)反射構(gòu)件是寬帶反射光柵或者鍍寬帶反射膜 的光學(xué)元件。或者，所述的寬帶波長(zhǎng)反射構(gòu)件是在半導(dǎo)體激光器側(cè)面刻寬帶反 饋光柵或者直接在腔鏡上鍍寬帶反射膜。

進(jìn)一步的，所述的反饋輸出系統(tǒng)為一個(gè)部分反射的后腔鏡構(gòu)成或者為一個(gè) 部分反射片以及一個(gè)全反射后腔鏡構(gòu)成。

更進(jìn)一步的，所述的全反射后腔鏡可以是平面反射片結(jié)構(gòu)或者是微型角錐 結(jié)構(gòu)。

如上所述的激光器可應(yīng)用于泵浦有較寬吸收帶寬的激光增益介質(zhì)；可應(yīng)用 于激光顏色隨溫度變化很敏感的可見光激光器；可應(yīng)用于激光探測(cè)中可允許一 定激光波長(zhǎng)帶寬的領(lǐng)域。

本發(fā)明采用如上技術(shù)方案，不同于已有的使用窄帶濾光片制作的波長(zhǎng)鎖定 激光器，具有更寬的工作溫度范圍，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1(a)為激光增益介質(zhì)吸收譜圖；

圖1(b)為本發(fā)明的寬帶波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器在不同溫度范圍輸出激光 波長(zhǎng)曲線圖；

圖2為本發(fā)明的寬帶波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的寬帶波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器的實(shí)施例二結(jié)構(gòu)圖；