[發(fā)明專利]法布里-珀羅腔及外腔半導(dǎo)體激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210040547.5
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN103259191A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 臧二軍;趙陽;李燁;曹建平;方占軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量科學(xué)研究院
• 主分類號: H01S5/14
• 分類號: H01S5/14
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 毛麗琴

1.一種法布里-珀羅腔，其特征在于，法布里-珀羅腔包括腔體、耦合棱鏡，其中腔體是由單塊光學(xué)元件整體構(gòu)成的折疊共焦腔，腔體具有耦合面、第一反射面和第二反射面，耦合棱鏡設(shè)在耦合面上，第二反射面為球面；

入射光束通過耦合棱鏡，以倏逝波形式射入腔體內(nèi)，經(jīng)第一反射面全反射后，正入射在第二反射面上，光束被第二反射面反射后返回到第一反射面，經(jīng)第一反射面全反射后返回到耦合面，在耦合面處發(fā)生全反射，同時生成倏逝波形式的透射光束，經(jīng)耦合面全反射的光束正入射在第二反射面上，光束被第二反射面反射后經(jīng)原路返回到耦合面，經(jīng)耦合面全反射后再入射到第一反射面上進行全反射，實現(xiàn)光束在耦合面、第一反射面和第二反射面之間諧振；所述透射光束沿著與入射光束共線反向的方向射出；

其中，第二反射面的曲率半徑等于光束在耦合面、第一反射面和第二反射面之間諧振一周的光路幾何長度的一半。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的法布里-珀羅腔，其特征在于，

所述腔體滿足：

其中α為光束在腔體內(nèi)的耦合面上的反射角，α大于或等于腔體材料的全反射角，H為腔體的矢高，腔體沿矢高軸對稱。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的法布里-珀羅腔，其特征在于，

腔體的材料為光學(xué)石英玻璃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的法布里-珀羅腔，其特征在于，

第二反射面上鍍有光學(xué)鍍膜，鍍膜的吸收系數(shù)小于50ppm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的法布里-珀羅腔，其特征在于，

第二反射面上光學(xué)鍍膜的鍍膜反射率大于0.999。

6.一種外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，包括半導(dǎo)體激光管、準直透鏡、衍射光柵、法布里-珀羅腔，法布里-珀羅腔包括腔體、耦合棱鏡，腔體是由單塊光學(xué)元件整體構(gòu)成的折疊共焦腔，腔體具有耦合面、第一反射面和第二反射面，耦合棱鏡設(shè)在耦合面上，第二反射面為球面，其中：

半導(dǎo)體激光管發(fā)出的激光光束通過準直透鏡入射到衍射光柵，衍射光柵對激光光束進行衍射，將零級衍射光束作為外腔半導(dǎo)體激光器的輸出光束；并將一級衍射光束作為入射光束，通過耦合棱鏡以倏逝波形式射入腔體內(nèi)，經(jīng)第一反射面全反射后，正入射在第二反射面上，光束被第二反射面反射后返回到第一反射面，經(jīng)第一反射面全反射后返回到耦合面，在耦合面處發(fā)生全反射，同時生成倏逝波形式的透射光束，經(jīng)耦合面全反射的光束正入射在第二反射面上，光束被第二反射面反射后經(jīng)原路返回到耦合面，經(jīng)耦合面全反射后再入射到第一反射面上進行全反射，實現(xiàn)光束在耦合面、第一反射面和第二反射面之間諧振，其中，第二反射面的曲率半徑等于光束在耦合面、第一反射面和第二反射面之間諧振一周的光路幾何長度的一半；所述透射光束沿著與入射光束共線反向的方向入射到衍射光柵；衍射光柵對透射光束進行衍射，并將一級衍射光束作為反饋光束，通過準直透鏡入射到半導(dǎo)體激光管中，半導(dǎo)體激光管利用反饋光束實現(xiàn)窄線寬的激光輸出。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，外腔半導(dǎo)體激光器還包括半導(dǎo)體激光管熱沉，用于控制半導(dǎo)體激光管的溫度，從而控制半導(dǎo)體激光管發(fā)出激光光束的頻率。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，外腔半導(dǎo)體激光器還包括第一調(diào)節(jié)架，衍射光柵安裝在第一調(diào)節(jié)架上，第一調(diào)節(jié)架用于對衍射光柵的角度和位置進行粗調(diào)；光柵調(diào)節(jié)架還具有第一壓電陶瓷，用于對衍射光柵的角度和位置進行微調(diào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，外腔半導(dǎo)體激光器還包括第二調(diào)節(jié)架，法布里-珀羅腔安裝在第二調(diào)節(jié)架上，第二調(diào)節(jié)架還包括法布里-珀羅腔熱沉和第二壓電陶瓷，其中法布里-珀羅腔熱沉用于控制法布里-珀羅腔的溫度，從而實現(xiàn)對所述透射光束的頻率進行大范圍慢速調(diào)諧，第二壓電陶瓷通過應(yīng)力改變法布里-珀羅腔的諧振頻率，用于對所述透射光束的頻率進行小范圍快速調(diào)諧。

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，

所述腔體滿足：

其中α為光束在腔體內(nèi)的耦合面上的反射角，α大于或等于腔體材料的全反射角，H為腔體的矢高，腔體沿矢高軸對稱。

11.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，

衍射光柵為透射型光柵或反射型光柵。