[發(fā)明專利]Littrow結構可調(diào)諧外腔式激光器及其無跳模掃頻調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310050542.5
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103151703A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 劉國棟;路程;甘雨;陳鳳東;劉炳國;莊志濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: H01S5/14
• 分類號: H01S5/14;H01S5/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發(fā)明涉及Littrow結構可調(diào)諧外腔式激光器及其無跳模掃頻調(diào)節(jié)方法，屬于激光調(diào)諧技術領域。

背景技術

Littrow結構外腔式激光器能夠?qū)崿F(xiàn)單模的連續(xù)掃頻，其頻率調(diào)節(jié)是通過旋轉(zhuǎn)光柵實現(xiàn)的。當找到一個最優(yōu)光柵旋轉(zhuǎn)軸點，即可實現(xiàn)激光器的無跳模掃頻連續(xù)調(diào)節(jié)。其結構示意圖如圖2所示。

圖2中，在對激光器調(diào)諧的過程中，光柵以O點為軸點進行旋轉(zhuǎn)，此時公式(1)和公式(2)共同決定了外腔式激光器發(fā)出激光束的波長λ：

λ_r＝d2sinθ，(1)

λq=2Lf(θ)q,---(2)]]>

上式中，外腔式激光器發(fā)出激光束的波長λ等于最接近λ_r的λ_q值，λ_r為照射到光柵上后能夠原路返回的光波波長，d為光柵周期，θ為光柵的入射角；λ_q為諧振波長，L_f為Littrow結構外腔式激光器光學腔長，q為所述Littrow結構外腔式激光器振蕩的縱模數(shù)，為正整數(shù)。

設定上面兩公式中，θ＝θ₀時，λ_r＝λ_q。若要實現(xiàn)激光器的無跳模掃頻連續(xù)調(diào)節(jié)，θ在θ₀附近小范圍內(nèi)變化時，需要滿足λ_r與λ_q的差值小于激光器縱模間隔Δλ的一半，即：

F(θ)=|λr-λq|=|d2sinθ-2Lf(θ)q|<Δλ/2,---(3)]]>

在旋轉(zhuǎn)光柵的過程中，L_f(θ)由L_x、L_y和θ共同決定，其中L_x為軸點O到激光二極管管腔的水平距離，L_y為軸點O到光軸的豎直距離。通過計算F(θ)的一階導數(shù)，可以求出當軸點的位置L_x、L_y滿足公式(4)時，F(xiàn)(θ)滿足公式(3)，且θ有最大的變化范圍，即此時外腔式激光器有最大的調(diào)諧范圍：