[發(fā)明專利]基于半導(dǎo)體激光器陣列的對(duì)輸出光進(jìn)行調(diào)制的激光器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410837009.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN104466672A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊盈瑩;林學(xué)春;趙亞平;王麗榮;汪楠;牛奔
• 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): H01S5/06
• 分類號(hào): H01S5/06;H01S5/10;H01S5/40
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于半導(dǎo)體激光器陣列的對(duì)輸出光進(jìn)行調(diào)制激光器，可對(duì)輸出光進(jìn)行調(diào)Q或者倍頻。

背景技術(shù)

由于半導(dǎo)體激光陣列本身結(jié)構(gòu)的原因，整體的光束質(zhì)量不高，空間亮度不高，限制了半導(dǎo)體激光器在很多方面的應(yīng)用。半導(dǎo)體激光器輸出多為連續(xù)波，少部分脈沖輸出的半導(dǎo)體激光器輸出功率很低，不能滿足應(yīng)用需求。

調(diào)Q技術(shù)又叫Q開關(guān)技術(shù)，是將一般輸出的連續(xù)激光能量壓縮到寬度極窄的脈沖中發(fā)射，從而使光源的峰值功率可提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)的一種技術(shù)，可獲得高峰值功率，窄脈寬脈沖激光。通過調(diào)Q元件來實(shí)現(xiàn)。

倍頻技術(shù)是指，利用非線性晶體在強(qiáng)激光作用下的非線性效應(yīng)，使頻率為ω的激光通過晶體后變?yōu)轭l率為2ω、3ω或Nω(N為整數(shù))的倍頻光。

光譜組束(Christian?Wirth，36(16)，3118-3120(2011)Optics?Letters)是提高半導(dǎo)體激光器陣列的光束質(zhì)量的方法之一，將半導(dǎo)體激光陣列放置于一個(gè)由變換傳輸透鏡、衍射光柵和耦合輸出鏡構(gòu)成的外腔中，陣列的每一個(gè)發(fā)光單元的波長(zhǎng)通過外腔反饋被鎖定，陣列的每一個(gè)發(fā)光單元的光束在輸出耦合鏡上重疊，并按相同的方向輸出。理想情況下，組合輸出光束質(zhì)量在組束的方向?yàn)閱我话l(fā)光單元的光束質(zhì)量，輸出功率按陣列單元數(shù)累加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種基于半導(dǎo)體激光器陣列的對(duì)輸出光進(jìn)行調(diào)制的激光器，其是將調(diào)Q元件或倍頻晶體置于光譜組束腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)調(diào)Q或腔內(nèi)倍頻，優(yōu)化半導(dǎo)體激光器陣列的光束質(zhì)量，提高調(diào)Q或倍頻的轉(zhuǎn)化效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高。

本發(fā)明提供一種基于半導(dǎo)體激光器陣列的對(duì)輸出光進(jìn)行調(diào)制的激光器，包括：

一半導(dǎo)體激光器陣列；

一耦合透鏡組，該耦合透鏡組位于半導(dǎo)體激光器陣列的輸出光路上；

一調(diào)制裝置，該調(diào)制裝置位于耦合透鏡組之后，位于半導(dǎo)體激光器陣列的輸出光路上；

一衍射光柵，該衍射光柵位于調(diào)制裝置之后，位于半導(dǎo)體激光器陣列的輸出光路上，該衍射光柵與半導(dǎo)體激光器陣列輸出光路成一預(yù)定夾角；

一輸出鏡，該輸出鏡位于衍射光柵折射的光路上。

本發(fā)明的有益效果是，其結(jié)合了光譜組束、調(diào)Q技術(shù)以及倍頻技術(shù)，通過直接對(duì)半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)出的激光進(jìn)行調(diào)Q或倍頻激光，得到脈沖激光或倍頻激光，提供了一種對(duì)輸出光進(jìn)行調(diào)制的激光器。將調(diào)Q元件或倍頻元件置于半導(dǎo)體激光器陣列后腔面與輸出鏡構(gòu)成諧振腔內(nèi)，對(duì)半導(dǎo)體激光器陣列進(jìn)行調(diào)Q或倍頻，本發(fā)明具有簡(jiǎn)單有效、易于調(diào)節(jié)、工作穩(wěn)定可靠、實(shí)用性強(qiáng)、適用范圍廣的優(yōu)勢(shì)。

附圖說明

為進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明如后，其中：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中耦合透鏡組2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1及圖2所示，本發(fā)明提供一種基于半導(dǎo)體激光器陣列的對(duì)輸出光進(jìn)行調(diào)制的激光器，包括：

一半導(dǎo)體激光器陣列1，該其中半導(dǎo)體激光器陣列1的輸出波長(zhǎng)為100nm-10μm；所述的半導(dǎo)體激光器陣列1作為激光光源，所述的半導(dǎo)體激光器陣列1的后腔面鍍?cè)鐾改ぁ＃?/p>

一耦合透鏡組2，該耦合透鏡組2位于半導(dǎo)體激光器陣列1的輸出光路上，該耦合透鏡組2包括：依序排列的快軸準(zhǔn)直鏡21、慢軸準(zhǔn)直鏡22、聚焦透鏡23，該耦合透鏡組2對(duì)半導(dǎo)體激光器陣列1發(fā)出的激光進(jìn)行匯聚，使其聚焦點(diǎn)位于后敘的衍射光柵4上；

一調(diào)制裝置3，該調(diào)制裝置3位于耦合透鏡組2之后，位于半導(dǎo)體激光器陣列1的輸出光路上，該調(diào)制裝置3為調(diào)Q元件或倍頻元件；該調(diào)Q元件為主動(dòng)調(diào)Q元件或被動(dòng)調(diào)Q元件，該調(diào)Q元件3的工作方式為電光調(diào)Q、聲光調(diào)Q、可飽和吸收調(diào)Q或機(jī)械轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q，該倍頻元件作用是對(duì)基頻光進(jìn)行N倍的頻率變換，N為整數(shù)，該倍頻元件的材料為磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸二氘鉀、砷酸二氘銫、砷酸二氫銫、鈮酸鋰、鈮酸鋇鈉、鈮酸鉀或周期性極化鈮酸鋰，所述的調(diào)Q元件作用是使輸出的連續(xù)激光能量壓縮到寬度極窄的脈沖中發(fā)射，從而使光源的峰值功率可提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，可獲得高峰值功率，窄脈寬脈沖激光，所述的被動(dòng)調(diào)Q元件是可飽和吸收體或半導(dǎo)體可飽和吸收體鏡，所述的可飽和吸收體為Cr⁴+：YAG、Co：Spinel或V：YAG；