[實用新型]一種外腔半導(dǎo)體激光器光路調(diào)整裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420820670.3
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN204230629U
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂雪芹;王霏
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: H01S5/14
• 分類號: H01S5/14;H01S5/06
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及外腔半導(dǎo)體激光器，尤其是涉及通過在外腔半導(dǎo)體激光器的光路中外加微區(qū)圖像分析光路，對外腔反饋光斑及半導(dǎo)體增益器件的內(nèi)腔腔面進行觀察和分析的一種外腔半導(dǎo)體激光器光路調(diào)整裝置。

背景技術(shù)

外腔半導(dǎo)體激光器是以外部光學(xué)元件作為光反饋、選模元件而制作的一類激光光源，該類激光光源具有光譜純度高、激射波長可調(diào)諧、效率高、可靠性好等優(yōu)點，在光通信、光學(xué)測量、光存儲等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。其中，將外部反饋光準確的反饋回半導(dǎo)體增益器件有源區(qū)，使之與有源介質(zhì)發(fā)生相互作用，對外腔半導(dǎo)體激光器的輸出功率、穩(wěn)定性等具有重要的影響。

傳統(tǒng)的外腔半導(dǎo)體激光器的光路調(diào)試，是依靠肉眼直接觀察光束的準直狀態(tài)和反饋光的位置，通過對外部光學(xué)元件的多維狀態(tài)微調(diào)整，使外部反饋光與半導(dǎo)體增益器件的內(nèi)腔腔面重合，從而引起輸出光束強度的突然增大，最終實現(xiàn)外腔激射。在采用傳統(tǒng)方法調(diào)試外腔光路過程中，對反饋回半導(dǎo)體增益器件內(nèi)腔腔面上光斑的尺寸和具體位置均無法判斷，很難得到外腔光路的最優(yōu)狀態(tài)，難以實現(xiàn)內(nèi)外腔之間的最佳耦合。因此，開發(fā)一種方便實用的外腔光路調(diào)試方法，對于提升外腔半導(dǎo)體激光器的性能極為重要。

郭曙光(郭曙光.緊湊光子源研究.南開大學(xué)博士學(xué)位論文，2001年4月，26-28)介紹了一些關(guān)于改善激光器性能方面的工作和內(nèi)容，包括：對80Onm波段Littrow和Littman結(jié)構(gòu)的弱耦合可調(diào)諧外腔半導(dǎo)體激光器的實驗研究；系統(tǒng)分析了外腔半導(dǎo)體激光器無跳模調(diào)諧結(jié)構(gòu)的定位誤差對無跳模調(diào)諧范圍的影響并設(shè)計了一套大范圍無跳模調(diào)諧外腔半導(dǎo)體激光器實驗系統(tǒng)；分析了光柵光譜儀器中的三類正弦機構(gòu)并設(shè)計了可實現(xiàn)波長線性標度的Littrow和Littman外腔半導(dǎo)體激光器調(diào)諧機構(gòu)；采用光纖Bragg光柵作為外腔反饋元件后對可調(diào)諧光纖光柵外腔半導(dǎo)體激光器的性能研究；將Littrow光柵調(diào)諧技術(shù)應(yīng)用到摻Y(jié)b³⁺雙包層光纖激光器中的特性；描述了兩種類型的光學(xué)鎮(zhèn)定器。并給出在8OOnm波段弱耦合光柵外腔半導(dǎo)體激光器的實驗研究部分有談及外腔半導(dǎo)體激光器的調(diào)試方法。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種外腔半導(dǎo)體激光器光路調(diào)整裝置。

本實用新型設(shè)有半導(dǎo)體增益器件、準直透鏡、分束鏡、分光元件、聚焦透鏡、CCD攝像機和顯示屏；

所述半導(dǎo)體增益器件、準直透鏡、分束鏡、分光元件依次同軸排列，聚焦透鏡和CCD攝像機依次設(shè)在分束鏡的反射光路上，CCD攝像機的輸出端口接顯示屏的輸入端。

所述半導(dǎo)體增益器件為具有光增益的半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括但不限于邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器、超輻射發(fā)光二極管、光放大器等。

所述準直透鏡為具有光學(xué)準直作用的光學(xué)鏡片，能將半導(dǎo)體增益器件發(fā)出的光束準直為平行光束，包括但不限于非球面透鏡、雙膠合透鏡、物鏡鏡頭等。

所述分束鏡為厚度小于1mm，可將入射光束分成具有透射與反射兩束光的光學(xué)元件，所述透射與反射兩束光的光強比優(yōu)選1∶1；所述分束鏡被安裝在一置物臺上，可在光路系統(tǒng)中移進移出，即調(diào)整外腔光路時將其移入光路系統(tǒng)，調(diào)整完畢將其移出光路系統(tǒng)，避免外腔激光器使用時的光損失。由于分束鏡厚度較小，可忽略移進移出分束鏡對外腔光路系統(tǒng)的影響。

所述分光元件可采用衍射光柵。

所述聚焦透鏡為具有光學(xué)聚焦作用的光學(xué)鏡片，能將光束聚焦于CCD攝像機中，包括但不限于焦距為5cm的凸透鏡或平凸透鏡等。

所述CCD攝像機位于聚焦透鏡的焦點上，使外腔反饋光斑及半導(dǎo)體增益器的內(nèi)腔腔面成像于CCD攝像機表面。

所述顯示屏與CCD攝像機相連接，在顯示屏上可觀察成像于CCD攝像機中的外腔反饋光斑及半導(dǎo)體增益器件內(nèi)腔腔面的圖像。

所述外腔半導(dǎo)體激光器光路調(diào)整裝置能將經(jīng)分光元件反饋后的光斑和半導(dǎo)體增益器件的內(nèi)腔腔面直觀地反映在顯示屏上，在顯示屏上圖像的指導(dǎo)下，可對準直透鏡和分光元件進行多維狀態(tài)微調(diào)整，從而方便地調(diào)節(jié)反饋光斑的尺寸和位置，最終使反饋光斑和半導(dǎo)體增益器件內(nèi)腔腔面重合，獲得最佳的外腔激光器光路，從而改善外腔半導(dǎo)體激光器的性能。

采用本實用新型進行外腔半導(dǎo)體激光器光路調(diào)整的方法，包括以下步驟：

步驟1：當對外腔半導(dǎo)體激光器進行光路調(diào)整時，通過平移或旋轉(zhuǎn)置物臺將分束鏡移入光路中；

步驟2：將半導(dǎo)體增益器件激射后的激光通過準直透鏡進行準直后射向分束鏡，此時一部分激光光強透過分束鏡射向分光元件，另一部分激光光強被分束鏡反射后射向聚焦透鏡；