[發明專利]小型化高重復頻率鎖模半導體薄片激光器

在審

• 申請號: 201610163908.3
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105633796A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 張鵬;蔣茂華;朱仁江;范嗣強;張玉
• 申請（專利權）人: 重慶師范大學
• 主分類號: H01S5/343
• 分類號: H01S5/343;H01S5/10;H01S5/04;H01S5/065
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明涉及一種鎖模半導體薄片激光器領域，具體涉及一種小型化高重復頻率鎖模半導體薄片激光器。

背景技術

導體薄片激光器具有半導體激光器的優點：波長覆蓋了從可見光到近紅外的寬廣范圍，半導體對抽運光的帶間躍遷吸收使其吸收帶寬很寬，對抽運光的波長漂移不敏感；器件本身效率高、壽命長、體積小等；另一方面，它又具有固體薄片激光器的優點：光束質量十分優良，光抽運可以產生大面積的均勻抽運，因而可以通過增大抽運光斑面積來降低激光器的熱效應；在半導體薄片激光器中通過設置可飽和吸收體層，可將連續激光轉換成具有一定重復頻率的脈沖激光，高重復頻率全固態脈沖激光在科研、工業、醫學和國防軍事等領域具有廣泛的應用價值，而一般的鎖模半導體薄片激光的結構中，為保證泵浦光斑的均勻性一般垂直入射形成圓斑，泵浦光與激光諧振腔位于增益芯片的同一側，使得諧振腔的設計及搭建受到限制，造成諧振腔腔長較大，由于諧振腔腔長與鎖模脈沖的重復頻率成反比，導致鎖模脈沖重復頻率較低，不能獲得較高的重復頻率，造成其應用受到限制。

因此，為解決以上問題，需要一種小型化高重復頻率鎖模半導體薄片激光器，能夠使諧振腔的設計及搭建不再受到泵浦光的限制，諧振腔的腔長可以做得很短，鎖模脈沖重復頻率得到很大提高，同時激光器也變得更加緊湊而小型化。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供小型化高重復頻率鎖模半導體薄片激光器，能夠使諧振腔的設計及搭建不再受到泵浦光的限制，諧振腔的腔長可以做得很短，鎖模脈沖重復頻率得到很大提高，同時激光器也變得更加緊湊而小型化。

本發明的小型化高重復頻率鎖模半導體薄片激光器，包括增益芯片、光學諧振腔鏡組件和泵浦光源，所述光學諧振腔鏡組件位于增益芯片前側并與增益芯片組成V型諧振腔，所述泵浦光源從后側對增益芯片進行泵浦并通過光學諧振腔鏡組件產生鎖模脈沖激光。

進一步，所述增益芯片由前到后依次包括量子阱有源區、第一分布布喇格反射層和第一熱沉，所述第一分布布喇格反射層為對基頻光高反而對泵浦光高透的結構，熱沉上設置有用于泵浦光穿過的通光孔。

進一步，所述第一分布布喇格反射層包括依次間隔設置的低折射率層和高折射率層，所述低折射率層由砷化鎵制備而成，所述高折射率層由砷化鎵摻雜鋁后制備而成。

進一步，所述高折射率層中鋁按摩爾比占10％-20％。

進一步，所述光學諧振腔鏡包括后腔反射鏡和耦合輸出鏡，所述后腔反射鏡由后向前依次包括第二分布布喇格反射層、可飽和吸收體層和基片層；所述基質片為由砷化鎵材料制備而成的用于壓窄基頻激光線寬的半導體片，基質片的上、下表面均拋光處理且相互平行，基質片的上表面設置有對基頻激光增透的增透膜；所述可飽和吸收體層包括兩層砷化鎵和設置于兩層砷化鎵之間的砷化鎵銦。

進一步，所述量子阱有源區由多個量子阱單元重疊而成，所述量子阱單元包括兩層勢壘層和設置于兩勢壘層之間的量子阱層；所述勢壘層和量子阱層分別為砷化鎵和砷化鎵銦。

進一步，所述增益芯片前側還設置有窗口層和保護層；所述窗口層為砷化鎵銦，所述保護層為砷化鎵。

進一步，所述通光孔為錐形孔。

本發明的有益效果是：本發明公開的一種小型化高重復頻率鎖模半導體薄片激光器，通過將泵浦光源設置于增益芯片的后側并從后側進行光泵浦，可完全避免泵浦光源對諧振腔造成干涉，諧振腔的設計及搭建不再受到泵浦光的限制，諧振腔的腔長可以做得很短，鎖模脈沖重復頻率得到很大提高，同時激光器也變得更加緊湊而小型化，大大提高其應用范圍和激光性能。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述：

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中可飽和吸收體層的結構示意圖；

圖3為本發明中增益芯片的結構示意圖；

圖4為基質片對激光器輸出進行濾波的原理圖。

具體實施方式