[發明專利]一種半導體激光器驅動方法

有效

• 申請號: 201710247714.6
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107017554B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 劉洋
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: H01S5/04
• 分類號: H01S5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種半導體激光器驅動方法，屬于光電子技術領域。

背景技術

半導體激光器屬于一種熟知的激光器。一般商業上成熟的半導體激光器，其輸出波長通常會受到兩個因素的影響，一個是驅動電流，另一個是溫度。《半導體激光器輸出波長隨工作電流變化的實驗研究》(作者：李成仁，紅外與激光工程，第32卷第4期)一文詳細研究了兩種半導體激光器的輸出波長以及輸出功率隨著驅動電流和溫度的變化而變化的情況，最后得出結論：波長隨驅動電流和溫度的增加發生基本線性的紅移，并且具體測量出了驅動電流每增加10mA波長的紅移量，溫度每增加一度的紅移量。針對該問題，為了穩定半導體的輸出，現有技術給出的解決方法是使用反饋技術來控制驅動電流或者控制半導體激光器的溫度，控制驅動電流遇到的問題就是會與高功率的輸出產生矛盾，控制溫度則需要特定的制冷器件，這會導致功耗的極大增加。

發明內容

根據本發明的一實施例，提供了一種半導體激光器驅動方法，包括：步驟1)測定半導體激光器波長溫度和電流漂移系數；其特征還在于：還包括以下步驟：

步驟2)將所述波長的溫度和電流漂移系數轉變為折射率的溫度和電流漂移系數；步驟3)對半導體激光器的兩個端面鍍增透膜，該增透膜覆蓋了所有的波長漂移范圍以及泵浦光；步驟4)將端面鍍膜之后的半導體激光器置于至少一個反射鏡可動的法布里珀羅腔內；步驟5)測定半導體激光器工作時溫度和電流相對于初始的變化量；步驟6)根據步驟2)計算出的折射率的溫度和電流漂移系數和步驟5)測定出的變化量驅動所述至少一個可動的反射鏡，使得諧振腔的光學長度滿足初始波長的諧振條件而不滿足從初始波長到漂移后波長范圍內任意波長的諧振條件。

根據本發明的一實施例，所述至少一個可動的反射鏡由壓電器件驅動。

根據本發明的一實施例，所述壓電器件為壓電陶瓷或壓電晶體。

根據本發明的一實施例，提供了一種用于所述的半導體激光器驅動方法的半導體激光器，其特征在于：包括半導體激光器，該半導體激光器的兩個端面均鍍有增透膜，增透膜的增透范圍覆蓋泵浦光和諧振腔的激光，還包括用于放置該半導體激光器的法布里珀羅腔，該法布里珀羅腔的至少一個腔鏡可沿著腔軸向進行移動，驅動其移動的裝置包括壓電器件，還包括溫度傳感器和電流傳感器，其中溫度傳感器用于檢測半導體激光器工作時的溫度變化，電流傳感器用于檢測半導體激光器工作時驅動電流的變化，還包括與溫度傳感器，半導體激光器，電流傳感器以及壓電器件電連接的控制器，該控制器用于實現溫度和電流值的讀取，半導體激光器的驅動，數值計算以及壓電器件的控制。

附圖說明

附圖1是本發明的驅動方法中所使用的半導體激光器示意圖；

在上述圖中，1和2分別表示前后腔鏡，3表示半導體激光芯片，4表示控制器，5表示致動器。

具體實施方式

下面將在結合附圖的基礎上詳細描述本發明的半導體激光器驅動方法。本發明的工作原理基于以下構思，根據現有技術的記載該方法包括以下步驟：1)測定半導體激光器波長溫度和電流漂移系數；2)將所述波長的溫度和電流漂移系數轉變為折射率的溫度和電流漂移系數；3)對半導體激光器的兩個端面鍍增透膜，該增透膜覆蓋了所有的波長漂移范圍；4)將端面鍍膜之后的半導體激光器置于至少一個反射鏡可動的法布里珀羅腔內；5)測定半導體激光器工作時溫度和電流相對于基準的變化量；6)根據步驟2)計算出的折射率的溫度和電流漂移系數和步驟5)測定出的變化量驅動所述至少一個可動的反射鏡，使得諧振腔的光學長度滿足基準波長的諧振條件而不滿足從基準波長到漂移后波長范圍內任意波長的諧振條件。

在步驟1)中，可使用現有技術來測定相應半導體激光器的溫度和電流漂移系數，例如可參考《半導體激光器輸出波長隨工作電流變化的實驗研究》(作者：李成仁，紅外與激光工程，第32卷第4期)一文，可分別得出波長的溫度漂移系數A和電流漂移系數B，也即輸出波長與溫度和電流的近似線性關系。

在步驟2)中，半導體激光器在溫度和驅動電流變化后輸出波長也發生變化，但是無論怎樣變化，其所輸出的波長必定滿足諧振腔的諧振條件，所以由此可將步驟1)中測量出的系數A和B轉換為折射率溫度漂移系數C和折射率電流漂移系數D，也即該步驟可得出單位溫度的諧振腔內折射率變化量以及單位電流的折射率變化量。