[發明專利]利用光柵與反射元件實現兩次衍射壓縮譜寬的光譜合束裝置

有效

• 申請號: 201710541892.X
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107272214B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 于娜;周常河;韋春龍;周權
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種利用光柵與反射元件實現兩次衍射壓縮譜寬的光譜合束裝置，其特征在于包括：半導體激光器光源(1)、慢軸準直柱透鏡(2)、變換透鏡(3)、透射光柵(4)、反射鏡(5)和輸出耦合鏡(6)；

所述的半導體激光器光源(1)位于所述的慢軸準直柱透鏡(2)的前焦點和變換透鏡(3)的前焦點上，所述的透射光柵(4)位于變換透鏡(3)的后焦點之前，所述的半導體激光器光源(1)為多個發光單元的平行光束，經慢軸準直柱透鏡(2)準直后，經變換透鏡(3)會聚的中心光束以利特羅角入射到所述的透射光柵(4)上，經該透射光柵(4)進行第一次衍射后的中心衍射光束以利特羅角出射后，入射到所述的反射鏡(5)，經該反射鏡(5)反射的中心衍射光束以利特羅角再次入射到所述透射光柵(4)上，且反射鏡(5)與透射光柵(4)的相對位置，能保證入射到透射光柵(4)上的光斑最小，經透射光柵(4)進行第二次衍射后的衍射光束垂直入射到所述的輸出耦合鏡(6)上，實現合束輸出。

2.一種利用光柵與反射元件實現兩次衍射壓縮譜寬的光譜合束裝置，其特征在于包括：半導體激光器光源(1)、慢軸準直柱透鏡(2)、變換透鏡(3)、衍射光柵(4＇)、直角棱鏡(5＇)和輸出耦合鏡(6)；所述的衍射光柵(4＇)分為左右兩部分，其中左部分為透射式光柵(14)，右部分為反射式光柵(15)；

所述的半導體激光器光源(1)位于所述的慢軸準直柱透鏡(2)的前焦點和變換透鏡(3)的前焦點上，所述的衍射光柵(4＇)位于變換透鏡(3)的后焦點之前，所述的半導體激光器光源(1)為多個發光單元的平行光束，經慢軸準直柱透鏡(2)準直后，經變換透鏡(3)會聚的中心光束以利特羅角入射到所述的衍射光柵(4＇)上的透射式光柵(14)進行第一次衍射，衍射后的中心衍射光束以利特羅角出射后，入射到所述的直角棱鏡(5＇)，經該直角棱鏡(5＇)反射的中心衍射光束以利特羅角再次入射到所述衍射光柵(4＇)上，且該直角棱鏡(5＇)與衍射光柵(4＇)的相對位置，能保證入射到衍射光柵(4＇)上的光斑最小，經該衍射光柵(4＇)的反射式光柵(15)進行第二次衍射后的衍射光束垂直入射到所述的輸出耦合鏡(6)上，實現合束輸出。

3.根據權利要求1或2所述的利用光柵與反射元件實現兩次衍射壓縮譜寬的光譜合束裝置，其特征在于：所述的半導體激光器光源(1)包括半導體激光陣列(11)前后放置的快軸準直柱透鏡(12)和斜45°柱透鏡陣列(13)，所述的半導體激光器陣列(11)的后腔面和輸出耦合鏡(6)之間形成激光諧振腔，光束在激光諧振腔中反饋振蕩，所述的半導體激光器陣列(11)快軸方向的光束由快軸準直柱透鏡(12)準直，經過斜45°柱透鏡陣列(13)旋轉，交換快軸和慢軸后，慢軸方向的光束由慢軸準直柱透鏡(2)準直。

4.根據權利要求3所述的利用光柵與反射元件實現兩次衍射壓縮譜寬的光譜合束裝置，其特征在于：所述的半導體激光器陣列(11)包含多個發光單元，各發光單元等間距排列，所述的半導體激光器陣列(11)的前腔面鍍增透膜，腔面反射率小于1％，后腔面鍍高反膜，腔面反射率大于95％。

5.根據權利要求1所述的利用光柵與反射元件實現兩次衍射壓縮譜寬的光譜合束裝置，其特征在于：所述的透射光柵(4)在1或-1級衍射效率大于90％，其最高衍射效率所對應的波長與半導體激光器光源(1)的波長相匹配，且所述的透射光柵(4)為偏振無關光柵，或者偏振方向與半導體激光器光源(1)的偏振方向相同的光柵，并具有高損傷閾值。

6.根據權利要求2所述的利用光柵與反射元件實現兩次衍射壓縮譜寬的光譜合束裝置，其特征在于：所述的衍射光柵(4＇)包括左右兩部分，其中一半為透射式光柵(14)，另一半為反射式光柵(15)，光柵周期相同，在1級或-1級衍射效率大于90％，其最高衍射效率所對應的波長與半導體激光器的波長相匹配，且所述的衍射光柵(4＇)為偏振無關光柵，或者偏振方向與半導體激光器光源的偏振方向相同的光柵，并具有高損傷閾值。