[發(fā)明專利]一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型

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• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN111129951A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃彥;張宇露;高志強;周建發(fā);史青;彭泳卿
• 申請（專利權(quán)）人: 北京遙測技術(shù)研究所;航天長征火箭技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01S5/14
• 分類號: H01S5/14;H01S5/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

1.一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于包括：半導體激光芯片、腔內(nèi)準直器、MEMS反射鏡、腔外準直器和光柵；

半導體激光芯片：用于接收注入電流，輸出寬譜自發(fā)輻射熒光，為外腔波長選擇提供光源；

腔內(nèi)準直器：用于對激光芯片腔內(nèi)端輸出的發(fā)散光束進行準直，減小光束發(fā)散角；

MEMS反射鏡：用于將經(jīng)過腔內(nèi)準直器的準直光束反射至光柵；

光柵：用于對準直光束進行衍射，并選擇特定波長的衍射光原路返回激光芯片中形成激光振蕩；

腔外準直器：用于對從激光芯片腔外端輸出的發(fā)散光束進行準直，形成激光器輸出光束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于：半導體激光芯片發(fā)出的發(fā)散光束經(jīng)腔內(nèi)準直器準直后，準直光束被MEMS反射鏡反射至光柵發(fā)生衍射，選取合適的光柵入射角，使特定波長光束的某非零級次衍射角等于入射角，即該波長光束被光柵選中能夠沿著入射光束反方向原路返回激光芯片中，形成激光振蕩并輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于：當MEMS反射鏡發(fā)生轉(zhuǎn)動時，被其反射的準直光束入射光柵的入射角發(fā)生變化，則被光柵選中原路返回激光芯片并形成振蕩和輸出的光波長也隨之改變，即實現(xiàn)了輸出激光波長的調(diào)諧。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于：所述半導體激光芯片為傳統(tǒng)半導體激光芯片、量子級聯(lián)激光芯片或帶間級聯(lián)激光芯片，其輸出光束波長為紫外、可見光、近紅外、中紅外、遠紅外或太赫茲波段；腔內(nèi)準直器、MEMS反射鏡、光柵和腔外準直器的工作波段能覆蓋芯片輸出光束波長。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于：所述半導體激光芯片為寬譜芯片或法布里-珀羅芯片；所述半導體激光芯片的兩個端面有鍍增透膜、增反膜、特定透過率膜或者不鍍膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于：半導體激光芯片激光輸出途徑包括從激光芯片腔外端輸出、以光柵零級衍射光作為輸出或者通過光學元器件分光輸出；激光輸出形式為空間光輸出或者光纖耦合輸出。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于：所述光柵的衍射級次為±1級、±2級以及±3級；光柵工作方式為反射式或透射式；光柵種類為刻線光柵、全息光柵或階梯光柵；光柵面型為平面或曲面；光柵表面光學膜層為增透膜或增反膜。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于：所述MEMS反射鏡為電磁驅(qū)動或靜電驅(qū)動；MEMS反射鏡的反射面形狀為圓形、橢圓形或方形；MEMS反射鏡的反射面鍍膜為鍍金或鍍鋁。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于：所述腔內(nèi)準直器和腔外準直器的工作方式為透射式或反射式，腔內(nèi)準直器和腔外準直器的面型為球面、拋物面或復雜非球面；腔內(nèi)準直器和腔外準直器的組成為單片式或多片組合式；腔內(nèi)準直器和腔外準直器表面光學膜層為增透膜或增反膜。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光柵和MEMS反射鏡的寬調(diào)諧外腔半導體激光器腔型，其特征在于：該腔型為折疊Littrow腔型。