[發明專利]外腔半導體激光器

在審

• 申請號: 202010944411.1
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112018597A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 黃軍超;杜潤昌;王新文;于明園;楊林
• 申請（專利權）人: 成都天奧電子股份有限公司
• 主分類號: H01S5/14
• 分類號: H01S5/14
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 王霞

本申請公開了一種外腔半導體激光器，涉及激光技術領域。外腔半導體激光器包括激光源、準直透鏡、干涉濾光片、分束器、聚焦透鏡和全反射鏡；準直透鏡、干涉濾光片、分束器、聚焦透鏡和全反射鏡沿激光源的傳播光路方向上依次分布；準直透鏡用于將激光源發出的激光轉換為平行激光束，干涉濾光片用于選擇性透過特定波長的激光；入射至分束器的激光束被分束器分成兩束激光，其中的第一激光束經分束器反射后作為輸出光束，第二激光束經分束器透射后入射至聚焦透鏡，并經聚焦透鏡聚焦在全反射鏡上，反射后的激光沿原路返回至激光源，形成光學外腔。本申請公開的外腔半導體激光器具有結構簡單、穩定性好、易調試等優點。

技術領域

本申請涉及激光技術領域，尤其涉及一種外腔半導體激光器。

背景技術

半導體激光器因其獨特的芯片化結構，具有光電直接轉換、體積小、壽命長、集成度高等優勢，在光通信、光存儲、光傳感、檢測等領域有廣泛應用。但半導體激光器的線寬通常比較大，通常都在MHz量級以上，大大限制了其在相干光通信、光纖傳感、冷原子等領域的應用。為了壓窄半導體激光器的線寬，外腔半導體激光器應運而生，外腔半導體激光器通過外加反饋腔選模并壓窄激光的線寬實現窄線寬激光輸出。

目前應用最為廣泛的外腔半導體激光器是光柵結構的外腔半導體激光器，如Littrow結構和Littman結構等，其基于光柵的衍射原理形成外腔反饋，光柵同時具有外腔反饋和模式選擇的功能，因此光柵的結構穩定性直接決定了這種激光器的穩定性。

然而，由于外界環境導致的微小振動都足以改變光柵的工作位置，使光柵失去功能，導致外腔半導體激光器的穩定性極差，且由于光柵反饋型外腔半導體激光器結構復雜，調試也存在一定難度。

發明內容

本申請實施例采用下述技術方案：

本申請實施例提供了一種外腔半導體激光器，包括：激光源、準直透鏡、干涉濾光片、分束器、聚焦透鏡和全反射鏡；

所述準直透鏡、所述干涉濾光片、所述分束器、所述聚焦透鏡和所述全反射鏡沿所述激光源的傳播光路方向上依次分布；

所述準直透鏡用于將所述激光源發出的激光轉換為平行激光束，所述干涉濾光片用于選擇性透過特定波長的激光束；

入射至所述分束器的激光束分為兩束，其中的第一激光束經所述分束器反射后作為輸出光源，第二激光束經所述分束器透過后入射至所述聚焦透鏡，并經所述聚焦透鏡聚焦在所述全反射鏡上，反射后的激光沿原路返回至激光源，形成光學外腔。

可選的，所述準直透鏡為雙凸透鏡，且激光入射面的曲率半徑大于激光出射面的曲率半徑，且所述準直透鏡的數值孔徑NA大于0.5。

可選的，所述干涉濾光片包括第一干涉濾光片和第二干涉濾光片，所述準直透鏡、所述第一干涉濾光片、所述第二干涉濾光片和所述分束器沿所述激光源的傳播光路方向上依次分布。

可選的，所述第一干涉濾光片允許透過的波長與所述第一干涉濾光片的透過率之間的關系滿足洛倫茲線型或者高斯線型，所述第二干涉濾光片允許透過的波長與所述第二干涉濾光片的透過率之間的關系滿足洛倫茲線型或者高斯線型。

可選的，入射至所述第一干涉濾光片的激光束與所述第一干涉濾光片的法線之間的夾角與所述激光束的波長之間的關系為其中λ₁為透過所述第一干涉濾光片的激光束的波長，θ1為入射至所述第一干涉濾光片的激光束與所述第一干涉濾光片的法線之間的夾角，n₁為第一干涉濾光片的有效折射率，λ₀₁為入射至所述第一干涉濾光片的激光束與所述第一干涉濾光片的法線之間的夾角為零度時，第一干涉濾光片的峰值透過率對應的波長；