[發明專利]一種波長鎖定半導體激光器

在審

• 申請號: 202011566910.8
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112670831A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 虞天成;俞浩;李泉靈;王俊;廖新勝;閔大勇
• 申請（專利權）人: 蘇州長光華芯光電技術股份有限公司;蘇州長光華芯半導體激光創新研究院有限公司
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;H01S5/065
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 薛異榮

一種波長鎖定半導體激光器，包括：偏振合束器；位于偏振合束器第一側的第一半導體激光器，第一半導體激光器適于輸出第一激光束，第一激光束包括偏振態相互垂直的第一主激光分量和第一副激光分量；位于偏振合束器第三側的第二半導體激光芯片，第二半導體激光芯片適于輸出第二激光束，第二激光束包括偏振態相互垂直的第二主激光分量和第二副激光分量；位于第一半導體激光器和所述偏振合束器之間的半波片；位于偏振合束器的第二側的反射元件；偏振合束器適于將第一主激光分量和第二主激光分量合束并從偏振合束器的第四側出射。所述波長鎖定半導體激光器的穩定性和安全性提高。

技術領域

本發明涉及半導體領域，具體涉及一種波長鎖定半導體激光器。

背景技術

高功率半導體激光器光纖耦合模塊由于其較高的電光轉換效率，較小的體積，較高的可靠性和較低的每瓦價格，目前廣泛應用于光纖激光、固體激光的泵浦領域。為了盡可能提升光纖耦合模塊的亮度，通常會采用合束器件將兩束不同偏振態的光束合束在一起，這樣可以使輸出光束的光束質量不發生變化的前提下，輸出功率增加一倍。同時受制于增益介質較窄的泵浦帶寬，光纖耦合模塊需要實現窄波長輸出與極小的溫度波長變化，通常會使用體布拉格光柵進行外腔反饋波長鎖定實現光譜的窄化。

然而，半導體激光芯片在封裝過程中受應力影響，輸出光束很難保證單一的偏振態，部分不滿足偏振合束條件的光束將會從合束器件的漏光方向處漏出，被殼體吸收，從而產生大量廢熱。當體布拉格光柵在合束器件輸出合束激光的方向上放置進行波長鎖定時，體布拉格光柵作為一個插入損耗器件，將會直接降低最終輸出功率，同時體布拉格光柵將承受極高功率密度的激光輻照，降低了光纖耦合模塊的整體可靠性。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中半導體激光器的穩定性和安全性較差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種波長鎖定半導體激光器，包括：偏振合束器，所述偏振合束器具有相對的第一側和第二側、以及相對的第三側和第四側，自第一側至第二側的方向垂直于自第三側至第四側的方向；位于所述偏振合束器第一側的第一半導體激光芯片，第一半導體激光芯片適于輸出第一激光束，第一激光束包括偏振態相互垂直的第一主激光分量和第一副激光分量；位于所述偏振合束器第三側的第二半導體激光芯片，第二半導體激光芯片適于輸出第二激光束，第二激光束包括偏振態相互垂直的第二主激光分量和第二副激光分量；位于第一半導體激光芯片和所述偏振合束器之間的半波片；位于所述偏振合束器的第二側的反射元件，所述反射元件適于反射第一副激光分量沿著原光路返回至第一半導體激光芯片，所述反射元件還適于反射第二副激光分量沿著原光路返回至第二半導體激光芯片；所述偏振合束器適于將第一主激光分量和第二主激光分量合束并從所述偏振合束器的第四側出射。

可選的，位于所述第一半導體激光芯片和所述半波片之間的第一主激光分量呈水平偏振態，位于所述第一半導體激光芯片和所述半波片之間的第一副激光分量呈垂直偏振態；位于所述半波片和所述偏振合束器之間的第一主激光分量呈垂直偏振態，位于所述半波片和所述偏振合束器之間的第一副激光分量呈水平偏振態；位于所述偏振合束器和第二半導體激光芯片之間的第二主激光分量呈水平偏振態，位于所述偏振合束器和第二半導體激光芯片之間的第二副激光分量呈垂直偏振態。

可選的，所述偏振合束器為偏振分束立方體。

可選的，所述偏振合束器為布儒斯特角偏振片。

可選的，所述反射元件為高衍射效率反射式體布拉格光柵；所述高衍射效率反射式體布拉格光柵的衍射效率在90％以上。

可選的，反射元件為窄帶鍍膜反射鏡，所述窄帶鍍膜反射鏡的反射率在90％以上，所述窄帶鍍膜反射鏡反射的光波長寬度小于或等于1nm。