[發明專利]基于背光探測的外腔激光器耦合方法和耦合系統

在審

• 申請號: 202210755619.8
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115084988A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 于文琦;梁曉東;馬向;劉彥丹;張磊;梁宇;邢貫蘇;王東杰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/02
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶;曲佳穎

1.一種基于背光探測的外腔激光器耦合系統，其特征在于，包括背光監測子系統、激光器驅動子系統、位移子系統和監視子系統；

所述背光監測子系統包括一個背光探測器和一個電流表，用于將外腔激光器中增益芯片后端面出射光轉換成光電流，并測量光電流值；

所述激光器驅動子系統包括激光器底座、電流驅動源和溫度控制器，用于為外腔激光器中的增益芯片提供固定作用以及進行電流驅動和溫度控制；

所述位移子系統包括第一三維調節架、第二三維調節架、第一夾具和第二夾具，第一夾具與第一三維調節架相連，用于夾取外腔激光器中的外腔芯片，移動外腔芯片的位置和角度，第二夾具與第一三維調節架相連，用于夾取外腔激光器中的透鏡光纖，移動透鏡光纖的位置和角度；

所述監視子系統包括顯示屏以及與顯示屏電連接的第一電荷耦合元件CCD鏡頭、第二電荷耦合元件CCD鏡頭和光功率計，用于采集并顯示外腔激光器中外腔芯片和透鏡光纖的位置圖像以及監視外腔激光器前端面出射光功率；

激光器驅動子系統位于工作臺面上，背光監測子系統中的背光探測器與激光器底座處于同一高度；位移子系統中的第一三維調節架和第一夾具位于激光器底座的左邊，第二三維調節架和第二夾具位于激光器底座的右邊；監視子系統的第一電荷耦合元件CCD鏡頭和第二電荷耦合元件CCD鏡頭分別位于激光器底座的上方和后方。

2.根據權利要求1所述的基于背光探測的外腔激光器耦合系統，其特征在于，背光探測器的響應波段覆蓋至少850nm、1310nm以及1550nm三個波段，響應度大于等于0.5A/W，感光面的直徑大于等于0.2mm。

3.根據權利要求1所述的基于背光探測的外腔激光器耦合系統，其特征在于，電流表的精度至少達到0.001A，響應不超過1ms。

4.根據權利要求1所述的基于背光探測的外腔激光器耦合系統，其特征在于，激光器底座可以上下調節以及前后調節，調節方式為手動調節或電動調節。

5.根據權利要求1所述的基于背光探測的外腔激光器耦合系統，其特征在于，電流驅動源提供的電流范圍不小于50～100mA。

6.根據權利要求1所述的基于背光探測的外腔激光器耦合系統，其特征在于，溫度控制器的溫控范圍不小于20～30℃，溫控精度優于0.1℃。

7.根據權利要求1所述的基于背光探測的外腔激光器耦合系統，其特征在于，第一夾具和第二夾具為手動夾具或機械夾具。

8.根據權利要求1所述的基于背光探測的外腔激光器耦合系統，其特征在于，光功率計能探測的最小功率不高于-70dBm，響應時間不超過1ms，精度優于100nW。

9.一種基于背光探測的外腔激光器耦合方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將增益芯片貼片并打金絲，封裝在激光器管殼里；

步驟2，將背光探測器貼在增益芯片背面，輸出端通過金絲與管殼引腳連接；

步驟3，將步驟2得到的激光器管殼固定在激光器底座上，調節底座水平位置和垂直高度；

步驟4，將電流驅動源和溫度控制器與激光器管殼上對應的引腳連接起來；

步驟5，將電流表與激光器管殼的背光探測器引腳相連；

步驟6，將第一夾具和第二夾具分別夾住外腔芯片和透鏡光纖；

步驟7，增益芯片固定，調節第一三維調節架移動第一夾具,將外腔芯片和增益芯片耦合對準，在耦合過程中通過電流表監控背光探測器的輸出電流；

步驟8，如果觀察到背光探測器輸出電流突然增大，則說明外腔芯片將激光反射進了增益芯片，繼續微調第一三維調節架，直到電流最大；

步驟9，在電流最大時，將外腔芯片固定在熱沉上；

步驟10，調節第二三維調節架移動第二夾具,將透鏡光纖和外腔芯片耦合對準，在耦合過程中通過第一電荷耦合元件CCD鏡頭和第二電荷耦合元件CCD鏡頭監測透鏡光纖和外腔芯片的位置和距離，并通過光功率計監控透鏡光纖的光功率，直到光功率最大；

步驟11，在光功率最大時，將透鏡光纖固定在熱沉上；

至此完成了外腔激光器的耦合。