[其他]氣壓掃描半導體激光器線寬測試儀

無效

• 申請號: 87208603
• 申請日: 1987-05-25
• 公開（公告）號: CN87208603U
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 汪開源;高中林;章建洛;孟曉晶
• 申請（專利權）人: 南京工學院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 南京工學院專利事務所
• 代理人: 樓高潮,沈廉

本實用新型屬于激光器的測試設備，是一種半導體激光器線寬測試儀器。

目前，國內還沒有半導體激光器線寬測量的現成儀器，國外通常采用已商品化的掃描F－P光譜儀和采用自外差法測量。F－P光譜儀測量主要通過調節F－P腔長來改變光程以實現掃描，且配有電腦控制，但測量F－P腔長的微小變化比較困難；自外差法是一種高精度的測量方法，它利用分路調制并通過一千米以上的單模光纖來實現精確測量，但整個系統造價昂貴，很難實現。

本實用新型的目的在于研制一種測量方便，造價低廉且易于實現的半導體激光器線寬測試儀。

本實用新型采用氣壓掃描F－P標準具，通過改變F－P腔中氣體的折射來改變光程，使干涉條紋變化而測量出半導體激光器的線寬。本實用新型由望遠鏡系統、F－P標準具和氣壓室等組成，其特點在于F－P標準具放在一個密封氣壓室中，控制氣壓室中氣壓變化的氣壓控制系統與氣壓室相通，氣壓室還與反映氣壓信號的壓力傳感器相連。F－P標準具對測量范圍和精度有決定性影響，更換鍍有不同中心波長高反射膜的標準具，可以測量不同波段的激光線寬；提高高反射膜的反射率（可以增加鍍膜層數），則可以提高測量精度，例如反射率為97％時，測量精度可達10以上，隨著高反射膜的反射率提高，測量精度可達10^－4～10數量級。氣壓控制系統由濾球、凡爾、針閥和機械泵組成，氣壓控制可采用機械泵抽氣，氣閥緩慢放氣來實現。

本實用新型與現有技術相比，具有結構簡單，操作方便，性能穩定和成本低等優點，它對環境條件無特殊要求，測量精度較高，配上可見光（6328）的F－P標準具，可以制成干涉儀，用于測量氣體折射率和微位移。

圖1為本實用新型的工作原理圖。半導體激光器（1）的光束通過望遠鏡系統（2）變成平行光，通過放在氣壓室（3）中的F－P標準具（4）產生多光束干涉。當氣壓控制系統（9）改變氣壓室（3）中的氣壓時，則折射率發生變化，引起光程差的改變而使干涉條紋移動。記錄氣壓的變化及干涉條紋即光強的變化，對信號進行處理后，即可通過以下公式計算出線寬△λ：

△λ＝ (λ)/(n) · (β)/(P_S) △P。

其中λ為激光波長，n為氣體折射率，P_S＝760乇為標準大氣壓，常數β＝2.94×10^－4，△P為氣壓的改變量。在信號收集和處理中，氣壓室（3）的氣壓信息通過氣壓傳感器（5）傳輸給x－y記錄儀（10）和Z－80單板機（11）；光信號通過透鏡（6）聚焦后，由探頭（7）收集，經過功率計（8）后把信號傳輸給x－y記錄儀（10）和Z－80單板機（11）；x－y記錄儀（10）可根據兩信號直接畫出激光的線形和模式，粗略計算線寬值，而Z－80單板機（11）則可根據兩信號進行處理后直接讀出線寬的精確數值。

圖2是本實用新型的結構示意圖。

本實用新型可采用以下方式實施：把氣壓室（3）、望遠鏡系統（2）、壓力傳感器（5）、道軌（14）和氣壓控制系統（9）的濾球（9a）、凡爾（9b）及針閥（9c）做成一體，氣壓室（3）和道軌（14）的材料可采用銅、鋁、鋼等金屬；壓力傳感器（5）采用力敏硅杯，安裝在靠近F－P標準具（4）的位置；望遠鏡系統（2）采用單孔普通望遠鏡；濾球（9a）、凡爾（9b）和針閥（9c）以及機械泵（9d）均可采用普通的常用產品，通過導管和氣壓室（3）連在一起。F－P標準具（4）調整好后，固定于氣壓室（3）內并可以前后平行移動，以便更換不同波長的標準具，（4a）、（4b）和（4c）分別是測量（0.8～0.9）微米、（1.3～1.6）微米和（0.6～0.7）微米波段的F－P標準具，它們都可以前后平行移動，并排固定在金屬室（3）內，道軌（14）的左端配有激光器支架（12）和透鏡支架（13），便于固定激光器及安置和調節透鏡或光纖頭。氣壓室（3）右邊裝有全聚焦鏡（6）；道軌（14）的右端裝有可以上下、左右、前后移動的支架，用來安放探頭（7）。功率計（8）可采用多功能光功率計；x－y記錄儀（10）和Z－80單板機（11）可根據用戶要求選配，例x－y函數記錄儀和TP801單板機。