專(zhuān)利名稱：一種窄線寬波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域，是一種窄線寬 波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器。
背景技術(shù)：
上世紀(jì)8G年代，隨著半導(dǎo)體物理和半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體二極管 激光器突破了限制半導(dǎo)體激光器自身的技術(shù)瓶頸，也得到了空前的發(fā)展，實(shí)現(xiàn) 了在很寬的波段區(qū)域范圍內(nèi)(遠(yuǎn)紅外到紫夕卜)的高功率輸出。但是由于LD本身的 某些固有性質(zhì)，仍然限制了 LD在某些領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。例如在激光光譜應(yīng)用 領(lǐng)域，由于LD本身發(fā)射激光的光譜寬度很寬(2nm以上)，極大的限制了激光光 譜儀的分辨率。另外一個(gè)制約半導(dǎo)體激光應(yīng)用的原因是半導(dǎo)體激光器的發(fā)射波 長(zhǎng)隨著溫度的變化會(huì)發(fā)射波長(zhǎng)漂移現(xiàn)象， 一般來(lái)說(shuō)為0. 3nm/°C，這樣半導(dǎo)體激 光器在使用過(guò)程中只能采用控溫手段才能使得半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長(zhǎng)穩(wěn)定在穩(wěn) 定波長(zhǎng)輸出。
針對(duì)上述制約半導(dǎo)體激光器應(yīng)用的兩個(gè)重大技術(shù)問(wèn)題，人們也采取了相應(yīng) 措施來(lái)提高激光器的性能。在壓窄半導(dǎo)體激光器線寬輸出方面，目前人們普遍 采用在諧振腔內(nèi)插入WDM膜片、標(biāo)準(zhǔn)具或者棱鏡等光學(xué)元件來(lái)選模(一般最好可
而在穩(wěn)定激光器的輸出波長(zhǎng)方面，大多采用在半導(dǎo)體芯片的波導(dǎo)層內(nèi)光刻光柵
的方式來(lái)穩(wěn)定激光器波長(zhǎng)鎖定
實(shí)用新型內(nèi)容
上面提到的控制手段只是針對(duì)制約半導(dǎo)體激光器應(yīng)用的一個(gè)因素提出的改 進(jìn)方案。本實(shí)用新型則提出利用外腔結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)具選?？梢酝瑫r(shí)壓窄線寬和實(shí) 現(xiàn)鎖波長(zhǎng)的目的。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
本實(shí)用新型的窄線寬波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器，包括依次排列的半導(dǎo)體激 光器、準(zhǔn)直透鏡組、標(biāo)準(zhǔn)具組和部分反射鏡，所述的半導(dǎo)體激光器的一端面與 所述的部分反射鏡構(gòu)成反饋外腔，所述的標(biāo)準(zhǔn)具組為波長(zhǎng)鎖定的選模元件。
進(jìn)一步的，所述的標(biāo)準(zhǔn)具組是兩個(gè)或兩個(gè)以上標(biāo)準(zhǔn)具構(gòu)成，所述的標(biāo)準(zhǔn)具 組通光面法線與激光傳輸方向存在一定的夾角，所述的夾角范圍限定為使得反 射光不能回返到所述的半導(dǎo)體激光器的芯片中。
更進(jìn)一步的，所述的標(biāo)準(zhǔn)具組可以插入窄帶濾波片，其通帶半高寬< 0. 2nm， FSR >所述的半導(dǎo)體激光器的語(yǔ)線寬度。
進(jìn)一步的，所述的準(zhǔn)直透鏡組的一端為球透鏡，另一端為柱面鏡。 進(jìn)一步的，所述的部分反射鏡的反射率在10°/。-40%。
本實(shí)用新型采用如上技術(shù)方案，是一種外腔結(jié)構(gòu)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)壓窄線寬和 實(shí)現(xiàn)鎖波長(zhǎng)的激光器，具有輸出功率高且溫漂小的優(yōu)點(diǎn)。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
本實(shí)用新型的原理是采用雙波準(zhǔn)具來(lái)對(duì)半導(dǎo)體激光器的縱模模式進(jìn)行選擇: 并通過(guò)外反饋光路來(lái)鎖定半導(dǎo)體激光器的激射模式。參閱圖l所示，通常情況下，半導(dǎo)體激光器101本身發(fā)射激光的光譜寬度
在2nm以上，而且出射光斑在快軸方向是快速發(fā)散的，慢軸方向的發(fā)散角相對(duì) 來(lái)說(shuō)是比較小的，通過(guò)準(zhǔn)直透鏡組102對(duì)半導(dǎo)體激光器101出射的光斑進(jìn)行準(zhǔn) 直，得到準(zhǔn)直后的光斑103。所述的準(zhǔn)直透鏡組102的一端為球透鏡，另一端為 柱面鏡。經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡組102準(zhǔn)直的光斑103在外光路上入射到一個(gè)部分反射 鏡106上面，該部分反射鏡106對(duì)包括半導(dǎo)體激光器IOI的發(fā)射波長(zhǎng)在內(nèi)很寬 的一個(gè)波段內(nèi)都是部分反射的光學(xué)元件。所述的部分反射鏡106的反射率在 10°/。-40%。調(diào)節(jié)該部分反射鏡106的方向，使得入射到反射鏡106的光束按入射 光的光路原路返回，最后反饋回去的光斑會(huì)耦合到半導(dǎo)體激光器101的芯片內(nèi) 部，最終在半導(dǎo)體激光器101的后端面和部分反射鏡106之間形成外腔反饋結(jié) 構(gòu)，從而影響半導(dǎo)體激光器IOI發(fā)射的激光模式。當(dāng)將標(biāo)準(zhǔn)具104插入半導(dǎo)體 激光器101和部分反射鏡106之間時(shí)，半導(dǎo)體激光器IOI的發(fā)射模式會(huì)由原來(lái) 的準(zhǔn)連續(xù)譜線變成一些固定寬度間隔的獨(dú)立縱模模式，這是標(biāo)準(zhǔn)具104選模起 作用的結(jié)果，通常插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具104不能很好將縱模模式壓窄到很窄的激光 光譜發(fā)射，此時(shí)最好將另外一個(gè)厚度不同的第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具105插入到光路中進(jìn) 一步選模，標(biāo)準(zhǔn)具104和標(biāo)準(zhǔn)具105的自由光譜區(qū)寬度不同，通過(guò)調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)具 104和標(biāo)準(zhǔn)具105的角度6 1和角度6 2，可以選擇激光輸出的輸出波長(zhǎng)，同時(shí)可 以將輸出激光的光譜寬度壓窄到0. lnffl以下，并且通過(guò)外腔反饋可以將發(fā)射光 譜內(nèi)其他縱模模式耦合到雙標(biāo)準(zhǔn)具所選擇的激光縱模模式，有效提高半導(dǎo)體激 光器的輸出功率，并在外界溫度變化時(shí)，該系統(tǒng)的輸出激光波長(zhǎng)溫漂很小。所 述的標(biāo)準(zhǔn)具組可以插入窄帶濾波片，其通帶半高寬<0. 2腿，F(xiàn)SR〉所述的半導(dǎo) 體激光器的譜線寬度。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)， 在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求1.一種窄線寬波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器，其特征在于包括依次排列的半導(dǎo)體激光器(101)、準(zhǔn)直透鏡組(102)、標(biāo)準(zhǔn)具組和部分反射鏡(106)，所述的半導(dǎo)體激光器的一端面與所述的部分反射鏡構(gòu)成反饋外腔，所述的標(biāo)準(zhǔn)具組為波長(zhǎng)鎖定的選模元件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的窄線寬波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述 的標(biāo)準(zhǔn)具組是兩個(gè)或兩個(gè)以上標(biāo)準(zhǔn)具(104、 105)構(gòu)成，所述的標(biāo)準(zhǔn)具組通 光面法線與激光傳輸方向存在一定的夾角，所述的夾角范圍限定為4吏得反射 光不能回返到所述的半導(dǎo)體激光器(101)的芯片中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的窄線寬波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述 的標(biāo)準(zhǔn)具組可以插入窄帶濾波片，其通帶半高寬<0.2腿，F(xiàn)SR〉所述的半導(dǎo) 體激光器(101)的譜線寬度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的窄線寬波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述 的準(zhǔn)直透鏡組(102)的一端為球透鏡，另一端為柱面鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的窄線寬波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述 的部分反射鏡(106)的反射率在10%-40%。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域，是一種窄線寬波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器。本實(shí)用新型的窄線寬波長(zhǎng)鎖定的半導(dǎo)體激光器，包括依次排列的半導(dǎo)體激光器、準(zhǔn)直透鏡組、標(biāo)準(zhǔn)具組和部分反射鏡，所述的半導(dǎo)體激光器的一端面與所述的部分反射鏡構(gòu)成反饋外腔，所述的標(biāo)準(zhǔn)具組為波長(zhǎng)鎖定的選模元件。本實(shí)用新型采用如上技術(shù)方案，是一種外腔結(jié)構(gòu)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)壓窄線寬和實(shí)現(xiàn)鎖波長(zhǎng)的激光器，具有輸出功率高且溫漂小的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01S5/065GK201398012SQ20092013781
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者礪 吳, 柏天國(guó), 薛有為, 馬英俊 申請(qǐng)人:福州高意通訊有限公司