外腔半導體激光器的制造方法
【專利摘要】一種外腔半導體激光器，包括半導體光放大器和依次設置于所述半導體光放大器輸出光的光路上的準直透鏡、布儒斯特窗片、可旋轉的單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片、部分反射鏡，以及致動機構；所述準直透鏡的出射光入射到所述布儒斯特窗片上的入射角為布儒斯特角；所述部分反射鏡垂直于所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片出射光的光路；所述致動機構與所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片以及所述部分反射鏡傳動連接，以使所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片旋轉，且使所述部分反射鏡沿自身的法線方向移動。上述外腔半導體激光器可以實現(xiàn)輸出波長的線性連續(xù)調諧，并且輸出光的方向不隨波長調諧而改變。
【專利說明】外腔半導體激光器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及激光設備，特別是涉及一種外腔半導體激光器。
【背景技術】
[0002]外腔半導體激光器成本低、體積小，能很好的實現(xiàn)大功率單模發(fā)射，其商品已被廣 泛應用于頻分復用和相干光通信等系統(tǒng)。
[0003]目前，外腔式半導體激光器已經發(fā)展出來了多種結構，雖然各不相同，但它們的設 計原則都一樣，就是在外腔中插入分光元件，通過調節(jié)分光元件與腔外的反饋機構來實現(xiàn) 激光波長的調諧。
[0004]傳統(tǒng)的兩種外腔結構是基于衍射光柵的Littrow結構和Littman-Metcalf結構， 其輸出光束的波長不能被線性調諧，并且輸出光束的方向會隨著波長的調諧而改變的。

【發(fā)明內容】

[0005]基于此，有必要針對上述問題，提供一種輸出光波長可線性調諧且輸出光方向不 隨波長調諧而改變的外腔半導體激光器。
[0006]一種外腔半導體激光器，包括:
[0007]半導體光放大器和依次設置于所述半導體光放大器輸出光的光路上的準直透鏡、 布儒斯特窗片、可旋轉的單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片、部分反射鏡，以及致動機 構；
[0008]所述準直透鏡的出射光入射到所述布儒斯特窗片上的入射角為布儒斯特角；
[0009]所述部分反射鏡垂直于所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片出射光的光路；
[0010]所述致動機構與所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片以及所述部分反射鏡 傳動連接，以使所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片旋轉，且使所述部分反射鏡沿自 身的法線方向移動。
[0011]在其中一個實施例中，還包括第一平面完全反射鏡以及第二平面完全反射鏡，所 述第一平面完全反射鏡設于所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片出射光的光路上，所 述第一平面完全反射鏡的反射光的光路垂直于所述部分反射鏡；所述第二平面完全反射鏡 設于所述部分反射鏡出射光的光路上。
[0012]在其中一個實施例中，所述致動機構包括傳動桿、傳動球以及推動塊,所述傳動桿 的一端與所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片連接，另一端與所述傳動球連接，所述 推動塊推動所述傳動球可使所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片逆時針旋轉，且推動 塊接近并推動所述部分反射鏡沿其入射光入射的反方向移動。
[0013]在其中一個實施例中，還包括用于控制所述半導體光放大器溫度的熱電制冷器， 使所述半導體光放大器在25°C下運行。
[0014]在其中一個實施例中，所述半導體光放大器的出光口鍍有減反膜，與所述出光口 相對的面上鍍有高反膜。[0015]在其中一個實施例中，所述布儒斯特窗片由未鍍膜的K9玻璃制成，呈圓形，其直 徑為20mm，物理厚度為2mm，所述布儒斯特角為56.6度。
[0016]在其中一個實施例中，所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片為干涉濾光片， 所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片的膜系結構如下:
[0017]Air I (HL) PH_2L_H (LH)P | Glass
[0018]其中,Air為空氣,Glass為基片,H為四分之一波長光學厚度的Ta2O5折射介質層， L為四分之一波長光學厚度的SiO2折射介質層，P為相應介質層的重復個數(shù)。
[0019]在其中一個實施例中，所述Ta2O5折射介質層的折射率為2.06，物理厚度為 193.57nm，所述SiO2折射介質層的折射率為1.46，物理厚度為273.12nm，所述基片為K9玻 璃基片，物理厚度為2mm，折射率為1.5168，所述相應介質層的重復個數(shù)為7。
[0020]在其中一個實施例中，所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片的基片上鍍有減 反膜，其膜系結構如下:
[0021 ] Air I (HL) PH_2L_H (LH)P | Glass | AR
[0022]其中，AR是減反膜。
[0023]在其中一個實施例中，所述部分反射鏡由K9玻璃制成，呈圓形，直徑為25.4mm，其 入射面為凹面，曲率半徑為500mm，凹面上涂鍍有反射率為50%?90%的部分反射膜，所述部 分反射鏡的出射面為平面，所述平面上涂鍍有減反膜，所述部分反射鏡的凹面與所述半導 體光放大器涂鍍有高反膜的面構成平-凹諧振腔。
[0024]在其中一個實施例中，所述部分反射膜的反射率為60%。
[0025]上述外腔半導體激光器，通過致動機構使單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片轉 動，且使部分反射鏡沿其法線方向移動，以調節(jié)單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片的透 射中心波長以及激光器的外腔縱模波長，由于透射中心波長以及外腔縱模波長均隨致動機 構的位移線性變化，因此可以實現(xiàn)輸出波長的線性連續(xù)調諧，并且調諧時不會對光路造成 影響，輸出光的方向不隨波長調諧而改變。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為一實施例的外腔半導體激光器的結構示意圖；
[0027]圖2為一實施例的致動機構原理圖；
[0028]圖3為一實施例的單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片的透射中心波長對應的分 數(shù)模數(shù)的變化圖。
【具體實施方式】
[0029]如圖1所示，一種外腔半導體激光器，包括半導體光放大器10和依次設置于所述 半導體光放大器10輸出光的光路上的準直透鏡20、布儒斯特窗片30、可旋轉的單腔全介質 薄膜法布里-珀羅濾光片40、第一平面完全反射鏡50、部分反射鏡60、第二平面完全反射鏡 70，以及致動機構80。
[0030]半導體光放大器10的出光口 11鍍有反射率小于0.01%的減反膜，與所述出光口 11相對的面12上鍍有反射率大于等于90%的高反膜,構成反射式半導體光放大器(RS0A)。 對于鍍有減反膜的出光口 11而言，其對半導體光放大器10內部光的反射率應越低越好，一般應低于10_3量級；半導體光放大器10具有較高的偏振相關增益，輸出的近紅外光主要是 TE偏振光(偏振方向垂直于水平面，水平面請參考圖1以及圖2所在的紙面)，此外還有少量的TM偏振光(偏振方向平行于水平面)；此外，半導體光放大器10需要用熱電制冷器(TEC) 來控制其溫度，使其穩(wěn)定地運行在25°C下；同時，半導體光放大器10的驅動電流被設定為 230mA。具體參數(shù)見表1。
[0031]
【權利要求】
1.一種外腔半導體激光器，其特征在于，包括:半導體光放大器和依次設置于所述半導體光放大器輸出光的光路上的準直透鏡、布儒斯特窗片、可旋轉的單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片、部分反射鏡，以及致動機構；所述準直透鏡的出射光入射到所述布儒斯特窗片上的入射角為布儒斯特角；所述部分反射鏡垂直于所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片出射光的光路；所述致動機構與所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片以及所述部分反射鏡傳動連接，以使所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片旋轉，且使所述部分反射鏡沿自身的法線方向移動。
2.根據(jù)權利要求1所述的外腔半導體激光器，其特征在于，還包括第一平面完全反射鏡以及第二平面完全反射鏡，所述第一平面完全反射鏡設于所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片出射光的光路上，所述第一平面完全反射鏡的反射光的光路垂直于所述部分反射鏡；所述第二平面完全反射鏡設于所述部分反射 鏡出射光的光路上。
3.根據(jù)權利要求2所述的外腔半導體激光器，其特征在于，所述致動機構包括傳動桿、傳動球以及推動塊，所述傳動桿的一端與所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片連接，另一端與所述傳動球連接，所述推動塊推動所述傳動球可使所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片逆時針旋轉，且推動塊接近并推動所述部分反射鏡沿其入射光入射的反方向移動。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的外腔半導體激光器，其特征在于，還包括用于控制所述半導體光放大器溫度的熱電制冷器，使所述半導體光放大器在25°C下運行。
5.根據(jù)權利要求4所述的外腔半導體激光器，其特征在于，所述半導體光放大器的出光口鍍有減反膜，與所述出光口相對的面上鍍有高反膜。
6.根據(jù)權利要求5所述的外腔半導體激光器，其特征在于，所述布儒斯特窗片由未鍍膜的K9玻璃制成，呈圓形，其直徑為20mm，物理厚度為2mm，所述布儒斯特角為56.6度。
7.根據(jù)權利要求6所述的外腔半導體激光器，其特征在于，所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片為干涉濾光片，其膜系結構如下:Air (HL) PH-2L-H (LH) p| Glass其中，Air為空氣，Glass為基片，H為四分之一波長光學厚度的Ta2O5折射介質層，L為四分之一波長光學厚度的SiO2折射介質層，P為相應介質層的重復個數(shù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的外腔半導體激光器，其特征在于，所述Ta2O5折射介質層的折射率為2.06，物理厚度為193.57nm，所述SiO2折射介質層的折射率為1.46，物理厚度為 273.12nm，所述基片為K9玻璃基片，物理厚度為2mm，折射率為1.5168，所述相應介質層的重復個數(shù)為7。
9.根據(jù)權利要求8所述的外腔半導體激光器，其特征在于，所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片的基片上鍍有減反膜，所述單腔全介質薄膜法布里-珀羅濾光片的膜系結構如下:Air I (HL) PH-2L-H (LH)p | Glass | AR其中，AR是減反膜。
10.根據(jù)權利要求9所述的外腔半導體激光器，其特征在于，所述部分反射鏡由K9玻璃制成，呈圓形，直徑為25.4mm，其入射面為凹面，曲率半徑為500mm，凹面上涂鍍有反射率為509^90%的部分反射膜，所述部分反射鏡的出射面為平面，所述平面上涂鍍有減反膜，所述部分反射鏡的凹面與所述半導體光放大器涂鍍有高反膜的面構成平-凹諧振腔。
11.根據(jù) 權利要求10所述的外腔半導體激光器，其特征在于，所述部分反射膜的反射率為60%。
【文檔編號】H01S5/14GK103532012SQ201210233734
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月6日 優(yōu)先權日:2012年7月6日
【發(fā)明者】肖嘯, 魯遠甫, 于峰崎, 金雷 申請人:中國科學院深圳先進技術研究院