用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，包括用于提供泵浦光的泵浦源、用于在所述泵浦光的激勵(lì)下發(fā)出光束的半導(dǎo)體芯片和設(shè)于所述半導(dǎo)體芯片的出射光路上的用于對(duì)其光束進(jìn)行調(diào)諧的外境組件；外境組件包括用于反射半導(dǎo)體芯片所發(fā)出的光束的第一反射鏡、與第一反射鏡正對(duì)設(shè)置形成第一諧振腔的第二反射鏡和用于對(duì)第一反射鏡與第二反射鏡之間的光束進(jìn)行一次調(diào)諧的雙折射濾波片；本發(fā)明的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，利用外境組件結(jié)合不同材質(zhì)的半導(dǎo)體芯片能使發(fā)射波長(zhǎng)范圍廣，覆蓋了從可見(jiàn)光到近紅外的寬廣波段，其光束質(zhì)量?jī)?yōu)良，且具有數(shù)十nm的調(diào)諧范圍，能夠滿足使用需要。
【專利說(shuō)明】用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光發(fā)生裝置，尤其涉及一種用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]垂直外腔面發(fā)射激光器作為新型半導(dǎo)體激光器是當(dāng)前光電子領(lǐng)域較熱門的研究課題之一，與邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器相比，垂直外腔面發(fā)射激光器以其輸出光功率高、光束質(zhì)量好和易于二維陣列的特點(diǎn)在激光顯示、激光通信、材料加工、醫(yī)療及國(guó)防工程等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。現(xiàn)有的垂直外腔面發(fā)射激光器主要是在光泵浦激勵(lì)方式下工作，并大致通過(guò)以下幾種方式進(jìn)行調(diào)諧:一，使用機(jī)械可移動(dòng)部件，如衍射光柵或微電子機(jī)械系統(tǒng)等作為波長(zhǎng)調(diào)節(jié)單元的系統(tǒng)，其存在的問(wèn)題是調(diào)諧范圍有限，不適合應(yīng)用在光纖通信中；二，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度，加熱或冷卻部件來(lái)選定波長(zhǎng)的系統(tǒng)，其存在的問(wèn)題是通過(guò)溫度調(diào)諧因其固有的特性，調(diào)諧速度慢，可應(yīng)用的范圍很??；因此，為解決上述問(wèn)題，需要一種能夠獲得更大波長(zhǎng)范圍的激光發(fā)生裝置，以滿足使用需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，其發(fā)射波長(zhǎng)范圍廣，覆蓋了從可見(jiàn)光到近紅外的寬廣波段，其光束質(zhì)量?jī)?yōu)良，且具有數(shù)十nm的調(diào)諧范圍，能夠滿足使用需要。
[0004]本發(fā)明的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，包括用于提供泵浦光的泵浦源、用于在所述泵浦光的激勵(lì)下發(fā)出光束的半導(dǎo)體芯片和設(shè)于所述半導(dǎo)體芯片的出射光路上的用于對(duì)其光束進(jìn)行調(diào)諧的外境組件；所述外境組件包括用于反射半導(dǎo)體芯片所發(fā)出的光束的第一反射鏡、與第一反射鏡正對(duì)設(shè)置形成第一諧振腔的第二反射鏡和用于對(duì)第一反射鏡與第二反射鏡之間的光束進(jìn)行一次調(diào)諧的雙折射濾波片；
[0005]進(jìn)一步，所述外境組件還包括設(shè)于第二反射鏡的出射光路上的用于對(duì)第二反射鏡的出射光進(jìn)行耦合輸出的輸出鏡、用于對(duì)第二反射鏡與輸出鏡之間的光束進(jìn)行二次調(diào)諧的非線性晶體；
[0006]進(jìn)一步，所述外徑組件還包括設(shè)于第二反射鏡與非線性晶體之間的分光鏡和與分光鏡正對(duì)設(shè)置形成第二諧振腔的第三反射鏡；
[0007]進(jìn)一步，所述第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡均為寬帶反射鏡并且為凹面鏡;
[0008]進(jìn)一步，所述半導(dǎo)體芯片包括能夠發(fā)射具有一定波長(zhǎng)的光束的多量子阱有源層和用于將該多量子阱有源層發(fā)射的光束反射至多量子阱有源層外部的布喇格反射層；
[0009]進(jìn)一步，所述半導(dǎo)體芯片還包括熱沉和高勢(shì)壘窗口層；熱沉、布喇格反射層、多量子阱有源層和高勢(shì)壘窗口層按順序疊合固定；
[0010]進(jìn)一步，所述用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器還包括設(shè)于泵浦源與半導(dǎo)體芯片之間的準(zhǔn)直透鏡和聚焦透鏡。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，利用外境組件結(jié)合不同材質(zhì)的半導(dǎo)體芯片能使發(fā)射波長(zhǎng)范圍廣，覆蓋了從可見(jiàn)光到近紅外的寬廣波段，其光束質(zhì)量?jī)?yōu)良，且具有數(shù)十nm的調(diào)諧范圍，能夠滿足使用需要。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示:本實(shí)施例的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，包括用于提供泵浦光的泵浦源1、用于在所述泵浦光的激勵(lì)下發(fā)出光束的半導(dǎo)體芯片2和設(shè)于所述半導(dǎo)體芯片2的出射光路上的用于對(duì)其光束進(jìn)行調(diào)諧的外境組件；所述外境組件包括用于反射半導(dǎo)體芯片2所發(fā)出的光束的第一反射鏡3、與第一反射鏡3正對(duì)設(shè)置形成第一諧振腔的第二反射鏡4和用于對(duì)第一反射鏡3與第二反射鏡4之間的光束進(jìn)行一次調(diào)諧的雙折射濾波片5 ;第一反射鏡3的光軸與半導(dǎo)體芯片2的出射光路之間的夾角位于5-60度之間；通過(guò)旋轉(zhuǎn)雙折射濾波片5使之與第一反射鏡3到第二反射鏡4之間的光束呈不同角度能夠壓窄作為泵浦源I的外腔面發(fā)射激光器的激光線寬，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)諧，結(jié)合不同材質(zhì)的半導(dǎo)體芯片2能使發(fā)射波長(zhǎng)范圍廣，覆蓋了從可見(jiàn)光到近紅外的寬廣波段，其光束質(zhì)量?jī)?yōu)良，且具有數(shù)十nm的調(diào)諧范圍。
[0014]本實(shí)施例中，所述外境組件還包括設(shè)于第二反射鏡4的出射光路上的用于對(duì)第二反射鏡4的出射光進(jìn)行耦合輸出的輸出鏡6、用于對(duì)第二反射鏡4與輸出鏡6之間的光束進(jìn)行二次調(diào)諧的非線性晶體7 ;通過(guò)非線性晶體7提供參量振蕩的相位匹配，同時(shí)通過(guò)改變非線性晶體7與第二反射鏡4到輸出鏡6之間的光束之間的夾角對(duì)參量振蕩進(jìn)行調(diào)諧；輸出鏡6到第二反射鏡4的連線與第二反射鏡4的光軸之間的夾角位于5-60度之間，本實(shí)施例中輸出鏡6到第二反射鏡4的連線與半導(dǎo)體芯片2的出射光路平行；通過(guò)雙折射濾波片對(duì)作為參量振蕩泵浦源的外腔面發(fā)射激光器進(jìn)行一次調(diào)諧，再通過(guò)非線性晶體的角度變化對(duì)參量振蕩進(jìn)行二次調(diào)諧，大大增大了輸出激光的調(diào)諧范圍。
[0015]本實(shí)施例中，所述外徑組件還包括設(shè)于第二反射鏡4與非線性晶體7之間的分光鏡8和與分光鏡8正對(duì)設(shè)置形成第二諧振腔的第三反射鏡9 ;使沿軸線運(yùn)行的光子不斷增殖，在腔內(nèi)形成傳播方向一致、頻率和相位相同的強(qiáng)光束。
[0016]本實(shí)施例中，所述第一反射鏡3、第二反射鏡4和第三反射鏡9均為寬帶反射鏡并且為凹面鏡；提供寬帶的高反射率；第二寬帶反射鏡同時(shí)起到將光束匯聚到非線性晶體7上的作用。
[0017]本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體芯片2包括能夠發(fā)射具有一定波長(zhǎng)的光束的多量子阱有源層10和用于將該多量子阱有源層發(fā)射的光束反射至多量子阱有源層外部的布喇格反射層11 ;布喇格反射層11能夠提供IOOnm范圍的高反射率；通過(guò)改變外腔面發(fā)射激光器中量子阱的材料組分及量子阱的寬度，可大范圍地改變參量振蕩泵浦光的波長(zhǎng)，從而得到覆蓋波長(zhǎng)范圍很寬的參量振蕩輸出。
[0018]本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體芯片2還包括熱沉12和高勢(shì)壘窗口層13 ;熱沉12、布喇格反射層11、多量子阱有源層10和高勢(shì)壘窗口層13按順序疊合固定；高勢(shì)壘窗口層13能夠防止載流子的表面非輻射復(fù)合，提高激光器的量子效率；布喇格反射層11與熱沉12之間焊接固定，導(dǎo)熱率高，利于散熱。
[0019]本實(shí)施例中，所述用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器還包括設(shè)于泵浦源I與半導(dǎo)體芯片2之間的準(zhǔn)直透鏡14和聚焦透鏡15 ;能將泵浦光準(zhǔn)直并聚焦到多量子阱有源層10的增益介質(zhì)上。
[0020]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，其特征在于:包括用于提供泵浦光的泵浦源、用于在所述泵浦光的激勵(lì)下發(fā)出光束的半導(dǎo)體芯片和設(shè)于所述半導(dǎo)體芯片的出射光路上的用于對(duì)其光束進(jìn)行調(diào)諧的外境組件；所述外境組件包括用于反射半導(dǎo)體芯片所發(fā)出的光束的第一反射鏡、與第一反射鏡正對(duì)設(shè)置形成第一諧振腔的第二反射鏡和用于對(duì)第一反射鏡與第二反射鏡之間的光束進(jìn)行一次調(diào)諧的雙折射濾波片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，其特征在于:所述外境組件還包括設(shè)于第二反射鏡的出射光路上的用于對(duì)第二反射鏡的出射光進(jìn)行耦合輸出的輸出鏡、用于對(duì)第二反射鏡與輸出鏡之間的光束進(jìn)行二次調(diào)諧的非線性晶體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，其特征在于:所述外徑組件還包括設(shè)于第二反射鏡與非線性晶體之間的分光鏡和與分光鏡正對(duì)設(shè)置形成第二諧振腔的第三反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，其特征在于:所述第一反射鏡、第二反射鏡和第三反射鏡均為寬帶反射鏡并且為凹面鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，其特征在于:所述半導(dǎo)體芯片包括能夠發(fā)射具有一定波長(zhǎng)的光束的多量子阱有源層和用于將該多量子阱有源層發(fā)射的光束反射至多量子阱有源層外部的布喇格反射層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，其特征在于:所述半導(dǎo)體芯片還包括熱沉和高勢(shì)壘窗口層；熱沉、布喇格反射層、多量子阱有源層和高勢(shì)壘窗口層按順序疊合固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器，其特征在于:所述用垂直外腔面發(fā)射激光器泵浦的寬帶可調(diào)諧光參量振蕩器還包括設(shè)于泵浦源與半導(dǎo)體芯片之間的準(zhǔn)直透鏡和聚焦透鏡。
【文檔編號(hào)】H01S5/34GK103825195SQ201410001836
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】張鵬, 蔣茂華, 朱仁江, 梁一平, 范嗣強(qiáng), 張玉 申請(qǐng)人:重慶師范大學(xué)