專利名稱：一種鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有新型波長調(diào)諧元件的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器。
背景技術(shù)：
鎖模外腔半導(dǎo)體激光器采用鎖模及外腔反饋技術(shù)，使半導(dǎo)體激光器輸出周期性的超短脈沖光序列。這類激光器在光取樣、光時分復(fù)用、時間分辨光譜、光學(xué)相干斷層成像等方面有重要的應(yīng)用前景。在更多的應(yīng)用場合，需要使激光器的輸出波長可變，通常用于波長調(diào)諧的元件為閃耀光柵。但對于鎖模外腔半導(dǎo)體激光器這類特殊的激光器來說，閃耀光柵并不是其波長調(diào)諧元件的最佳選擇，這是因為閃耀光柵的衍射效率不高，對光的損耗較大，導(dǎo)致鎖模外腔半導(dǎo)體激光器輸出功率下降。并且，閃耀光柵會壓窄激射光譜的線寬，使得鎖模外腔半導(dǎo)體激光器輸出光脈沖的脈沖寬度增加，影響了鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的時域輸出特性。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術(shù)問題為了克服上述閃耀光柵作為鎖模外腔半導(dǎo)體激光器波長調(diào)諧元件的不足，本發(fā)明提供了一種鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，在保證波長調(diào)諧范圍的同時，不會壓窄鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的激射光譜寬度，因此不會增加輸出光脈沖的脈沖寬度，并且較低的光損耗不會使鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的輸出功率受到太大的影響。( 二 )技術(shù)方案本發(fā)明 采用的技術(shù)方案如下:—種鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器沿其光路依次包括半導(dǎo)體器件11、準(zhǔn)直透鏡12、波長調(diào)諧元件13、聚焦透鏡14和反射鏡15，其中:半導(dǎo)體器件11，用于對入射的光束提供光增益，輸出發(fā)散光束；準(zhǔn)直透鏡12，用于將半導(dǎo)體器件11輸入的發(fā)散光束準(zhǔn)直成平行光束，并將該平行光束f禹合至波長調(diào)諧兀件13中；波長調(diào)諧元件13，用于改變準(zhǔn)直透鏡12耦合入的平行光束的激射波長，并將改變激射波長后的平行光束耦合至聚焦透鏡14 ；聚焦透鏡14，用于將波長調(diào)諧元件13耦合入的平行光束聚焦至反射鏡15 ；反射鏡15，用于構(gòu)成該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的一個腔面。上述方案中，該波長調(diào)諧元件13為一等邊色散棱鏡，該等邊色散棱鏡通過色散使不同波長光的偏轉(zhuǎn)角度不同，通過旋轉(zhuǎn)等邊色散棱鏡能夠改變該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器諧振腔內(nèi)的激射波長，從而達到波長調(diào)諧的目的。上述方案中，該等邊色散棱鏡的有效通光孔徑大于或等于該準(zhǔn)直透鏡12的有效通光孔徑。該聚焦透鏡14將通過等邊色散棱鏡后的平行光聚焦，以減小光斑面積，增大光的功率密度。該聚焦透鏡14為非球面透鏡，其有效通光孔徑小于或等于等邊色散棱鏡的有效通光孔徑。上述方案中，該半導(dǎo)體器件11為半導(dǎo)體激光器或彎曲波導(dǎo)半導(dǎo)體超輻射發(fā)光管。該準(zhǔn)直透鏡12為非球面透鏡。該反射鏡15為半導(dǎo)體可飽和吸收反射鏡，提供可飽和吸收及光反饋。(三)有益效果本發(fā)明的有益成果在于:本發(fā)明提供的是一種具有新型波長調(diào)諧元件的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，與以閃耀光柵作為波長調(diào)諧元件的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器相比，減小了色散引入的光損耗對輸出功率的影響，并且未壓窄鎖模激光器激射光譜的線寬，保證了鎖模激光器的時域輸出特性。


為進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合附圖和具體實例對其做進一步的描述:圖1為依照本發(fā)明實施例的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；11-半導(dǎo)體器件，12-準(zhǔn)直透鏡，13-波長調(diào)諧元件(等邊色散棱鏡)，14-聚焦透鏡，15-反射鏡。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。請結(jié)合參閱圖1，圖1為依照本發(fā)明實施例的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器沿其光路依次包括半導(dǎo)體器件11、準(zhǔn)直透鏡12、波長調(diào)諧元件13、聚焦透鏡14和反射鏡15。其中:半導(dǎo)體器件11，用于對入射的光束提供光增益，輸出發(fā)散光束；準(zhǔn)直透鏡12，用于將半導(dǎo)體器件11輸入的發(fā)散光束準(zhǔn)直成平行光束，并將該平行光束耦合至波長調(diào)諧元件13中；波長調(diào)諧元件13，用于改變準(zhǔn)直透鏡12耦合入的平行光束的激射波長，并將改變激射波長后的平行光束耦合至聚焦透鏡14 ;聚焦透鏡14，用于將波長調(diào)諧元件13耦合入的平行光束聚焦至反射鏡15 ;反射鏡15，用于構(gòu)成該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的一個腔面。該波長調(diào)諧元件13為一等邊色散棱鏡，該等邊色散棱鏡通過色散使不同波長光的偏轉(zhuǎn)角度不同，通過旋轉(zhuǎn)等邊色散棱鏡能夠改變該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器諧振腔內(nèi)的激射波長，從而達到波長調(diào)諧的目的。該等邊色散棱鏡的有效通光孔徑大于或等于該準(zhǔn)直透鏡12的有效通光孔徑。該聚焦透鏡14將通過等邊色散棱鏡后的平行光聚焦，以減小光斑面積，增大光的功率密度。該聚焦透鏡14為非球面透鏡，其有效通光孔徑小于或等于等邊色散棱鏡的有效通光孔徑。該半導(dǎo)體器件11為半導(dǎo)體激光器或彎曲波導(dǎo)半導(dǎo)體超輻射發(fā)光管，該準(zhǔn)直透鏡12為非球面透鏡，該反射鏡15為半導(dǎo)體可飽和吸收反射鏡，提供可飽和吸收及光反饋。雖然參照上述具體實施方式
詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明并不限于所公開的實施方式，對于本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可對其形式和細(xì)節(jié)進行各種改變。例如，本發(fā)明所涉及的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的波長調(diào)諧元件不僅僅適用于單電流注入?yún)^(qū)半導(dǎo)體激光器或超輻射發(fā)光管，而是適用于包括雙區(qū)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器、雙區(qū)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體超輻射發(fā)光管等在內(nèi)的雙區(qū)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體光電子器件。對于雙區(qū)結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體光電子器件的情況，反射鏡15為普通的平面反射鏡即可，僅提供光反饋。總之，以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器沿其光路依次包括半導(dǎo)體器件(11)、準(zhǔn)直透鏡(12)、波長調(diào)諧元件(13)、聚焦透鏡(14)和反射鏡(15)，其中: 半導(dǎo)體器件(11)，用于對入射的光束提供光增益，輸出發(fā)散光束； 準(zhǔn)直透鏡(12)，用于將半導(dǎo)體器件(11)輸入的發(fā)散光束準(zhǔn)直成平行光束，并將該平行光束耦合至波長調(diào)諧元件(13)中； 波長調(diào)諧元件(13)，用于改變準(zhǔn)直透鏡(12)耦合入的平行光束的激射波長，并將改變激射波長后的平行光束耦合至聚焦透鏡(14)； 聚焦透鏡(14)，用于將波長調(diào)諧元件(13)耦合入的平行光束聚焦至反射鏡(15)； 反射鏡(15)，用于構(gòu)成該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的一個腔面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，該波長調(diào)諧元件(13)為一等邊色散棱鏡，該等邊色散棱鏡通過色散使不同波長光的偏轉(zhuǎn)角度不同，通過旋轉(zhuǎn)等邊色散棱鏡能夠改變該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器諧振腔內(nèi)的激射波長，從而達到波長調(diào)諧的目的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，該等邊色散棱鏡的有效通光孔徑大于或等于該準(zhǔn)直透鏡(12)的有效通光孔徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，該聚焦透鏡(14)將通過等邊色散棱鏡后的平行光聚焦，以減小光斑面積，增大光的功率密度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，該聚焦透鏡(14)為非球面透鏡，其有效通光孔徑小于或等于等邊色散棱鏡的有效通光孔徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，該半導(dǎo)體器件(11)為半導(dǎo)體激光器或彎曲波導(dǎo)半導(dǎo)體超輻射發(fā)光管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，該準(zhǔn)直透鏡(12)為非球面透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，其特征在于，該反射鏡(15)為半導(dǎo)體可飽和吸收反射鏡，提供可飽和吸收及光反饋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎖模外腔半導(dǎo)體激光器，該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器沿其光路依次包括半導(dǎo)體器件、準(zhǔn)直透鏡、波長調(diào)諧元件、聚焦透鏡和反射鏡。該鎖模外腔半導(dǎo)體激光器采用等邊色散棱鏡作為波長調(diào)諧元件。相比于閃耀光柵，等邊色散棱鏡對光的損耗較小，從而保證了較高的光輸出功率；等邊色散棱鏡不會壓窄鎖模外腔半導(dǎo)體激光器的激射光譜寬度，因此不會增加輸出光脈沖的脈沖寬度，特別適用于鎖模激光器的波長調(diào)諧。
文檔編號H01S5/14GK103227417SQ20131012142
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者吳劍, 金鵬, 王占國 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所