CN104701733A - 一种宽条形半导体激光器腔模选择方法 - Google Patents

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高欣
薄报学
乔忠良
张晶
李辉
李特
曲轶
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Abstract

一种宽条形半导体激光器腔模选择方法，属于激光技术领域。该领域已知技术难以有效改善宽条形大功率半导体激光器的光束质量，使宽条形大功率半导体激光器的应用受到限制。本发明采用体光栅外腔方法，通过光栅平面法线倾斜的高反射体光栅的窄角度光束反馈，对快轴准直的宽条形大功率半导体激光器芯片的内腔横模进行选择，使呈现双峰远场分布的环行模式受到有效的外腔反馈，由于其中一个远场峰受到体光栅的高反射输出限制，实现了单峰远场激射，从而改善宽条形大功率半导体激光器的光束质量。该方法可应用于各类宽条形大功率半导体激光器的制造。

Description

一种宽条形半导体激光器腔模选择方法
技术领域
本发明涉及一种宽条形半导体激光器腔模选择方法，属于激光技术领域。 
背景技术
宽条形大功率半导体激光器具有输出功率高、热管理简单、功率合成简单的优点。通常宽条形大功率半导体激光器芯片倒装焊在高导热的过渡热沉上，由于较大的工作电流集中在发光波导区内，载流子非辐射复合产生的废热导致波导区的温度分布为凸形分布，使发光波导区的有效折射率也呈现一凸形分布，增加了激光器工作时波导结构的不稳定性及光束发散角。通常主要通过改善激光器材料的外延生长质量、减少发光波导区的缺陷，抑制由于废热引起的折射率凸形分布，受到激光器结构外延生长源材料及气氛纯度的限制，仍存在一定的材料缺陷导致宽条形大功率半导体激光器大电流工作条件下光束质量明显变差。 
发明内容
本发明是这样实现的，见附图所示，将宽条形大功率半导体激光器芯片1的后腔面镀高反膜，前腔面镀增透膜，使自由工作的激光器工作在高阈值状态。然后，对其输出光束进行快轴方向的光束准直，慢轴方向的光束保持自由出射状态。然后，在输出光束的光轴上，紧靠快轴准直柱面透镜2，放置一光栅平面法线倾斜的高反射体光栅3，其反射波长位于宽条形大功率半导体激光器芯片1的增益光谱中心，体光栅3为窄光谱、窄角度反射设计，使体光栅3的光栅平面法线方向与激光器高功率工作条件下的环行模式中双峰远场分布的一个远场峰方向重合。 
本发明的技术效果在于，通过光栅平面法线倾斜的体光栅3的高反射反馈，对快轴2准直的宽条形大功率半导体激光器芯片1的内腔横模进行选择，使激光器高功率工作条件下呈现双峰远场分布的环行模式受到有效的外腔反馈，由于其中一个远场峰受到体光栅3的高反射输出限制，实现了单峰远场激射，从而改善宽条形大功率半导体激光器的光束质量。 
附图说明
所附图1为一种光栅平面法线倾斜的体光栅外腔宽条形半导体激光器腔模选择示意图，1为宽条形大功率半导体激光器芯片，2为快轴准直柱面透镜，3为光栅平面法线倾斜的体光栅，4为激光器输出光束，5为体光栅反馈光束。 
具体实施方式
如附图1所示，宽条形大功率半导体激光器芯片1的后腔面镀高反膜，前腔面镀增透膜，使自由工作的激光器工作在高阈值状态。然后，采用非球面柱透镜对其输出光束进行快轴方向的光束准直，慢轴方向的光束保持自由出射状态。然后，在输出光束的光轴上紧靠快轴准 直柱面透镜2放置一光栅平面法线倾斜于表面的体光栅3，其反射波长位于宽条形大功率半导体激光器芯片1的增益光谱中心，以提供有效的光谱反馈。体光栅3为窄光谱、窄角度反射设计，体光栅反馈光束5反馈回宽条形大功率半导体激光器芯片1的发光区。 
下面结合实例说明本发明，宽条形大功率半导体激光器芯片1采用4毫米腔长的976nm波长量子阱结构激光器芯片，其发光区宽度为100微米，后腔面蒸镀反射率为95％以上的多层宽带反射膜，前腔面蒸镀透过率为99.5％以上的多层增射膜，使宽条形大功率半导体激光器芯片1工作在高阈值状态，阈值大于10A。然后，采用有效焦距为0.9mm的非球面柱透镜对宽条形大功率半导体激光器芯片1的输出光束进行快轴准直，发散角控制在3mrad以内，慢轴方向的光束发散角为自由出射状态，约为8°。然后，在输出光束的光轴上紧靠快轴准直柱面透镜放置一光栅平面法线倾斜于表面的体光栅3，倾斜角为2°，反射谱宽为0.5nm，反射率为90％以上，反射角宽为1.5°，反射谱的中心波长为976nm。激光器工作在高电流注入状态，工作电流为10A，激光器远场呈现角度约为4°的双峰分布，调整体光栅3的光栅平面法线方向，使光栅平面法线方向与远场双峰分布的一个峰方向重合，激光器的远场光斑明显变窄，光束发散角由自由工作状态的8°减小为4°以下。 

Claims (1)

1.一种宽条形半导体激光器腔模选择方法，其特征在于，采用体光栅外腔方法，通过光栅平面法线倾斜的高反射体光栅(3)的窄角度光束反馈，对快轴(2)准直的宽条形大功率半导体激光器芯片(1)的内腔横模进行选择，使呈现双峰远场分布的环行模式受到有效的外腔反馈，由于其中一个远场峰受到体光栅(3)的高反射输出限制，实现了单峰远场激射，从而改善宽条形大功率半导体激光器的光束质量。 
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111641104A (zh) * 2020-06-29 2020-09-08 长春理工大学 一种半导体激光器芯片结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050207466A1 (en) * 2000-01-04 2005-09-22 Glebov Leonid B Volume bragg lasers based on high efficiency diffractive elements in photo-thermo-refractive glass
CN103078248A (zh) * 2012-12-28 2013-05-01 西安炬光科技有限公司 一种高功率半导体激光光束准直调整方法及装置
US20130208754A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 OptiGrate Corp. Laser apparatus, component, method and applications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050207466A1 (en) * 2000-01-04 2005-09-22 Glebov Leonid B Volume bragg lasers based on high efficiency diffractive elements in photo-thermo-refractive glass
US20130208754A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 OptiGrate Corp. Laser apparatus, component, method and applications
CN103078248A (zh) * 2012-12-28 2013-05-01 西安炬光科技有限公司 一种高功率半导体激光光束准直调整方法及装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111641104A (zh) * 2020-06-29 2020-09-08 长春理工大学 一种半导体激光器芯片结构

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