CN109149357A - 一种锁模半导体激光器 - Google Patents

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吴砺
贺坤
孙正国
董海军
林磊
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
    • H01S5/0657—Mode locking, i.e. generation of pulses at a frequency corresponding to a roundtrip in the cavity

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Abstract

本发明公开一种锁模半导体激光器，对半导体激光器准直光采用大部分透射，少部分准直光部分波长全反射反馈结构实现对半导体激光波长的锁定，其中采用大部分透和少部分全反输出腔片与全反射光栅结构或阵列微透镜中一片微透镜耦合少部分LD激光进入光纤全反射光栅实现激光腔反馈结构。该结构可大规模廉价应用于光纤通讯无源器件中，从而使半导体激光器波长锁定技术，可大规模廉价快速工业化，大规模应用于半导体泵浦的固体激光器。

Description

一种锁模半导体激光器
技术领域
本发明涉及激光领域，尤其涉及一种锁模半导体激光器。
背景技术
传统的边发射半导体激光器广泛的用于泵浦固体激光器，但由于其自身转换效率及产热等性能，造成在工作的过程中，半导体激光器有源区温度升高，使激射光谱发生红移，导致在泵浦的过程中泵浦光波长与固体激光增益介质的吸收峰发生偏离，吸收效率下降，系统的稳定性也会显著下降。如果使用外围温度控制系统，不但增加了成本，而且系统的集成度也会下降。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锁模半导体激光器。
本发明采用的技术方案是：
一种锁模半导体激光器，其包括依次设置的半导体激光器、准直系统和AR膜片，AR膜片的入光面的一部分通过掩膜的方法镀有高反膜，高反膜把部分激光反射至一反射光栅，利用光栅的色散特性，只有满足闪耀条件波长的激光原路返回，此较窄波长带宽的激光返回半导体激光器谐振腔中，实现波长锁定的锁模效果。
所述半导体激光器可采用阵列半导体激光器。
所述AR膜片和反射光栅装配为一个元件。
所述准直系统是一个或一个以上光学元件构成准直系统。
所述准直系统为准直透镜。
一种锁模半导体激光器，其包括沿光路方向依次设置的半导体激光器、准直系统和微透镜阵列，微透镜阵列通过V-groove光纤阵列耦合形成多组激光输出端，其中一组激光输出端采用光纤光栅全反射。
所述准直系统是一个或一个以上光学元件构成的准直系统。
所述的微透镜阵列可以为250μm间隔NA=0.1的微透镜阵列。
微透镜阵列可以具有10组激光输出端，或者多组。
所述全反射光纤光栅反射约5%比例的整个激光功率
本发明采用以上结构，半导体激光器发出的激光先经过准直系统准直，即可用一个AR膜片配合其上部分位置设置的高反膜，高反膜把部分功率的半导体激光反射至一反射光栅，反射光栅只反射部分波长的激光原路返回半导体激光器中。亦可用250μm间隔NA=0.1微透镜阵列分裂准直后的激光，并用V-groove光纤阵列耦合，微透镜阵列其中一组激光输出端的条光纤制成光纤光栅全反射形成波长锁定，该光纤光栅反射返回光约占整个激光功率的5%。本发明对半导体激光器准直光采用大部分透射，少部分准直光部分波长全反射反馈结构实现对半导体激光波长的锁定，其中采用大部分透和少部分全反输出腔片与全反射光栅结构或阵列微透镜中一片微透镜耦合少部分LD激光进入光纤全反射光栅实现激光腔反馈结构。该结构可大规模廉价应用于光纤通讯无源器件中，从而使半导体激光器波长锁定技术，可大规模廉价快速工业化，大规模应用于半导体泵浦的固体激光器。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明一种锁模半导体激光器的实施例1示意图；
图2为本发明一种锁模半导体激光器的实施例2示意图；
图3为本发明一种锁模半导体激光器的实施例2的微透镜阵列示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，本发明公开了一种锁模半导体激光器，其包括依次设置的半导体激光器10、准直系统11和AR膜片12，AR膜片12的入光面设有高反膜13，高反膜13反射部分泵浦激光至一反射光栅14，利用反射光栅14的色散特性，只有满足闪耀条件波长的激光原路返回，此较窄波长带宽的激光返回半导体激光器10谐振腔中，实现波长锁定的锁模效果。
所述半导体激光器10可采用阵列半导体激光器。
所述AR膜片12和反射光栅14装配为一个元件100。
所述准直系统是一个或一个以上光学元件构成准直系统。
所述准直系统11为准直透镜。
本实施例1采用以上结构，半导体激光器发出的激光先经过准直系统准直，再用一个AR膜片配合其上设置的高反膜，高反膜反射部分激光到光栅，反射光栅使窄波长带宽的激光原路返回半导体激光器谐振腔中，实现波长锁定的锁模效果。。
实施例2：
如图2或图3所示，本发明公开了一种锁模半导体激光器，其包括沿光路方向依次设置的半导体激光器20、准直系统21和微透镜阵列22，微透镜阵列22通过V-groove光纤阵列耦合实现多组激光输出端，其中一组激光输出端采用光纤光栅23全反射。
所述准直系统21是一个或一个以上光学元件构成的准直系统。具体的，本实施例中准直系统包括柱面准直211和准直212
微透镜阵列22可以为250μm间隔NA=0.1的微透镜阵列，或者其他可以实现的微透镜阵列。
微透镜阵列22可以具有10组或者多组激光输出端。
所述全反射光纤光栅23可以反射5%的激光，或者其他比例的激光来实现锁模。
本实施例2采用以上结构，半导体激光器发出的激光先经过准直系统准直，再用250μm间隔NA=0.1微透镜阵列分裂准直后的激光，并用V-groove光纤阵列耦合，其中一组激光输出端的光纤制成光纤光栅全反射，该光纤光栅反射返回总激光功率约5%，以形成波长锁定效果。
本发明采用以上结构，对半导体激光器准直光采用大部分透射，少部分准直光部分波长全反射反馈结构实现对半导体激光波长的锁定，其中采用大部分透和少部分全反输出腔片与全反射光栅结构或阵列微透镜中一片微透镜耦合少部分LD激光进入光纤全反射光栅实现激光腔反馈结构。该结构可大规模廉价应用于光纤通讯无源器件中，从而使半导体激光器波长锁定技术，可大规模廉价快速工业化，大规模应用于半导体泵浦的固体激光器。

Claims (6)

1.一种锁模半导体激光器，其特征在于：其包括依次设置的半导体激光器、准直系统和AR膜片，AR膜片的入光面一部分设有高反膜，高反膜把部分激光反射至一反射光栅，反射光栅使满足闪耀条件的窄波长的激光原路返回半导体激光器振腔中，进而形成锁模。
2.根据权利要求1所述的一种锁模半导体激光器，其特征在于：所述半导体激光器可采用阵列半导体激光器。
3.根据权利要求1所述的一种锁模半导体激光器，其特征在于：所述AR膜片和反射光栅装配为一个元件。
4.根据权利要求1所述的一种锁模半导体激光器，其特征在于：所述准直系统是一个或一个以上光学元件构成准直系统。
5.一种锁模半导体激光器，其包括沿光路方向依次设置的半导体激光器、准直系统和微透镜阵列，微透镜阵列通过V-groove光纤阵列耦合形成多组激光输出端，其中一组激光输出端采用光纤光栅全反射进行较窄波长激光的反馈，进而形成锁模。
6.根据权利要求5所述的一种锁模半导体激光器，其特征在于：所述准直系统是一个或一个以上光学元件构成的准直系统。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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