CN109494566A - 一种外腔型激光器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种外腔型激光器，属于光学设备技术领域。所述外腔型激光器，包括：反射镜、光栅、第一耦合镜和第二耦合镜、分光镜、激光光源、输出光纤，所述激光光源、分光镜、第一耦合镜和第二耦合镜集成在一起；激光光源发出光准直到分光镜表面，经分光镜分光，反射光经过第一耦合镜耦合准直到光栅表面，经光栅选膜，一级衍射光经反射镜反射按原路返回分光镜，一部分光经分光镜再次反射反馈回激光光源中的激光增益元件，一部分光最终投射过分光镜并经过耦合后通过光纤输出，一部分光通过第二耦合镜耦合输出。本发明的外腔型激光器减小了系统的装调难度，有效增大输出激光边模抑制比，实现系统增益可调。

Description

一种外腔型激光器

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，特别涉及一种外腔型激光器。

背景技术

外腔式可调谐激光器采用一个位于有源半导体区域外部的谐振腔，谐振腔包括了机械可调式的反光镜/衍射光栅结构，可用来调节输出波长，通常基于如图1所示的Littrow谐振腔或如图2所示的Littman谐振腔设计。

Littrow谐振腔是两种设计方案中较为简单的一种，如图1所示，包括激光增益元件11、耦合镜12、光栅13，从激光增益元件11出射的光束首先被准直到光栅13表面，光栅对准直光进行衍射，一级衍射光再耦合回激光增益元件11，用来维持激射，激光器的波长调谐可以通过改变光栅相对于谐振腔的角度实现。

Littman谐振腔同时使用光栅和反射镜来进行调谐，与littrow结构相似，如图2所示，包括平面反射镜21、衍射光栅22、激光增益元件23、耦合镜24，从激光增益元件未镀膜端射出的光束必须先准直，然后用光栅对此光束进行衍射，一级衍射光从反射镜反射回到光栅，经第二次衍射返回激光增益元件进行增益放大输出，通过转动平面镜实现波长的调谐。

传统Littman结构以下不足：

(1)传统结构装调难度较大，要同时兼顾耦合透镜、光栅及反射镜的位置，装配时需要复杂的光路调试安装。

(2)出射的激光夹杂自发辐射光，减小了输出激光的边膜抑制比。

(3)腔体增益不可调。

(4)整个外腔结构容易受到外部干扰，系统稳定性较差。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的不足，本发明提出一种外腔型激光器。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种外腔型激光器，包括：反射镜、光栅、第一耦合镜和第二耦合镜、分光镜、激光光源、输出光纤，所述激光光源、分光镜、第一耦合镜和第二耦合镜集成在一起；

激光光源发出光准直到分光镜表面，经分光镜分光，反射光经过第一耦合镜耦合准直到光栅表面，经光栅选膜，一级衍射光经反射镜反射按原路返回分光镜，一部分光经分光镜再次反射反馈回激光光源中的激光增益元件，一部分光最终投射过分光镜并经过耦合后通过光纤输出，一部分光通过第二耦合镜耦合输出。

可选地，所述激光光源、分光镜、第一耦合镜和第二耦合镜集成在一块光芯片中。

本发明的有益效果是：

(1)减小了系统的装调难度；

(2)有效增大输出激光边模抑制比；

(3)实现系统增益可调；

(4)避免外界环境的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为Littrow谐振腔结构示意图；

图2为Littman谐振腔结构示意图；

图3为本发明的外腔型激光器的一个可选实施结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3示出了外腔型激光器的一个可选实施例。

该可选实施例中，所述外腔型激光器包括：反射镜31、光栅32，第一耦合镜33和第二耦合镜36、分光镜34、激光光源35、输出光纤37。

所述激光光源35、分光镜34、第一耦合镜33和第二耦合镜36集成在一起，激光光源35发出光准直到分光镜34表面，经分光镜34分光，反射光经过第一耦合镜33耦合准直到光栅32表面，经光栅32选膜，一级衍射光经反射镜31反射按原路返回分光镜34，一部分光经分光镜34再次反射反馈回激光光源35中的激光增益元件，并在激光增益元件内腔有源区中来回反射震荡得到增益放大，于是在模式竞争中获得优势，得到单纵膜的激光，一部分光最终投射过分光镜34并经过耦合后通过光纤37输出，一部分光通过第二耦合镜36耦合输出，该部分光可用探测器接收用作检测反馈。

可选地，所述激光光源35、分光镜34、第一耦合镜33和第二耦合镜36集成在一块光芯片中。采用该可选实施例，将所述激光光源35、分光镜34、第一耦合镜33和第二耦合镜36集成在一块光芯片中，可以避免外界环境的干扰。

可选地，当增大分光镜34对入射光的反射率时，经分光镜34反射后入射光栅的光束及经过光栅选膜返回激光增益元件的光束都得到增强，则系统增益变大，反之系统增益减小。

激光增益元件内腔由增益介质和两端的反射镜片组成(F-P腔)，有源区位于谐振腔中，光在内腔中来回反射振荡得到放大。激光增益元件内腔无法实现波长的选择，输出一般为多纵模激光，由光栅32和反射镜31组成的外腔反馈元件只将一级衍射光反馈回激光光源35的激光增益元件内腔有源区，这样模式与模式之间的损耗就会出现差别，被选定的波长形成的增益优势最明显，其他模式的光最终衰减熄灭，这样便实现了激光单模的输出。

由于最终出射的激光通过光纤37输出，不是直接从激光增益元件中耦合出射，而是由光栅衍射后透过分光镜出射，因此滤除了激光增益元件本身的自发辐射光，输出激光边膜抑制比得到增大。

传统结构装调难度较大，要同时兼顾耦合透镜、光栅及反射镜的位置，装配时需要复杂的光路调试安装。本发明的外腔型激光器中两个耦合镜相对于分光镜对称分布，只要固定好一个透镜，另一个透镜对称固定即可；另外，激光增益元件、透镜及分光镜均封装在一个密闭壳体中，只要一次性确定上述元件在壳体中的位置，后续量产装配只需按照固定位置安装即可，省去一部分复杂的装调过程。因此，本发明能够有效减小腔体装调难度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种外腔型激光器，其特征在于，包括：反射镜、光栅、第一耦合镜和第二耦合镜、分光镜、激光光源、输出光纤，所述激光光源、分光镜、第一耦合镜和第二耦合镜集成在一起；

激光光源发出光准直到分光镜表面，经分光镜分光，反射光经过第一耦合镜耦合准直到光栅表面，经光栅选膜，一级衍射光经反射镜反射按原路返回分光镜，一部分光经分光镜再次反射反馈回激光光源中的激光增益元件，一部分光最终投射过分光镜并经过耦合后通过光纤输出，一部分光通过第二耦合镜耦合输出。

2.如权利要求1所述的一种外腔型激光器，其特征在于，所述激光光源、分光镜、第一耦合镜和第二耦合镜集成在一块光芯片中。