CN113036599B - 一种提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法 - Google Patents

一种提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法，该方法是在传统的Littman光路结构中安装一个高反射率反射镜，将闪耀光栅二次衍射产生的零级衍射光按照原光路反馈进入有源腔，进而减小闪耀光栅由于衍射产生的光损耗，降低激光阈值，提高激光器的输出功率。本发明提供的这种改善激光器性能，尤其是提高激光器的输出功率，具有较强的实际应用价值。

Description

一种提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的 方法
技术领域
本发明涉及光学技术领域，特别是一种提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法。
背景技术
Littman结构可调谐外腔半导体激光器是以外部衍射光栅作为反馈和选模元件制作的一类激光器，具有输出线宽窄、波长可调谐范围大、体积小等特点。与传统激光器相比，可调谐外腔激光器通过引入外腔和半导体激光器内腔匹配，能够实现较大范围的波长连续无调模调谐，以及窄线宽激光输出。在精密测量、光纤通信、高分辨率光谱分析、计量检测、原子物理、生物医学等领域发挥着重要的作用。其中，输出激光功率是Littman结构可调谐外腔半导体激光器的一个重要特征，有多种因素影响着外腔激光器的输出功率，比如外腔的引入增加的光损耗、光栅的衍射效率、反射镜的反射效率、内部光学元件存在的、色散、像差等。
由于Littman型光栅外腔半导体激光器将闪耀光栅的零级衍射光做为输出光，因此高的零级衍射效率对应高的激光器输出功率，但一般情况下，提升零级衍射效率的同时，会降低闪耀光栅的一级衍射效率，从而影响激光器其他性能，比如连续可调谐范围、激射线宽等。因此选择高零级衍射效率的闪耀光栅来提高Littman型光栅外腔半导体激光器输出功率存在不足。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的主要目的在于提供一种提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法，在没有对激光器其他性能产生不利影响的情况下，减小光损耗、降低激光阈值，尤其是提高激光器输出功率。
(二)技术方案
一种提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法，该方法是在传统Littman结构光路中增加一个反射镜，进而提高激光器输出功率。
上述方案中，反射镜的固定位置必须使得其反射面严格垂直闪耀光栅的光栅面。
上述方案中，闪耀光栅第一次衍射产生的一级衍射光垂直入射调谐反射镜，然后原路返回，以其第一次衍射的一级衍射角作为第二次衍射的入射角入射光栅，此时产生二次衍射，二次衍射的一级衍射光返回至二极管激光器的有源区；二次衍射产生的零级衍射光入射垂直闪耀光栅光栅面放置的反射镜，再次垂直入射调谐反射镜并按照原光路返回至二极管激光器的有源区，以减少光损耗、降低激光阈值、提搞激光器输出功率。
(三)有益效果
本发明提供的这种减少Littman结构外腔激光器的光损耗，提高输出功率的方法。采用在传统Littman结构外腔激光器光路中安装高反射率反射镜的方法来实现。此方法原理简单、操作容易且有效，具有较强的实际应用价值。
附图说明
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述，其中：
图1为本发明提供的提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法利用的装置的示意图。
图中附图标记含义为：1.二极管激光器，2.准直透镜，3.闪耀光栅，4.输出光，5.第一次衍射一级光，6.调谐反射棱镜，7.第二次衍射零级光，8.反射镜，9.压电陶瓷。
具体实施方式
请结合参阅图1所示的本发明示意图，本发明涉及一种提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法，利用的装置包括二极管激光器1，准直透镜2，闪耀光栅3，输出光4，第一次衍射一级光5，调谐反射棱镜6，第二次衍射零级光7，反射镜8，压电陶瓷9，以二极管激光器1为起始点，将准直透镜2与二极管激光器1输出端的距离控制为透镜的焦距，使二极管激光器发出的发散光束准直为平行光，按照一定的角度入射闪耀光栅3，在闪耀光栅3上发生衍射，其一级衍射光5垂直入射调谐反射镜6，零级衍射光4做为输出光。一级衍射光5原路返回再次入射到闪耀光栅3上，再次发生衍射，将产生二次衍射零级光7以及二次衍射一级光，二次衍射一级光将原路反馈回二极管的有源区，通过增加反射镜8将二次衍射产生的零级光也反馈回二极管激光器的有源区。压电陶瓷9通过控制调谐反射镜6的角度来实现输出波长调谐，具体实施如下：
在已有Littman结构可调谐外腔激光器的光路上增加反射镜8。实施中，可根据整体机械设计合理选择反射镜8的尺寸、形状，反射镜固定在反射镜镜座上，但反射镜面必须严格垂直于闪耀光栅3的光栅面。这样才能使光线返回到二极管激光器1的有源区内。
反射镜8镜面垂直光栅面放置，可将第二次衍射产生的零光反射到调谐反射镜6上，由于特定的放置方式，此时的光线垂直入射调谐反射镜6后原路返回至闪耀光栅3发生衍射能够返回到有源区。
当调谐反射镜6在压电陶瓷9的作用下转动，输出激光波长发生改变的时候，反射镜8仍能够将二次衍射产生的不同波长的零级光按照原光路反馈回有源区。达到降低激光阈值、提高激光输出功率的目的。

Claims (2)

1.一种提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法，其特征在于，该方法是在传统Littman结构光路中安装一个反射镜(8)，将闪耀光栅(3)二次衍射产生的零级衍射光反馈回二极管激光器(1)有源区，进而减小光栅衍射产生的光损耗，降低激光阈值，提高激光器输出功率；
反射镜放置位置应该使其反射面严格垂直闪耀光栅的光栅面。
2.根据权利要求1所述的提高Littman结构可调谐外腔半导体激光器输出功率的方法，其特征在于，当调谐反射镜(6)在压电陶瓷的作用下发生转动调谐输出波长时，反射镜(8)仍然能将不同波长的二次衍射光反馈回有源区。
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