CN215343344U - 边发射激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种边发射激光器，包括波导，波导与空气的交界处形成交界面，在波导的激光输出端形成沿光轴对称的劈尖，劈尖用于减小波导中激光在交界面处的入射角，使激光从交界面入射到空气中。本实用新型相比传统的边发射激光器，本实用新型通过在波导的激光输出端形成劈尖，减小激光在波导与空气交界处的入射角，降低激光在该交界处的反射。波导整体为直线型且劈尖沿光轴对称，使光学谐振腔的整个光路沿光轴对称，降低调节光学谐振腔的难度，使激光形成稳定的振荡。

Description

边发射激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，特别涉及一种外腔式的边发射激光器。

背景技术

激光器是利用受激辐射原理使光在增益介质中振荡发射激光的器件，把增益介质置于谐振腔内，光辐射在共振腔内沿轴线方向振荡，多次通过增益介质，光辐射被放大，形成高强度的激光。与普通光源相比，激光器输出的激光单色性好，能量集中，具有非常好的方向性和稳定性。由于激光器的种种优点，因而被广泛应用到军事、工业、农业、医疗、通信和精密测量等方面，并在许多领域引起革命性的突破。

边发射激光器主要包括光学谐振腔、双异质结等结构。谐振腔包括两个平行的镜面作为反射镜，以及矩形波导以填充增益介质。目前激光器大多使用矩形波导，在腔面的一端镀一层高反模，在腔面的另一端镀一层增透膜形成谐振腔。但是这种激光器为内腔式边发射激光器，腔长不可调，只能输出固定频率的激光。

为了解决腔长不可调的问题，研发出外腔式边发射激光器，如图1所示，外腔式边发射激光器的腔长可调，因此激光的波长可调。波导1`在激光输出端发生弯曲，可以降低激光2`在波导与空气交界处的反射。相比于矩形波导的内腔式边发射激光器，激光2`的频率更稳定。但是，这种波导弯曲的外腔式边发射激光器仍然存在弊端，由于波导1`在激光输出端处发生了弯曲，所以光学谐振腔的整个光路关于光轴是不对称的，很难调节谐振腔使激光形成稳定的振荡。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种外腔式边发射激光器，通过在波导的激光输出端形成沿光轴对称的劈尖，使光学谐振腔的整个光路沿光轴对称，并且劈尖能够降低激光于波导与空气交界处的反射。

为实现上述目的，本实用新型采用以下具体技术方案：

本实用新型提供的边发射激光器，包括波导，波导与空气的交界处形成交界面，在波导的激光输出端形成沿光轴对称的劈尖，劈尖用于减小波导中激光在交界面处的入射角，使激光从交界面入射到空气中。

优选地，波导包括芯层和包层，包层位于芯层的两侧，芯层为直线型，劈尖形成在芯层的激光输出端，激光在劈尖的作用下穿过芯层入射至包层，再从包层发散入射到空气中。

优选地，边发射激光器还包括凸透镜和反射镜，凸透镜位于反射镜与波导之间，入射到空气中的激光经凸透镜收敛为平行光并垂直入射到反射镜；在反射镜的背面镀有增透膜，在波导远离凸透镜的端面镀有高反膜。

本实用新型与弯曲波导的外腔式边发射激光器相比，能够取得如下技术效果：

1、波导形成的劈尖能够减小激光在波导与空气交界处的入射角，降低激光在该交界处的反射。

2、波导整体为直线型且劈尖沿光轴对称，使光学谐振腔的整个光路沿光轴对称，降低调节光学谐振腔的难度，使激光形成稳定的振荡。

3、所有经过凸透镜的激光的光程相等，各束激光之间不存在相位差，有利于激光形成稳定的振荡。

附图说明

图1是传统的外腔式边发射激光器的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例提供的边发射激光器的结构示意图。

其中的附图标记包括：波导1`、激光2`、波导1、劈尖11、芯层12、包层13、凸透镜2、反射镜3、增透膜4、高反膜5、激光6、激光束A、激光束B。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。

图2示出了根据本实用新型实施例提供的边发射激光器的整体结构。

如图2所示，本实用新型实施例提供的边发射激光器，包括：波导1、凸透镜2、反射镜3、增透膜4和高反膜5，凸透镜2设置在波导1与反射镜3之间，增透膜4镀在反射镜3的背面(非反射面)，高反膜5镀在波导1远离凸透镜2的端面，波导1、凸透镜2、反射镜3、增透膜4和高反膜5共同构成光学谐振腔，及在光学谐振腔的两个腔面上镀制增透膜4和高反膜5。

波导1与空气的交界处形成交界面，波导1内传输的激光6从交界面射入空气中，经凸透镜2转换为平行光垂直入射到光学谐振腔的端面(即垂直入射到反射镜3)。

在波导1的激光输出端形成沿光轴对称的劈尖劈尖11，劈尖劈尖11用于减小激光6在交界面处的入射角，使激光6从交界面入射到空气中。

波导1包括芯层12和包层13，包层13位于芯层12的两侧，芯层12整体呈直线型，劈尖11形成在芯层12的激光输出端且沿光轴对称，使芯层12的激光输出端为锥形。

当激光6传输至芯层12的激光输出端时，大量的激光6会照射到劈尖11的尖壁上。由于劈尖11的存在，减小了激光6在交界面处的入射角，使激光6在交界面处的入射角小于全反射角，激光6会穿过芯层12透射至包层13中，再从包层13发散入射到空气中，如图2中的激光束A，激光束A非垂直照射到交界面上，激光束A经凸透镜2收敛为平行光，垂直入射到反射镜3上，根据光路的可逆性，激光束A会原路返回，最终耦合到芯层12中。

少量的激光未照射到劈尖11的尖壁上，而是垂直照射在交界面上，如图2中的激光束B。激光束B中的大部分会垂直穿过交界面，透过凸透镜2垂直入射到反射镜3上，并原路返回，即激光束B经反射镜3反射后垂直穿过交界面返回到芯层12内。

由于劈尖11沿光轴对称，因此芯层12也沿光轴对称，由此可以确定光学谐振腔的整个光路沿光轴对称，从而降低调节光学谐振腔的难度，使激光6形成稳定的振荡。

所有经过凸透镜2的激光6的光程相等，各束激光6之间不存在相位差，有利于激光6形成稳定的振荡。

由于凸透镜2和反射镜3的位置可调，因此光学谐振腔的腔长可调，通过调节光学谐振腔的腔长改变激光6的波长，使本实用新型能够输出多个频率的激光。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一个示例”、“另一个示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种边发射激光器，其特征在于，包括波导，所述波导与空气的交界处形成交界面，在所述波导的激光输出端形成沿光轴对称的劈尖，所述劈尖用于减小所述波导中激光在所述交界面处的入射角，使所述激光从所述交界面入射到空气中。

2.如权利要求1所述的边发射激光器，其特征在于，所述波导包括芯层和包层，所述包层位于所述芯层的两侧，所述芯层为直线型，所述劈尖形成在所述芯层的激光输出端，所述激光在所述劈尖的作用下穿过所述芯层入射至所述包层，再从所述包层发散入射到所述空气中。

3.如权利要求1所述的边发射激光器，其特征在于，还包括凸透镜和反射镜，所述凸透镜位于所述反射镜与所述波导之间，入射到空气中的激光经所述凸透镜收敛为平行光并垂直入射到所述反射镜；在所述反射镜的背面镀有增透膜，在所述波导远离所述凸透镜的端面镀有高反膜。

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