專利名稱：一種窄線寬波長鎖定的半導體激光器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及激光器領域，尤其涉及半導體激光器領域，是一種窄線寬 波長鎖定的半導體激光器。
背景技術：
上世紀8G年代，隨著半導體物理和半導體技術的迅速發展，半導體二極管 激光器突破了限制半導體激光器自身的技術瓶頸，也得到了空前的發展，實現 了在很寬的波段區域范圍內(遠紅外到紫夕卜)的高功率輸出。但是由于LD本身的 某些固有性質，仍然限制了 LD在某些領域的應用與發展。例如在激光光譜應用 領域，由于LD本身發射激光的光譜寬度很寬(2nm以上)，極大的限制了激光光 譜儀的分辨率。另外一個制約半導體激光應用的原因是半導體激光器的發射波 長隨著溫度的變化會發射波長漂移現象， 一般來說為0. 3nm/°C，這樣半導體激 光器在使用過程中只能采用控溫手段才能使得半導體激光器發射波長穩定在穩 定波長輸出。
針對上述制約半導體激光器應用的兩個重大技術問題，人們也采取了相應 措施來提高激光器的性能。在壓窄半導體激光器線寬輸出方面，目前人們普遍 采用在諧振腔內插入WDM膜片、標準具或者棱鏡等光學元件來選模(一般最好可
而在穩定激光器的輸出波長方面，大多采用在半導體芯片的波導層內光刻光柵
的方式來穩定激光器波長鎖定
實用新型內容
上面提到的控制手段只是針對制約半導體激光器應用的一個因素提出的改 進方案。本實用新型則提出利用外腔結構和標準具選模可以同時壓窄線寬和實 現鎖波長的目的。
本實用新型的技術方案是
本實用新型的窄線寬波長鎖定的半導體激光器，包括依次排列的半導體激 光器、準直透鏡組、標準具組和部分反射鏡，所述的半導體激光器的一端面與 所述的部分反射鏡構成反饋外腔，所述的標準具組為波長鎖定的選模元件。
進一步的，所述的標準具組是兩個或兩個以上標準具構成，所述的標準具 組通光面法線與激光傳輸方向存在一定的夾角，所述的夾角范圍限定為使得反 射光不能回返到所述的半導體激光器的芯片中。
更進一步的，所述的標準具組可以插入窄帶濾波片，其通帶半高寬< 0. 2nm， FSR >所述的半導體激光器的語線寬度。
進一步的，所述的準直透鏡組的一端為球透鏡，另一端為柱面鏡。 進一步的，所述的部分反射鏡的反射率在10°/。-40%。
本實用新型采用如上技術方案，是一種外腔結構的方式來實現壓窄線寬和 實現鎖波長的激光器，具有輸出功率高且溫漂小的優點。
圖l是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
現結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。
本實用新型的原理是采用雙波準具來對半導體激光器的縱模模式進行選擇: 并通過外反饋光路來鎖定半導體激光器的激射模式。參閱圖l所示，通常情況下，半導體激光器101本身發射激光的光譜寬度
在2nm以上，而且出射光斑在快軸方向是快速發散的，慢軸方向的發散角相對 來說是比較小的，通過準直透鏡組102對半導體激光器101出射的光斑進行準 直，得到準直后的光斑103。所述的準直透鏡組102的一端為球透鏡，另一端為 柱面鏡。經過準直透鏡組102準直的光斑103在外光路上入射到一個部分反射 鏡106上面，該部分反射鏡106對包括半導體激光器IOI的發射波長在內很寬 的一個波段內都是部分反射的光學元件。所述的部分反射鏡106的反射率在 10°/。-40%。調節該部分反射鏡106的方向，使得入射到反射鏡106的光束按入射 光的光路原路返回，最后反饋回去的光斑會耦合到半導體激光器101的芯片內 部，最終在半導體激光器101的后端面和部分反射鏡106之間形成外腔反饋結 構，從而影響半導體激光器IOI發射的激光模式。當將標準具104插入半導體 激光器101和部分反射鏡106之間時，半導體激光器IOI的發射模式會由原來 的準連續譜線變成一些固定寬度間隔的獨立縱模模式，這是標準具104選模起 作用的結果，通常插入一個標準具104不能很好將縱模模式壓窄到很窄的激光 光譜發射，此時最好將另外一個厚度不同的第二個標準具105插入到光路中進 一步選模，標準具104和標準具105的自由光譜區寬度不同，通過調節標準具 104和標準具105的角度6 1和角度6 2，可以選擇激光輸出的輸出波長，同時可 以將輸出激光的光譜寬度壓窄到0. lnffl以下，并且通過外腔反饋可以將發射光 譜內其他縱模模式耦合到雙標準具所選擇的激光縱模模式，有效提高半導體激 光器的輸出功率，并在外界溫度變化時，該系統的輸出激光波長溫漂很小。所 述的標準具組可以插入窄帶濾波片，其通帶半高寬<0. 2腿，FSR〉所述的半導 體激光器的譜線寬度。
盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內， 在形式上和細節上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范 圍。
權利要求1.一種窄線寬波長鎖定的半導體激光器，其特征在于包括依次排列的半導體激光器(101)、準直透鏡組(102)、標準具組和部分反射鏡(106)，所述的半導體激光器的一端面與所述的部分反射鏡構成反饋外腔，所述的標準具組為波長鎖定的選模元件。
2. 根據權利要求l所述的窄線寬波長鎖定的半導體激光器，其特征在于所述 的標準具組是兩個或兩個以上標準具(104、 105)構成，所述的標準具組通 光面法線與激光傳輸方向存在一定的夾角，所述的夾角范圍限定為4吏得反射 光不能回返到所述的半導體激光器(101)的芯片中。
3. 根據權利要求2所述的窄線寬波長鎖定的半導體激光器，其特征在于所述 的標準具組可以插入窄帶濾波片，其通帶半高寬<0.2腿，FSR〉所述的半導 體激光器(101)的譜線寬度。
4. 根據權利要求l所述的窄線寬波長鎖定的半導體激光器，其特征在于所述 的準直透鏡組(102)的一端為球透鏡，另一端為柱面鏡。
5. 根據權利要求l所述的窄線寬波長鎖定的半導體激光器，其特征在于所述 的部分反射鏡(106)的反射率在10%-40%。
專利摘要本實用新型涉及激光器領域，尤其涉及半導體激光器領域，是一種窄線寬波長鎖定的半導體激光器。本實用新型的窄線寬波長鎖定的半導體激光器，包括依次排列的半導體激光器、準直透鏡組、標準具組和部分反射鏡，所述的半導體激光器的一端面與所述的部分反射鏡構成反饋外腔，所述的標準具組為波長鎖定的選模元件。本實用新型采用如上技術方案，是一種外腔結構的方式來實現壓窄線寬和實現鎖波長的激光器，具有輸出功率高且溫漂小的優點。
文檔編號H01S5/065GK201398012SQ20092013781
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月20日 優先權日2009年4月20日
發明者礪 吳, 柏天國, 薛有為, 馬英俊 申請人:福州高意通訊有限公司