CN115764544B

CN115764544B - 一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器及光学设备

Info

Publication number: CN115764544B
Application number: CN202310027069.2A
Authority: CN
Inventors: 陈超; 陈加齐; 宁永强; 张建伟; 秦莉; ***
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2023-01-09
Filing date: 2023-01-09
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2043-01-09
Also published as: CN115764544A

Abstract

本发明涉及半导体激光器领域，具体涉及一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器,通过基于宽增益的量子点增益芯片和光子滤波器的耦合集成构建半导体激光器，使用宽增益的量子点增益芯片来增加光谱合束的范围，提升光谱合束功率，光子滤波器是采用飞秒激光逐点刻写技术灵活制备的，等效谐振腔的高Q值用于实现主模式选择和高模式增益差，通过光学负反馈机制实现线宽压缩和噪声抑制，可以在增益范围内实现更多波长的种子源激光器。本发明通过外腔光反馈注入锁定技术，利用光子滤波器的窄反射带宽和切趾折射率调制，实现了窄线宽和高边模抑制比的激光输出。

Description

一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器及光学设备

技术领域

本发明涉及半导体激光器领域，特别涉及一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器及光学设备。

背景技术

高功率光纤激光器因具有优异的光束质量和高工作效率性能，而广泛应用于科学研究、工业加工和其他领域。其通常采用主振荡功率放大（MOPA）结构，对单频种子源进行多级功率放大。并通过多路MOPA结构高功率光纤激光器的光谱合束，实现千瓦量级的高功率输出。由于多级能量放大过程中，激光模式、线宽、偏振等特性将发生变化。因此，对单频种子源的光谱特性提出了苛刻要求，具体包括：（1）窄线宽激光输出，避免多级能量放大过程中光谱线宽展宽严重；（2）高边模抑制比(SMSR)，抑制多级能量放大过程中自发发射光谱的背景噪声；（3）低噪声高稳频，降低非线性效应的影响，抑制线宽展宽；（4）宽光谱合束范围，以提升合束功率。因此需要一系列同一波段激光器作为种子源，以增加光谱合束范围。同时种子源激光器的特性，例如其光谱、光束质量和功率水平，直接决定了光谱合束的效果。因此，有必要进行种子源激光器的线宽压窄和噪声抑制。

目前实现高功率光纤激光器种子源的常用方案主要包括固体激光器、光纤激光器和半导体激光器。尽管固体激光器和光纤激光器可以实现千赫兹（kHz）量级的线宽，但固体激光器体积大，对冲击和振动敏感，稳定性相对较低，同时需要额外的激光二极管（LD）泵浦。而光纤激光器也需要LD泵浦，并且其波长范围会受到增益光纤放大自发发射光谱(ASE)的限制，同时功耗、尺寸、成本和噪声都很高。而半导体激光器可以通过合理的激光器结构设计有效地避免上述问题，具有结构紧凑、高可靠性和光电效率等优点,可以作为高功率光纤激光器的合束种子源。但半导体激光器同样也存在着一些需要改进的地方。其中分布式反馈(DFB)和分布式布拉格反射(DBR)结构的半导体激光器，通过优化其波导、光栅结构、光场限制因子、线宽展宽因子和传输损耗，可以实现兆赫兹(MHz)或更低量级的线宽输出；然而这往往需要复杂的外延和器件结构，技术难度较大同时成本也较高。而常见的外腔半导体激光器结构，如标准具、体光栅和衍射光栅，可以通过增加谐振腔长、延长光子寿命来显著地缩小线宽，但激光器对环境振动敏感、集成度较低，这将影响其可靠性和稳定性。相反，集成外腔激光器由于其紧凑和稳定的腔结构以及极低的强度噪声水平而受到欢迎；其相频噪声水平可以通过外腔反馈技术进一步抑制。然而，高集成度也意味着过程复杂和高成本。光谱合束往往采用一系列种子源激光器，这需要在高集成与低成本之间进行权衡。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器及光学设备。

第一方面，本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器，包括量子点增益芯片、光子滤波器、热敏电阻、耦合组件、温度控制器以及蝶形管壳，所述光子滤波器采用飞秒激光逐点刻写技术制备，所述量子点增益芯片、所述光子滤波器以及所述热敏电阻焊接在所述热沉的上表面，所述热沉焊接在所述温度控制器的上表面，所述耦合组件的一端为锥形结构，利用所述锥形结构将所述量子点增益芯片输出的光耦合到所述光子滤波器，所述量子点增益芯片、所述热敏电阻、所述温度控制器分别与所述蝶形管壳的引脚连接并进行蝶形封装。

作为一种可选的方案，所述光子滤波器的中心波长为1080 nm，周期为1.116 μm，且对应量子点增益芯片增益谱的长波一侧。

作为一种可选的方案，所述耦合组件采用光学透镜或锥形光纤透镜。

作为一种可选的方案，所述光子滤波器通过组合半波片HWP和偏振分束器PBS进行飞秒激光脉冲能量的实时调节，并通过程序控制光纤的位移，制备得到斜切趾光子滤波器。

作为一种可选的方案，将量子点增益芯片的背离所述光子滤波器方向作为出光方向，在量子点增益芯片的前端面均镀抗反射AR涂层，后端面均镀有低反射LR涂层，光子滤波器具有高反射率结构。

作为一种可选的方案，所述量子点增益芯片采用量子阱结构或量子点结构。

第二方面，本发明实施例中提供一种光学设备，具有如上述的高边模抑制比窄线宽外腔激光器。

本发明实施例中提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器及光学设备,通过基于宽增益的量子点增益芯片和光子滤波器的耦合集成构建半导体激光器，实现一种高集成度和低成本的光谱合束种子源方案。使用宽增益的量子点增益芯片来增加光谱合束的范围，提升光谱合束功率。采用飞秒激光能量调节技术可以灵活制备光子滤波器而不受限于波段、周期等，也无需大量光刻版，光子滤波器是采用飞秒激光逐点刻写技术灵活制备的，等效谐振腔的高Q值用于实现主模式选择和高模式增益差，而激光器则通过光学负反馈机制实现线宽压缩和噪声抑制。根据种子源的要求和增益芯片的性能，通过表征芯片增益谱内不同增益下的激光器性能，该方案可以在增益范围内实现更多波长的种子源激光器。本发明通过外腔光反馈注入锁定技术，利用光子滤波器的窄反射带宽和切趾折射率调制，实现了窄线宽和高边模抑制比的激光输出。

附图说明

图1为本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器的结构示意图；

图2是本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器的原理示意图；

图3是本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器中量子点增益芯片的ASE谱及I-V-P特性曲线的示意图；

图4是本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器中不同中心波长的光子滤波器的反射谱及透射谱的示意图；

图5是本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器中激射光谱的示意图；

图6是本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器中I-V-P特性曲线、激射波长、SMSR与电流关系、激射光谱与电流关系的示意图；

图7是本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器中输出功率与偏振角度关系及偏振消光比与注入电流关系的示意图；

图8是本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器中噪声功率谱密度及频率线宽的示意图；

图9是本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器中相对强度噪声的示意图；

图10是根据本发明实施例3提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器的结构示意图；

图11是根据本发明实施例4提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器的结构示意图；

图12是根据本发明实施例5提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器的结构示意图；

图13是根据本发明实施例6提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器的结构示意图；

图14是根据本发明实施例7提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器的结构示意图；

图15是根据本发明实施例8提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器的结构示意图；

图16是根据本发明实施例9提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

结合图1所示，本发明实施例中提供一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器，包括量子点增益芯片101、光子滤波器102、热敏电阻、耦合组件103、温度控制器以及蝶形管壳，所述光子滤波器102采用飞秒激光逐点刻写技术制备，所述量子点增益芯片101、所述光子滤波器102以及所述热敏电阻焊接在所述热沉的上表面，所述热沉焊接在所述温度控制器的上表面，所述耦合组件103的一端为锥形结构，锥形结构可以通过抛光形成，利用锥形结构将量子点增益芯片101输出的光耦合到光子滤波器102，量子点增益芯片101、热敏电阻、温度控制器分别与蝶形管壳的引脚连接并进行蝶形封装，蝶形管壳可以采用金属材质的壳体。

在一些实施例中，光子滤波器102可以采用光纤光子滤波器，光子滤波器102的中心波长为1080 nm，周期为1.116 μm，且对应量子点增益芯片101增益谱的长波一侧。

在一些实施例中，所述耦合组件采用光学透镜或锥形光纤透镜。

在一些实施例中，光子滤波器通过组合半波片HWP和偏振分束器PBS进行飞秒激光脉冲能量的实时调节，并通过程序控制光纤的位移，制备得到斜切趾光子滤波器。

在一些实施例中，将量子点增益芯片的背离所述光子滤波器方向作为出光方向，在量子点增益芯片的前端面均镀抗反射AR涂层，后端面均镀有低反射LR涂层，光子滤波器具有高反射率结构。

在一些实施例中，量子点增益芯片采用量子阱结构或量子点结构。

结合图1和2所示，本发明实施例1中提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器包括由量子点增益芯片、光子滤波器、锥形光纤透镜、热沉、温度控制器，芯片可以实现宽增益范围，光子滤波器延长了谐振腔的有效长度，提高了谐振腔的质量因数Q，并起到频率选择的作用。等效法布里-珀罗（Fabry-Pérot，F-P）谐振腔的高Q值实现了主模选择和高模式增益差。F-P谐振腔等效于从增益芯片101前端面到光子滤波器102反射中心的光路。进入等效谐振腔的光经光子滤波器102反馈后返回量子点增益芯片101，等效谐振腔中的载流子密度发生变化，增益介质的折射率也发生变化。因此，所选模式的振荡逐渐加强，阈值降低，外腔FBG反射光谱的3dB带宽需要小于纵模间隔的两倍，以确保单纵模激光输出。

光子滤波器102的制备是采用飞秒激光逐点刻写技术实现的。通过组合半波片HWP和偏振分束器PBS，进行飞秒激光脉冲能量的实时调节，为了在多级功率放大后保持较高的SMSR（边模抑制比，Side-Mode Suppression Ratio），需要抑制自发发射光谱的背景噪声，选择光子滤波器102作为频率选择元件。相比于相位掩模和全息干涉法，飞秒激光直接写入法具有工艺简单、成本低廉的优势，可以灵活的制备具有不同切趾函数分布的切趾光子滤波器。刻写光子滤波器时，通过程序控制步进电机来调整HWP的旋转角度和速度，实时控制激光脉冲能量，以使折射率调制的幅度符合切趾函数的分布。为保证激光器高功率输出，光子滤波器102选择低反射率结构。

光谱合束需要一系列同一波段激光器作为种子源，使用宽增益的量子点增益芯片101可以增加光谱合束的范围，提升光谱合束功率。量子点增益芯片101可以是量子阱结构也可以是量子点结构。脊波导在前端面（靠近光子滤波器102一端）附近弯曲一定角度，以消除内腔效应的影响。量子点增益芯片101在后端面（远离光子滤波器102一端）镀高反射HR涂层，以减少谐振腔中的损耗，降低阈值并增加输出功率。而在前端面则镀有抗反射AR涂层，以最小化芯片内腔模式的影响。通过匹配外部腔结构和频率选择元件，当激光器增益达到足够高的值时，可以在增益芯片增益范围内的任何波长下实现激光输出。

对本激光器采用标准蝶形封装，以确保激光器的性能。量子点增益芯片101、光子滤波器102及热敏电阻焊接于热沉的上表面，热沉焊接于温度控制器上表面，温度控制器可以采用半导体制冷器TEC。光纤靠近增益芯片101的一端被抛光成锥形结构，也就是说，使用锥形结构将量子点增益芯片101输出的光耦合到光子滤波器102。该工艺简化了激光器外壳结构，以便与环境隔离。将量子点增益芯片101、热敏电阻、温度控制器的电极与管壳的引脚内部引线焊接。最后，将半导体激光器各器件进行蝶形封装，实现激光器的隔振、隔声和热隔离。

结合图3所示，本发明实施例中使用量子点增益芯片101来增加光谱合束范围，该量子点增益芯片101具有宽增益的特性，自发辐射光谱如图3所示。量子点增益芯片101的输出功率接近30 mW，量子点增益芯片101的长度L为1.5 mm，脊宽w为5 μm。脊波导在前端面附近弯曲7°，以消除内腔效应的影响。量子点增益芯片101在后端面具有约90%的高反射HR涂层，以减少谐振器中的损耗，降低阈值并增加输出功率，而在前端面的抗反射AR涂层反射率小于0.1%，以最小化芯片内腔模式的影响。根据种子源的要求和量子点增益芯片101的性能，通过表征量子点增益芯片101增益谱内不同增益下的激光器性能，本实施例可以在增益范围内实现更多波长的种子源激光器。

为了方便理解本发明实施例中提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器，分别提供中心波长为1030 nm的实施例1和1080 nm的实施例2。

结合图4所示，本发明实施例1中用于刻写光子滤波器的飞秒激光器波长为515nm，脉冲宽度为290 fs。所用光纤直径为125 μm，纤芯直径为5.3 μm，模场直径为6.2±0.3μm。光子滤波器的相位匹配条件为

其中 m为衍射阶数， λ _B为波长， n _eff为有效折射率， ∧为滤波器周期。制备了长度为6mm、周期为1.064 μm、波长为1030 nm的3阶光子滤波器。为了保证激光器的输出功率，实施例1中的光子滤波器采用了低反射率结构，反射率为30％，图4中示出了不同中心波长的光子滤波器的反射谱及透射谱。

实施例2

结合图1所示，实施例2与实施例1的区别在于：光子滤波器202的中心波长发生了改变。光子滤波器202的中心波长变为1080 nm，周期变为1.116 μm、对应增益芯片增益谱的长波一侧。实施例2的结构图与实施例1相同，图1中（a）是根据本发明实施例1和2提供的外腔半导体激光器的结构示意图；图1中（b）是为了演示飞秒激光能量调节方法的灵活性而制备的一小段切趾折射率调制光栅结构，在显微镜视野内可以观察到明显的形貌渐变；图1中（c）是实施例1所使用激光器的光栅结构，是光子滤波器中间区域的折射率调制形貌，因为光栅区较长，无法在显微镜视野内观察到明显的形貌渐变。

结合图5所示，两种激光器都实现了稳定的单模特性。在400 mA电流下达到66.3dB的最高边模抑制比SMSR。

结合图6所示，图6（a）和（b）是I-V-P特性曲线，图6（c）和（d）是激射波长、SMSR与电流关系，图6（e）和（f）是激射光谱与电流关系的示意图，图6（a）对应实施例1，图6（b）对应实施例2，图6（a）显示了实施例1提供的1030 nm激光器的阈值电流和斜率效率分别为70 mA和0.40 W/A，在400 mA时的最大输出功率为134.6 mW。图6（c）和（e）显示了1030 nm激光器的激光光谱随注入电流的变化，波长调谐速率为1.13 nm/A，连续波长调谐范围为28.2 pm。此外，实施例2提供的1080 nm激光器的阈值电流为144 mA，最大输出功率为133.0 mW，斜率效率为0.51 W/A，如图6（b）所示。波长调谐速率为1.18 nm/A，连续波长调谐范围为45.3 pm，如图6（d）和（f）所示。

结合图7所示，通过仔细旋转偏振控制器一个周期并记录通过偏振控制器的功率变化，得到实施例1中1030 nm激光器输出功率和旋转角度的极坐标图，如图7（a）所示。在400 mA电流下，测得的最大功率 P _max和最小功率 P _min分别为113.56 mW和1.91 mW，对应PER值是17.74 dB（PER=10log₁₀（P_max/P_min））。不同电流下的PER值如图7（b）所示。最大PER值为18.68 dB。

结合图8所示，选择激光器的相位噪声功率谱密度PSD来推导线宽。图8（a）显示了1030 nm激光器的功率谱密度，图8（b）是基于β隔离线算法积分频率噪声波动功率谱密度来评估全傅里叶频率范围内的激光线宽。1030 nm激光器的白噪声为82960 Hz²/Hz@2MHz，相应的洛伦兹线宽为260.5 kHz，积分线宽约为180.4 kHz。

结合图9所示，测量了1030 nm激光器的相对强度噪声（RIN）PSD。在1 kHz的低频下，随着频率的增加，相对强度噪声RIN在-137 dBc/Hz到-143 dBc/Hz之间波动。在约1 MHz的高频范围内，RIN通常稳定在-151 dBc/Hz和-154 dBc/Hz之间。

实施例3

结合图10所示，实施例3与实施例1的区别在于：耦合方式发生了改变。在量子点增益芯片301和光子滤波器302的耦合位置，采用光学透镜304代替锥形光纤透镜。降低了耦合难度，增加了量子点增益芯片301与光子滤波器302之间的耦合范围。

实施例4

结合图11所示，实施例4与实施例1的区别在于：量子点增益芯片401和光子滤波器402的耦合位置，采用锥形光纤透镜403，光子滤波器402结构发生了改变。通过组合半波片HWP和偏振分束器PBS，实现飞秒激光脉冲能量的实时调节；通过程序控制光纤的位移，制备得到斜切趾光子滤波器。

实施例5

结合图12所示，实施例5与实施例1的区别在于：耦合方式、光子滤波器502结构发生了改变。在量子点增益芯片501和光子滤波器502的耦合位置，采用光学透镜504代替锥形光纤透镜。通过组合半波片HWP和偏振分束器PBS，实现飞秒激光脉冲能量的实时调节；通过程序控制光纤的位移，制备得到斜切趾光子滤波器。

实施例6

结合图13所示，实施例6与实施例1的区别在于：采用锥形光纤透镜603，激光器的出光方向、量子点增益芯片601的镀膜、光子滤波器602结构发生了改变。将量子点增益芯片601的背离光子滤波器602方向作为出光方向，在量子点增益芯片601的前端面均镀抗反射AR涂层，后端面均镀有低反射LR涂层，光子滤波器602选择高反射率结构。

实施例7

结合图14所示，实施例7与实施例1的区别在于：耦合方式、激光器的出光方向、量子点增益芯片701的镀膜、光子滤波器702结构发生了改变。在量子点增益芯片701和光子滤波器702的耦合位置，采用光学透镜704代替锥形光纤透镜。将量子点增益芯片701的背离光子滤波器702方向作为出光方向，在量子点增益芯片701的前端面均镀抗反射AR涂层，后端面均镀有低反射LR涂层，光子滤波器702选择高反射率结构。

实施例8

结合图15所示，实施例8与实施例1的区别在于：采用锥形光纤透镜803，激光器的出光方向、增益芯片801的镀膜、光子滤波器802结构发生了改变。将增益芯片801的背离光子滤波器802方向作为出光方向，在增益芯片801的前端面均镀抗反射（AR）涂层，后端面均镀有低反射（LR）涂层，光子滤波器802选择高反射率结构。通过组合半波片（HWP）和偏振分束器（PBS），实现飞秒激光脉冲能量的实时调节；通过程序控制光纤的位移，制备了斜切趾光子滤波器802。

实施例9

结合图16所示，实施例9与实施例1的区别在于：耦合方式、激光器的出光方向、增益芯片901的镀膜、光子滤波器902结构发生了改变。在增益芯片901和光子滤波器902的耦合位置，采用光学透镜904代替锥形光纤透镜。将增益芯片901的背离光子滤波器902方向作为出光方向，在增益芯片901的前端面均镀抗反射（AR）涂层，后端面均镀有低反射（LR）涂层，光子滤波器902选择高反射率结构。通过组合半波片HWP和偏振分束器PBS，实现飞秒激光脉冲能量的实时调节，通过程序控制光纤的位移，制备得到斜切趾光子滤波器。

采用宽增益量子点增益芯片与飞秒切趾光子滤波器的耦合集成，制备了窄线宽、高SMSR的半导体激光器，作为光谱合束的种子源。光谱合束需要一系列同一波段的激光器，采用一种低廉的方案，可以在不牺牲激光器性能的前提下实现大规模生产。随着半导体增益芯片和光子滤波器制备技术的不断成熟和完善，基于光子滤波器的外腔激光器已成为一种有力的种子源方案。本发明提出了一种高集成度、低成本的高SMSR、窄线宽外腔半导体激光器，可作为光谱合束高功率光纤激光器的单频种子源。

本发明实施例中提供的高边模抑制比窄线宽外腔激光器,通过基于宽增益的量子点增益芯片和光子滤波器的耦合集成构建半导体激光器，实现一种高集成度和低成本的光谱合束种子源方案。使用宽增益的量子点增益芯片来增加光谱合束的范围，提升光谱合束功率。采用飞秒激光能量调节技术可以灵活制备光子滤波器而不受限于波段、周期等，也无需大量光刻版，光子滤波器是采用飞秒激光逐点刻写技术灵活制备的，等效谐振腔的高Q值用于实现主模式选择和高模式增益差，而激光器则通过光学负反馈机制实现线宽压缩和噪声抑制。根据种子源的要求和增益芯片的性能，通过表征芯片增益谱内不同增益下的激光器性能，该方案可以在增益范围内实现更多波长的种子源激光器。本发明通过外腔光反馈注入锁定技术，利用光子滤波器的窄反射带宽和切趾折射率调制，实现了窄线宽和高边模抑制比的激光输出。

相应地，本发明实施例中提供一种光学设备，具有如上述的高边模抑制比窄线宽外腔激光器。

本发明实施例中提供的光学设备，通过量子点增益芯片与光子滤波器耦合，采用不同的芯片腔面镀膜和光子滤波器反射结构，分别实现了芯片端激光输出和滤波器端输出，通过对飞秒激光的能量调节使光子滤波器实现不同的切趾函数分布，本发明通过光子滤波器外部光反馈自注入锁定实现主模式选择和高模式增益差，利用负反馈机制实现线宽压窄和噪声抑制，本发明提出了一种高集成度、低成本的高边模抑制比窄线宽外腔半导体激光器，可作为光谱合束高功率光纤激光器的单频种子源。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种高边模抑制比窄线宽外腔激光器，其特征在于，包括量子点增益芯片、光子滤波器、热敏电阻、耦合组件、温度控制器以及蝶形管壳，所述光子滤波器采用飞秒激光逐点刻写技术制备，所述量子点增益芯片、所述光子滤波器以及所述热敏电阻焊接在热沉的上表面，所述热沉焊接在所述温度控制器的上表面，所述耦合组件的一端为锥形结构，利用所述锥形结构将所述量子点增益芯片输出的光耦合到所述光子滤波器，所述量子点增益芯片、所述热敏电阻、所述温度控制器分别与所述蝶形管壳的引脚连接并进行蝶形封装；

所述光子滤波器通过组合半波片HWP和偏振分束器PBS进行飞秒激光脉冲能量的实时调节，并通过程序控制光纤的位移，制备得到斜切趾光子滤波器。

2.根据权利要求1所述的高边模抑制比窄线宽外腔激光器，其特征在于，所述光子滤波器的中心波长为1080 nm，周期为1.116 μm，且对应量子点增益芯片增益谱的长波一侧。

3.根据权利要求1所述的高边模抑制比窄线宽外腔激光器，其特征在于，所述耦合组件采用光学透镜或锥形光纤透镜。

4.根据权利要求1所述的高边模抑制比窄线宽外腔激光器，其特征在于，将量子点增益芯片的背离所述光子滤波器方向作为出光方向，在量子点增益芯片的前端面均镀抗反射AR涂层，后端面均镀有低反射LR涂层，光子滤波器具有高反射率结构。

5.根据权利要求1所述的高边模抑制比窄线宽外腔激光器，其特征在于，所述量子点增益芯片采用量子阱结构或量子点结构。

6.一种光学设备，其特征在于，具有如权利要求1至5中任一项所述的高边模抑制比窄线宽外腔激光器。