CN2687911Y - 可调谐光栅外腔半导体激光器 - Google Patents

可调谐光栅外腔半导体激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN2687911Y
CN2687911Y CN 200320130968 CN200320130968U CN2687911Y CN 2687911 Y CN2687911 Y CN 2687911Y CN 200320130968 CN200320130968 CN 200320130968 CN 200320130968 U CN200320130968 U CN 200320130968U CN 2687911 Y CN2687911 Y CN 2687911Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor laser
grating
laser
light
rotation platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 200320130968
Other languages
English (en)
Inventor
吕福云
张江水
王宏杰
金杰
段云峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nankai University
Original Assignee
Nankai University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nankai University filed Critical Nankai University
Priority to CN 200320130968 priority Critical patent/CN2687911Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN2687911Y publication Critical patent/CN2687911Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种半导体激光器，特别是可调谐光栅外腔的半导体激光器，可广泛应用于光通信、光交换、光存储、光纤陀螺、计量测量等领域，属于激光技术领域。本实用新型的技术方案：该激光器包括旋转平台、半导体激光器等，平面反射镜与闪耀光栅一起固定在联动旋转平台上，半导体激光器经透镜***输出激光，得到的平行光入射到闪耀光栅上，经光栅分光得到一级和零级衍射光，将一级衍射光反馈回半导体激光器有源区，与有源区内光场作用，从而实现单纵模窄线宽输出。本实用新型的有益效果：激光器的输出光方向性好，克服了输出光束发生偏转的问题，便于操作，数据重复姓好，可以连续运转4个小时以上，没有跳模现象。实现了激光器紧凑小型化。

Description

可调谐光栅外腔半导体激光器
技术领域
本实用新型涉及一种半导体激光器，特别是可调谐光栅外腔的半导体激光器，可广泛应用于光通信、光交换、光存储、光纤陀螺、计量测量等领域，属于激光技术领域。
背景技术
光源的波长调谐技术是激光技术的重要组成部分，可调谐光栅外腔半导体激光器具有结构紧凑、转换效率高、单模输出、价格便宜等突出的优点，在光通信、光交换、光存储、光纤陀螺、计量测量等领域，有着极大的应用前景
[Dai Wutao，Guo Shuguang，Fan Yaxian，et al“External cavity semiconductor Laserwith grating feedback for real-time Raman spectrum analyzer”Journal ofOptoelectronics Laser，2001(11)，vol.12，No.11，1112-1115]
对于现今商用半导体激光器(LD)，引用外腔技术，可以使多纵模的LD实现窄线宽、单纵模稳定输出，并且能在较宽范围内进行波长调谐。同时激光器的阈值降低、波长随温度的漂移几乎被完全抑制，使其性能得到了很大的改善。
Littman光栅外腔结构引入的衍射损耗较大、输出功率低。Littrow光栅外腔LD激光器损耗低，但是，在调谐时输出的光束方向随着光栅的转动而发生偏转，这给实际使用带来了新的麻烦。本发明提出一种新颖的方法，将光栅和平面反射镜置于同一个旋转平台上，并使平台旋转轴与光栅和反射镜平面的交线重合，通过旋转平台的微小转动达到波长调谐的目的，同时保证了输出光束的方位不发生变化。整个激光器的尺寸为12×8×3(cm3)，完全可以放置在手掌中，并用棱镜改善了输出光斑质量。改进后的激光器输出类方形光斑，谱线的半强度全宽达到了0.06nm(受光谱仪分辨率限制)，调谐范围为7.6nm，并且激光器连续运转4小时没有观察到跳模现象。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决Littrow结构的光栅外腔半导体激光器调谐过程中所引起的输出光束方位偏转的问题，解决激光器工作可靠性及小型化问题。本实用新型的设计思想是建立在理论计算和误差分析基础上，方法新颖、简单、紧凑、易于制作、易于操作、能够长时间稳定工作。
本实用新型的技术方案：这种可调谐光栅外腔半导体激光器，它包括旋转平台1、转旋轴2、半导体激光器3、透镜***4、平面反射镜镜5、闪耀光栅6和直角三棱镜7，顶角为α，平面反射镜与闪耀光栅一起固定在联动旋转平台上，使平面反射镜与闪耀光栅两平面垂直于旋转平台并相交于转动轴，半导体激光器经透镜***输出激光，准直后得到的平行光，入射到闪耀光栅上，经光栅分光得到一级和零级衍射光，将一级衍射光反馈回半导体激光器有源区，与有源区内光场作用，从而实现单纵模窄线宽输出，零级衍射光作为输出光经平面镜的反射再经直角三棱镜耦合再输出，固定在旋转平台上的光栅面和平面反射镜面的交线与旋转平台的转轴重合。
本实用新型的有益效果：
在这台装置上我们做了多次重复性的实验，结果证明激光器的输出光方向性好，克服了光栅外腔半导体激光器在调谐过程中输出光束的方向发生偏转的问题。此装置便于操作，性能优良，测量数据重复姓好。用光谱仪测得，整个器件的输出光谱线的半强度宽达到0.06nm(图2所示)，调谐范围达7.6nm，而输出光束的方位不发生变化。激光器可以连续运转4个小时以上，工作稳定正常。实现了激光器紧凑小型化。
附图说明
图1.可调谐光栅外腔半导体激光器结构示意图
图2.光栅外腔半导体激光器的输出光谱图
图中：1.旋转平台  2.转旋轴  3.半导体激光器  4.透镜***  5.平面反射镜镜  6.闪耀光栅  7.直角三棱镜  8.顶角α，
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行具体说明：
这种可调谐光栅外腔半导体激光器，它包括旋转平台1、转旋轴2、半导体激光器3、透镜***4、平面反射镜镜5、闪耀光栅6和直角三棱镜7，顶角为α，平面反射镜与闪耀光栅一起固定在联动旋转平台上，使平面反射镜与闪耀光栅两平面垂直于旋转平台并相交于转动轴，半导体激光器经透镜***输出激光，准直后得到的平行光，入射到闪耀光栅上，经光栅分光得到一级和零级衍射光，将一级衍射光反馈回半导体激光器有源区，与有源区内光场作用，从而实现单纵模窄线宽输出，零级衍射光作为输出光经平面镜的反射再经直角三棱镜耦合再输出，固定在旋转平台上的光栅面和平面反射镜面的交线与旋转平台的转轴重合。
透镜***是四片组准光***透镜，闪耀光栅是d＝1200线/mm的闪耀光栅，顶角α是41°~42°。微调旋转平台即调整光栅的角度，可实现波长调谐。此装置由于平面反射镜与光栅联动，使输出光方向不再随光栅的转动而变化。三棱镜可使长方形光斑缩小成准正方形光斑。
通过机械加工精度保证半导体激光器发射的光束平行于转台，调整光栅和平面反射镜的角度使光栅的一级衍射光反射回半导体激光器的有源区，使激光器单纵模运转。光栅的0级衍射光，经反射镜反射后射入棱镜，使棱镜出射一个缩小的准正方形光斑。固定光栅和平面反射镜，使光栅的衍射平面和平面镜的反射平面均要很好的垂直转动平台。两个平面的交线即为转轴。平台在转动时要保证半导体激光器发射的光束始终平行于转台。
在外腔半导体激光器***中，由于机械加工所引起输出光方位偏差的原因有以下几点：①光栅平面与反射镜的反射平面的夹角β与设计的要求的误差；②光栅、平面反射镜与转动平台的垂直情况；③LD输出光与转动平台不平行引起的误差；④光栅衍射平面与平面镜反射平面的交线与实际的转动平台的转轴间的误差。
经过计算我们证明了若光栅和反射镜两平面交线与转轴不重合，***输出光的方向仍不变，只是光束会发生微小的位移。

Claims (2)

1.一种可调谐光栅外腔半导体激光器，其特征在于：它包括旋转平台(1)、转旋轴(2)、半导体激光器(3)、透镜***(4)、平面反射镜镜(5)、闪耀光栅(6)和直角三棱镜(7)，顶角为α，平面反射镜与闪耀光栅一起固定在联动旋转平台上，使平面反射镜与闪耀光栅两平面垂直于旋转平台并相交于转动轴，半导体激光器经透镜***输出激光，准直后得到的平行光，入射到闪耀光栅上，经光栅衍射得到一级和零级衍射光，将一级衍射光反馈回半导体激光器有源区，与有源区内光场作用，从而实现单纵模窄线宽输出，零级衍射光作为输出光经平面镜的反射再经直角三棱镜耦合再输出。
2.根据权利要求1所述的旋转平台，其特征在于：固定在旋转平台上的光栅面和平面反射镜面的交线与旋转平台的转轴重合。
CN 200320130968 2003-12-31 2003-12-31 可调谐光栅外腔半导体激光器 Expired - Fee Related CN2687911Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200320130968 CN2687911Y (zh) 2003-12-31 2003-12-31 可调谐光栅外腔半导体激光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200320130968 CN2687911Y (zh) 2003-12-31 2003-12-31 可调谐光栅外腔半导体激光器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN2687911Y true CN2687911Y (zh) 2005-03-23

Family

ID=34662325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200320130968 Expired - Fee Related CN2687911Y (zh) 2003-12-31 2003-12-31 可调谐光栅外腔半导体激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN2687911Y (zh)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100478738C (zh) * 2006-02-24 2009-04-15 中国科学院半导体研究所 可调谐激光滤光器
WO2009097740A1 (zh) * 2008-02-04 2009-08-13 National Institute Of Metrology P.R.China 单块折叠f-p腔及采用该f-p腔的半导体激光器
CN101826701A (zh) * 2010-05-06 2010-09-08 山东远普光学股份有限公司 一种无跳模连续调谐半导体激光器
CN101593931B (zh) * 2009-06-25 2011-01-05 浙江大学 一种波长可以无跳模调谐的半导体激光器
WO2011000153A1 (zh) * 2009-06-30 2011-01-06 山东远普光学股份有限公司 连续无跳模可调谐光栅外腔半导体激光器
WO2011137590A1 (zh) * 2010-05-06 2011-11-10 山东远普光学股份有限公司 一种无跳模连续调谐半导体激光器
CN102439804A (zh) * 2011-09-02 2012-05-02 华为技术有限公司 一种波长可调激光器及可调激光器的波长选择方法
CN101521352B (zh) * 2008-02-28 2012-07-04 中国计量科学研究院 半导体激光器
CN101630810B (zh) * 2008-07-14 2012-10-03 中国计量科学研究院 Littrow结构光栅外腔半导体激光器及其频率调谐方法
CN104048657A (zh) * 2014-07-08 2014-09-17 中国科学院武汉物理与数学研究所 一种芯片核磁共振陀螺仪物理单元装置
CN104897376A (zh) * 2015-06-19 2015-09-09 湖北航天技术研究院总体设计所 一种激光器线宽测量方法及***
CN107634448A (zh) * 2017-10-24 2018-01-26 苏州朝光光电有限公司 一种新型外腔半导体激光器
CN108493762A (zh) * 2018-01-26 2018-09-04 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于非线性效应的半导体激光器强度噪声抑制装置及抑制方法
CN109297927A (zh) * 2018-08-21 2019-02-01 深圳市太赫兹科技创新研究院 光谱仪的装调装置及方法
CN109936047A (zh) * 2019-04-15 2019-06-25 山西大学 一种光栅外腔反馈半导体激光器及其调节方法
CN110112652A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 中国科学院半导体研究所 外腔可调谐激光器及波长调谐方法
CN112292609A (zh) * 2018-06-14 2021-01-29 松下知识产权经营株式会社 物体检测装置以及光检测器
US11901699B2 (en) 2020-11-20 2024-02-13 Suzhou Institute Of Nano-Tech And Nano-Bionics (Sinano) , Chinese Academy Of Sciences Narrow linewidth laser

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100478738C (zh) * 2006-02-24 2009-04-15 中国科学院半导体研究所 可调谐激光滤光器
US8107509B2 (en) 2008-02-04 2012-01-31 National Institute Of Metrology P.R. China Monolithic folded F-P cavity and semiconductor laser using the same
WO2009097740A1 (zh) * 2008-02-04 2009-08-13 National Institute Of Metrology P.R.China 单块折叠f-p腔及采用该f-p腔的半导体激光器
CN101521352B (zh) * 2008-02-28 2012-07-04 中国计量科学研究院 半导体激光器
CN101630810B (zh) * 2008-07-14 2012-10-03 中国计量科学研究院 Littrow结构光栅外腔半导体激光器及其频率调谐方法
CN101593931B (zh) * 2009-06-25 2011-01-05 浙江大学 一种波长可以无跳模调谐的半导体激光器
WO2011000153A1 (zh) * 2009-06-30 2011-01-06 山东远普光学股份有限公司 连续无跳模可调谐光栅外腔半导体激光器
WO2011137590A1 (zh) * 2010-05-06 2011-11-10 山东远普光学股份有限公司 一种无跳模连续调谐半导体激光器
CN101826701A (zh) * 2010-05-06 2010-09-08 山东远普光学股份有限公司 一种无跳模连续调谐半导体激光器
CN102439804A (zh) * 2011-09-02 2012-05-02 华为技术有限公司 一种波长可调激光器及可调激光器的波长选择方法
WO2012149721A1 (zh) * 2011-09-02 2012-11-08 华为技术有限公司 一种波长可调激光器及可调激光器的波长选择方法
CN104048657B (zh) * 2014-07-08 2016-07-06 中国科学院武汉物理与数学研究所 一种芯片核磁共振陀螺仪物理单元装置
CN104048657A (zh) * 2014-07-08 2014-09-17 中国科学院武汉物理与数学研究所 一种芯片核磁共振陀螺仪物理单元装置
CN104897376A (zh) * 2015-06-19 2015-09-09 湖北航天技术研究院总体设计所 一种激光器线宽测量方法及***
CN104897376B (zh) * 2015-06-19 2018-01-05 湖北航天技术研究院总体设计所 一种激光器线宽测量方法及***
CN107634448A (zh) * 2017-10-24 2018-01-26 苏州朝光光电有限公司 一种新型外腔半导体激光器
CN107634448B (zh) * 2017-10-24 2024-04-26 苏州朝光光电有限公司 一种外腔半导体激光器
CN108493762A (zh) * 2018-01-26 2018-09-04 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于非线性效应的半导体激光器强度噪声抑制装置及抑制方法
CN108493762B (zh) * 2018-01-26 2020-10-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于非线性效应的半导体激光器强度噪声抑制装置及抑制方法
CN112292609A (zh) * 2018-06-14 2021-01-29 松下知识产权经营株式会社 物体检测装置以及光检测器
CN109297927A (zh) * 2018-08-21 2019-02-01 深圳市太赫兹科技创新研究院 光谱仪的装调装置及方法
CN109936047A (zh) * 2019-04-15 2019-06-25 山西大学 一种光栅外腔反馈半导体激光器及其调节方法
CN109936047B (zh) * 2019-04-15 2020-04-17 山西大学 一种光栅外腔反馈半导体激光器及其调节方法
CN110112652A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 中国科学院半导体研究所 外腔可调谐激光器及波长调谐方法
US11901699B2 (en) 2020-11-20 2024-02-13 Suzhou Institute Of Nano-Tech And Nano-Bionics (Sinano) , Chinese Academy Of Sciences Narrow linewidth laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN2687911Y (zh) 可调谐光栅外腔半导体激光器
CN101604818B (zh) 连续无跳模可调谐光栅外腔半导体激光器
US7843976B2 (en) Compact multimode laser with rapid wavelength scanning
CN101089609A (zh) 多谱段连续调谐高分辨红外激光光谱测量***和方法
CN103339808A (zh) 激光表征***和过程
CN102299472B (zh) 光频率精密可调谐激光器
CN102306900A (zh) 偏振耦合的双增益介质的外腔式宽带可调谐激光器
CN104897610A (zh) 一种旋转棱镜式多组份痕量气体浓度测量装置
CN103036143B (zh) 一种连续调节激光相干长度的方法和装置
CN101826701A (zh) 一种无跳模连续调谐半导体激光器
WO1996024874A9 (en) Cylindrical microlens external cavity for laser diode frequency control
EP2451033A1 (en) Continuous mode-hop-free grating-tuned external cavity semiconductor laser
CN102332678B (zh) 滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器
CN2919616Y (zh) 半导体激光器的双波长输出光子混频产生太赫兹波的装置
CN103762489B (zh) 波长连续可调谐激光装置
US7706425B2 (en) Littrow external oscillator semiconductor laser optical axis deviation correction method and device
CN116316060A (zh) 基于长轴偏振弯曲增益波导的外腔调谐激光器及耦合方法
CN212304194U (zh) 一种铯原子里德堡态激发509nm激光***
CN103762488A (zh) 高功率窄线宽可调谐激光器
JP2018088499A (ja) 曲がり導波路レーザチップを用いる外部共振器レーザ
US6407869B1 (en) External cavity type light source
US20060227821A1 (en) Tunable laser
CN110673348A (zh) 可拆分式三种倍率激光扩束器
CN115603172B (zh) 一种快速调谐的小型Littman结构外腔激光器
CN219591823U (zh) 一种基于Littrow结构波长调谐光纤输出激光器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee