[发明专利]半导体激光器频率调制方法无效
申请号: | 200810058640.2 | 申请日: | 2008-07-04 |
公开(公告)号: | CN101308995A | 公开(公告)日: | 2008-11-19 |
发明(设计)人: | 吴尚谦 | 申请(专利权)人: | 昆明理工大学 |
主分类号: | H01S5/06 | 分类号: | H01S5/06;H01S5/042 |
代理公司: | 昆明今威专利代理有限公司 | 代理人: | 赵云 |
地址: | 650093云南省昆明市*** | 国省代码: | 云南;53 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半导体激光器 频率 调制 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种半导体激光器频率调制方法,属于光电工程技术领域。
背景技术
半导体激光器是指以半导体材料作为工作物质的激光器,与其他类型的激光器相比,具有体积小、重量轻、发光效率高、可在常温条件下连续发光等特点,并且容易通过驱动电源来调制它的光输出。因此,半导体激光器在光纤通讯、激光测距,光学检测、医疗等领域都得到了十分广泛的应用。
半导体激光器产生激光所需最小电流叫阈值电流,正常工作时泵浦电流值应高于阈值电流。半导体激光器输出光功率与泵浦电流的关系如图1上部所示,图中横轴i代表半导体激光器的泵浦电流,纵轴代表激光器的输出功率。当泵浦电流高于阈值,随着泵浦电流的增加输出功率也增加,在其中的某一段其关系近似于线性关系。
图1中部所表示的是当半导体激光器的温度一定、泵浦电流变化时输出光波长的变化。图中横轴i代表半导体激光器的泵浦电流,纵轴代表激光器的输出光波长。当泵浦电流高于阈值,随着泵浦电流的增加时激光波长也随其增加,在其中的某一段其关系也近似于线性关系。因此,当泵浦电流变化时波长与功率同时变化。
在某些以半导体激光器为光源的应用中,只需要对激光器的输出光频率进行调制,同时要尽量避免激光器的输出光功率的变化。如图1下部所示,如果按一般的调制方法在泵浦电流中叠加调制信号进行调制,显然难以满足这样的要求,因此,要达到这一目的,就必须在调制方法上下功夫,图中ith为半导体激光器的阈值电流,i0为调制电流信号的平均值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种半导体激光器频率调制方法,可以有效地抑制由于频率调制而伴随产生的功率的变化,实现频率调制而输出光功率相对稳定不变的目的。
解决本发明的技术问题所采用的方案是:
①将半导体激光器温度控制为一定常值,从阈值电流以下开始扫引泵浦电流,同时测定半导体激光器输出光的波长和功率;
②根据功率和波长随泵浦电流的变化,划分出半导体激光器的三个特性区域,即半导体激光器的功率和波长均在变化的PVWV区、功率饱和而波长在变化的PSWV区、功率和波长均达到饱和的PSWS区;
③依照所划定的区域,使半导体激光器在PSWV区内工作,从而进行单纯的频率调制。
对PSWV区的范围按如下方法确定:测得半导体激光器的功率变化率绝对值为零处对应波长用λ0来表示,从λ0点开始测到最小波长变化率所对应的拐点波长λ1,以λ0和λ1间的波长间隔用Δλ表示,则通过调制半导体激光器的泵浦电流实现对其频率进行单纯调制方法中的PSWV区为λ0±Δλ。
上述本发明划定功率饱和波长变化的PSWV区域采用的装置及方法是:采用温度控制器将半导体激光器的工作温度控制在常值;采用激光器电源调整半导体激光器的泵浦电流;采用分束比为1∶1的分束透镜将半导体激光器的激光束一分为二,其中一束进入激光功率计,用来测定激光功率;另一束光进入波长检测器测定激光波长。根据测定的结果可以得出波长和功率、及其随电流的变化率。
本发明的有益效果是:本发明改进了半导体激光器频率调制的方法,可以有效地抑制由于频率调制而伴随产生的功率的变化,实现频率调制而输出光功率相对稳定不变的目的。
附图说明
图1表示半导体激光器的特性示意图,
图2为本发明中测定半导体激光器特性的装置构成示意图,
图3表示波长饱和区域和功率饱和区域划分示意图,
图4表示波长、功率及其变化率示意图,
图5为本发明应用例装置构成示意图,
图6为本发明应用例测定结果示意图。
图1中:i0:t0时刻的泵浦电流;ith:阈值电流;λ0:与i0相对应的波长;P0:与i0相对应的功率;
图2、图5中:1.半导体激光器,2.准直透镜,3.分束透镜,4.功率计,5.波长计,6.温度控制器,7.激光器驱动电源,8.函数发生器,9.锁相放大器,10.光检测器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1.测定例:
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