[发明专利]宽谱半导体激光器实现窄带光谱输出的方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及窄带光谱输出的激光器。

背景技术

在通讯中F-P腔LD激光输出线宽在几个nm到几十个nm，很难适应较高速率光纤通讯中，而DFB腔激光器线宽较窄，但成本较高，另一方面由于半导体激光器波长随温度变化较大，窄反射率激光器可产生波长锁定激光器。

目前普通的半导体激光器由于荧光谱线较宽，在腔内没有选模元件，因此输出的激光谱线会有几nm甚至十几nm，而且随温度飘移较快，在很多场合会限制它的应用，如在通讯中，F-P腔LD激光输出线宽在几个nm，这样具有较大的色散，限制了它的传输距离，现在通常的做法是用布拉格光栅作成DFB LD，但是成本相对普通F-P腔LD来说价格较高。对其它波长的LD来说，为了限制LD的谱线宽度，同时将LD的波长在一定温度范围内所定，现在比较成熟的方法是用光栅在腔外反馈，从而达到目的，同样面临的问题是成本高，而且结构相对来说比较复杂。

发明内容

本发明提供了一种简单而实用的方法，将普通宽谱半导体激光器(LD)变成窄带输出，具体的技术方案如下：

通常的LD在芯片腔的输出端不镀膜或者是增透膜，另外一端镀高反膜，这种高反膜都是在很宽的波长范围内高反，通常带宽与峰值波长的比例是1％-20％。本发明的实质是将普通LD上的宽带高反膜变成窄带高反膜，半峰值带宽与峰值波长的比例＜0.2％，该窄带半高宽可小至1nm，峰值反射率在60％-100％范围内。或者，在半导体激光器的激光腔的一端面前设置一反射镜，在反射镜上镀窄带高反膜，所述的激光腔的两端面镀增透膜或不镀膜。这样，相当于在再宽带谱线中强制选模，从而使得输出带宽窄，同时在一定的温度范围内起到锁模作用，由于它没有增加任何其它的选模元件，因此结构同样简单，也不增加任何成本。本发明的方法制作的半导体激光器亦可用作波长锁定半导体激光器。

附图说明

图1(a)是普通宽谱半导体激光器的结构示意图；

图1(b)是普通宽谱半导体激光器端面镀宽带高反膜的光谱线示意图；

图1(c)是普通宽谱半导体激光器的输出光谱线示意图；

图2是本发明的激光器的第一实施结构示意图；

图3是本发明的激光器的第二实施结构示意图；

图4(a)是本发明的激光器端面镀窄带高反膜的光谱线示意图；

图4(b)是本发明的激光器的输出光谱线示意图。

具体实施方式

现结合附图说明和具体实施方式对本发明进一步说明。

参阅图1(a)所示是普通LD的芯片的结构示意图。其中，3表示LD芯片的激光腔体，2表示LD激光腔的输出端面，11表示LD激光腔的另一个端面。如图1(b)所示，在该端面11上镀普通的高反膜(宽带HR膜)。在这种情况下，输出的激光谱线如图1(c)所示，Δλ为输出激光谱线的半高宽，通常为几个nm以上。

参阅图2所示是本发明的激光器的第一实施结构示意图。其中，3表示LD芯片的激光腔体，2表示LD激光腔的输出端面，21表示LD激光腔的另一个端面。如图4a所示，在该端面上镀窄带高反膜(窄带HR膜)，带通可达1nm左右。在这种情况下，输出的激光谱线如图4(b)所示，Δλ1为输出激光谱线的半高宽，可达1nm左右。

或者，采用如图3所示的第二实施结构示意图。其中，4表示反射腔镜，3表示LD芯片的激光腔体，2表示LD激光腔的输出端面，31表示LD激光腔的另一个端面，在该端面31上镀增透膜；在反射腔镜4上的窄带高反膜41，带通可达1nm左右。如图4a所示，在该端面上镀窄带高反膜(窄带HR膜)，带通可达1nm左右。在这种情况下，输出的激光谱线如图4(b)所示，Δλ1为输出激光谱线的半高宽，可达1nm左右。

如上所述的窄带高反膜(窄带HR膜)的半峰值带宽与峰值波长的比例＜0.2％。该窄带半高宽可小至1nm，峰值反射率在60％-100％范围内。

扩展的，可以在本发明所述的激光腔输出端可插入窄带滤波片，以进一步压缩谱线的宽度。

本发明的方法制作的半导体激光器亦可用作波长锁定半导体激光器。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。