[发明专利]多束相干激光发射的二极管源

说明书

技术领域

本发明涉及光电子工程的关键部件——宽波长范围内的激光相干发射的紧凑、高功率、高效率源，即，涉及具有水平发射输出的多束相干发射的二极管源和具有垂直发射输出的多束相干发射的二极管源，所述源被制造为主二极管激光器与二极管光学放大器的两级组合。

背景技术

从以下发明中得知输出功率增加并且激光束质量提高的二极管激光器：[美国专利4063189，Xerox Corp.，(US)，1977，H01S 3/19，331/94.5H]，[俄罗斯专利2197048，V.I.Shveikin，V.A.Gelovani，18.02.2002，H01 S 5/32]。

从技术本质和获得的技术结果的观点来看，在[俄罗斯专利2278455，V.I.Shveikin，17.11.2004，H01S 5/32]中提出了示例性原型注入(以下为二极管)激光器。该二极管激光器包括基于半导体化合物的异质结、光学腔面、反射器、欧姆接触、光学谐振器。异质结的特征在于异质结的有效折射率n_eff与漏入层(1eak-in layer，渗入层)的折射率n_IN的比率。根据1+δ(delta，德耳塔)至1-δ(gamma，伽马)的范围确定n_eff与n_IN的比率(以下称为n_eff/n_IN)，其中，通过远小于1的数来确定δ。异质结包含至少一个有源层、至少一个在有源层侧的至少两个反射层(以下称为包覆层)，所述包覆层形成在至少一个子层处并具有小于异质结的有效折射率n_eff的折射率。异质结还包含可透过发射(对于发射透明)的至少一个发射漏入区。漏入区位于有源层和至少在有源层侧的、对应的包覆层之间。漏入区包括：激光发射漏入层，具有折射率n_IN并至少由一个子层组成；至少一个限制层，至少由一个子层组成；主调节层，至少由一个子层组成，至少对于其一个子层来说，折射率不小于漏入层的折射率n_IN，并且其一个表面与有源层相邻。在主调节层的与其相邻于漏入区的限制层的另一个表面相对的一侧上，所述限制层具有的折射率小于主调节层的折射率。选择光学谐振反射器的反射系数以及异质结层的组成和厚度，以便对于运行的二极管激光器来说，有源层中得到的发射的放大足以在工作电流的范围保持激光阈值。将这种二极管激光器的结构称为基于具有漏入区的异质结二极管激光器，其特征在于激光阈值电流场中n_eff与n_IN的特定比率。对于给定的异质结，根据从1+γ到1-γ的值的范围来确定激光阈值场中n_eff与n_IN的比率，其中，通过小于δ的数来确定γ的值。

原型二极管激光器的主要优点是激光器输出功率的增加，垂直面中发射面积大小的增加而发射的角误差相应减小。同时，原型二极管激光器限制了在其激光器发射的同步高质量的同时，输出功率的进一步增加，即，不可能将多束相干发射的高功率单频率二极管源(具有接近1的完美因子M²)实现为在水平面和垂直面中都具有放大的激光发射输出的主二极管激光器和二极管光学放大器的两级集成组合。

发明内容

所提出的在宽波长范围内具有各种期望的发射输出的多束相干放大激光发射的二极管源的技术结果为：针对振荡的稳定单频率和单模式激光器类型，其放大激光发射的输出功率增加了多倍(3倍和更高量级)；增加了效率、可靠性、寿命和调制速度，同时用于制造源的技术显著简化并且降低制造成本。

所提出的在宽波长范围内具有各种期望的发射输出的多束相干放大激光发射的二极管源的技术结果为：针对振荡的稳定单频率和单模式激光器类型，其放大激光发射的输出功率增加了多倍(3倍和更高量级)；增加了效率、可靠性、寿命和调制速度，同时用于制造源的技术显著简化并且降低制造成本。

本发明的一个方面为多束相干激光发射的二极管源(以下称为DSMCLE)，包括：至少一个至少单模式、单频率的主二极管激光器，以下称为主激光器；至少一个二极管光学放大器，以下称为线性放大器，其与所述主激光器集成且光学地连接；至少两个二极管光学放大器，以下称为垂直放大器，其与线性放大器集成且光学地连接。