[发明专利]一种产生稳定全时低噪声的激光输出的方法

权利要求书

1.一种从半导体激光器产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，其中所述稳定是指激光输出功率、波长、光谱和光束波形没有随着时间的推移有明显的变化或是控制在可容许的范围内，所述全时是指在每个激光器的全部工作时间；包括以下步骤：

步骤一：通过附加于激光器的热电控制器调整和维护半导体激光器的操作温度；

步骤二：直流发电机产生发电机直流偏置，其中直流偏置近似地由所需的激光输出功率与半导体激光器的电流-功率曲线的平均斜率之比决定的；

步骤三：生成可调整的振幅和频率的射频信号，远远高于本地振荡器的激光腔中的纵向模式的增长时间的倒数；

步骤四：叠加射频信号至直流偏置以生成调幅驱动电流，使驱动电流及其衍生随时间温和地、连续地变化；

步骤五：将调幅驱动电流通过输入耦合匹配阻抗注入半导体激光；

步骤六：通过自动功率控制回路调整直流偏置，并优化射频信号的振幅；

所述步骤六中的调整直流偏置的步骤进一步包括以下步骤：将一部分激光器的输出到外部的光子电子转换设备，激光器与任何杂散光完全隔离；放大由光子电子转换设备收到的光子转换的电流；放大的电流与比较器的参数进行比较，其中所述参数是根据所需的激光输出功率预先设定的；并根据比较结果 调整的直流偏置；

所述步骤六中的优化射频信号的振幅步骤进一步包括以下步骤： 射频信号的振幅值设置为零到直流偏置减去阈值电流之间；逐步提高射频信号的振幅并同时监测激光输出功率波形和激光输出频谱；并选择振幅在至少有一部分激光输出功率波形在每个周期达到零，即暂时关闭，并且激光输出谱变得稳定，所述的稳定是指谱扩大与一个单峰和频谱的包迹并没有任何明显的随时间的变化，此外，稳定性并没有随着进一步增加射频信号的幅度而显着改善；在每个射频周期，激光关闭的时间超过激光腔中任何纵向模式的弛豫时间；即在每个激光关闭的期间，驱动电流充分低于阈值，激光腔中放大的自发发射被充分抑制。

2.根据权利要求1所述的一种从半导体激光器产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，其特征在于：所述半导体激光是边缘发射器。

3.根据权利要求1所述的一种从半导体激光器产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，其特征在于：所述半导体激光是氮化镓基激光发射器。

4.根据权利要求1所述的一种从半导体激光器产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，其特征在于：所述半导体激光是宽发射域激光发射器。

5.根据权利要求1所述的一种从半导体激光器产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，其特征在于：还包括以下步骤：通过一个或多个非线性光学设备转换激光输出频率。

6.根据权利要求1所述的一种从半导体激光器产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，其特征在于：所述半导体激光是由多个横向模式运作的宽发射域激光发射器，进一步包括步骤：选择射频信号的频率，使调幅驱动电流的平均变化率至少为 0.1 mA/ns；激光器输出空间均匀和暂时稳定的光束波形。

7.根据权利要求1所述的一种从半导体激光器产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，其特征在于：还包括以下步骤：为了过载保护而限制先前驱动电流并分流反向电流远离激光器。

8.根据权利要求1所述的一种从半导体激光器产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，其特征在于：还包括以下步骤：衰减沿电源线传导的高频电磁噪声，以通过电子筛选经由电源线传递的电磁噪声提供激光器电能；以导电盒屏蔽激光，使衰减电磁辐射穿透所述盒体。