[发明专利]Littrow结构可调谐外腔式激光器及其无跳模扫频调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及Littrow结构可调谐外腔式激光器及其无跳模扫频调节方法，属于激光调谐技术领域。

背景技术

Littrow结构外腔式激光器能够实现单模的连续扫频，其频率调节是通过旋转光栅实现的。当找到一个最优光栅旋转轴点，即可实现激光器的无跳模扫频连续调节。其结构示意图如图2所示。

图2中，在对激光器调谐的过程中，光栅以O点为轴点进行旋转，此时公式(1)和公式(2)共同决定了外腔式激光器发出激光束的波长λ：

λ_r＝d2sinθ，(1)

λq=2Lf(θ)q,---(2)]]>

上式中，外腔式激光器发出激光束的波长λ等于最接近λ_r的λ_q值，λ_r为照射到光栅上后能够原路返回的光波波长，d为光栅周期，θ为光栅的入射角；λ_q为谐振波长，L_f为Littrow结构外腔式激光器光学腔长，q为所述Littrow结构外腔式激光器振荡的纵模数，为正整数。

设定上面两公式中，θ＝θ₀时，λ_r＝λ_q。若要实现激光器的无跳模扫频连续调节，θ在θ₀附近小范围内变化时，需要满足λ_r与λ_q的差值小于激光器纵模间隔Δλ的一半，即：

F(θ)=|λr-λq|=|d2sinθ-2Lf(θ)q|<Δλ/2,---(3)]]>

在旋转光栅的过程中，L_f(θ)由L_x、L_y和θ共同决定，其中L_x为轴点O到激光二极管管腔的水平距离，L_y为轴点O到光轴的竖直距离。通过计算F(θ)的一阶导数，可以求出当轴点的位置L_x、L_y满足公式(4)时，F(θ)满足公式(3)，且θ有最大的变化范围，即此时外腔式激光器有最大的调谐范围：