[发明专利]宽温半导体泵浦激光器及用宽温LD泵浦的激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种宽温半导体泵浦激光器以及用宽温LD泵浦的激光器。

背景技术

出射波长为808nm的多模的F-P腔半导体激光器被广泛的应用于高功率激光器和多微片激光器中泵浦增益介质中的稀土离子Nd³⁺。但是Nd³⁺在808nm处的吸收带宽相对较大（YAG中半高宽小于5nm，YVO4约为12nm），与此同时，通常的二极管激光器的谱宽为1-2nm,并且随温度的漂移速率约为0.3nm/℃，因此，波长的稳定就显得尤为重要。以往的单波长锁定的半导体激光器是通过将泵浦激光器的波长锁定在一个特定的波长-增益带宽的中心波长处。这一方面可以通过主动的热处置法控温（利用控温装置TEC），另一方面可以通过外部的波长锁定装置（体布拉格光栅）。但是前一种方法，一般会增加成本、能量损耗大、效率低，使其对于很多利用电池的装置不适用。而外部的波长锁定装置成本很贵，对封装的要求比较高，可靠性较差。而且随着温度的变化超出一定的幅度后，半导体激光器的锁定波长处的增益会由于增益物质的能带间隔发生变化，进而增益带宽的中心波长漂移而变小，反馈变弱，波长锁定失败。这一类的单波长锁定的半导体激光器波长的锁定的工作范围一般在20-30℃。

发明内容

本发明的目的在于提出一种非单波长锁定的宽温半导体泵浦激光器以及用宽温LD泵浦的激光器，具有更宽的工作温度范围，且结构简单合理，易于实现。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种宽温半导体泵浦激光器，包括泵浦LD、光学准直系统、波长锁定系统和耦合系统，泵浦LD输出波长锁定在被泵浦激光增益介质的吸收带宽之内；所述波长锁定系统包括波长锁定构件组、中心波长反馈系统和控制单元；泵浦LD输出光经光学准直系统准直，经过波长锁定构件组的波长锁定之后由耦合系统耦合进入被泵浦激光增益介质；中心波长反馈系统将输出波长反馈给控制单元，控制单元控制波长锁定构件组改变锁定的泵浦光波长。

或者，所述泵浦LD由一LD阵列替代，所述耦合系统包括耦合LD阵列输出光的第一耦合系统和将泵浦光耦合进被泵浦激光增益介质的第二耦合系统；所述准直系统包括分别设于第一耦合系统后面的第一准直器和设于第二耦合系统前面的第二准直器；LD阵列输出光经第一耦合系统耦合并由第一准直器准直，经过波长锁定构件组的波长锁定之后经第二准直器进入第二耦合系统，耦合进入被泵浦激光增益介质；中心波长反馈系统将输出波长反馈给控制单元，控制单元控制波长锁定构件组改变锁定的泵浦光波长。

进一步的，所述第一耦合系统包括多模光纤，一端耦合LD阵列输出光，另一端连接第一准直器。

进一步的，所述中心波长反馈系统包括一温度传感器，感应被泵浦激光增益介质的温度并将信号传给控制单元，控制单元根据被泵浦激光增益介质的温度特性判断输出中心波长，并据此控制波长锁定构件组锁定泵浦光的波长。

进一步的，所述中心波长反馈系统还包括一个部分反射镜，设于波长锁定构件组与耦合系统之间，反馈波长信号回泵浦LD进行波长控制。

进一步的，所述波长锁定构件组包括依光路设置的宽带透射光栅和一组具有不同楔角的楔角片组；所述楔角片组安装于一步进电机上，控制单元控制步进电机切换不同楔角的楔角片进入光路进行波长锁定。

进一步的，所述波长锁定构件组包括一组具有不同中心波长的窄带WDM滤波片组，所述WDM滤波片组安装于一步进电机上，控制单元控制步进电机切换不同中心波长的WDM滤波片进入光路进行波长锁定。

本发明还公开了一种用宽温LD泵浦的激光器，包括上述的宽温半导体泵浦激光器、外谐振腔以及外谐振腔中的宽吸收谱增益介质；所述宽温半导体泵浦激光器的输出光激发增益介质产生振荡光，在外谐振腔内谐振并输出激光。

本发明的有益效果为：利用不同楔角的楔角片组或具有不同中心波长的窄带WDM滤波片组以及反馈系统将泵浦LD的输出波长锁定在增益介质的吸收带宽之内，大大提高了激光器的使用温度范围，并可应用于激光颜色随温度变化很敏感的可见光激光器，而且结构简单合理，易于实现，波长锁定较稳定。

附图说明

图1为被泵浦增益介质的吸收谱图；

图2为本发明LD在不同温度范围输出光的波长温度关系图；

图3为本发明用宽温LD泵浦的激光器结构实施例一；

图4为本发明用宽温LD泵浦的激光器结构实施例二；

图5为本发明宽温半导体泵浦激光器的又一实施例示意图。