[实用新型]一种单管蓝光半导体激光器外腔装置

说明书

本新型实用专利公开了一种单管蓝光半导体激光器外腔装置,属于半导体激光技术领域。包括带有水冷装置的蓝光二极管基座、蓝光二极管、角度可调的平面镜固定座、角度可调的光栅固定座、闪耀光栅、平面镜、非球面准直镜、柱透镜、聚焦透镜、光纤，所述蓝光二机管基座的一侧设置有激光二极管接口，所述蓝光二极管通过该接口固定在基座中，所述非球面准直镜固定在蓝光二极管的右侧，所述蓝光二极管基座的另一侧设置有电路板，用于连接蓝光二极管和电源，能有效地解决Littrow型ECDL输出光束方向随光栅转动而发生改变的难题，减小平面镜‑光栅的初始间距，可以减小输出光束的横向位移，增大无跳模调谐范围。

技术领域

本新型实用专利属于半导体激光技术领域，具体为一种单管蓝光半导体激光器外腔装置。

技术背景

单管蓝光半导体激光器外腔反馈是通过单管蓝光半导体激光器LD腔外的选频元件(如闪耀光栅、光纤光栅、体布拉格光栅、干涉滤光片等)将LD输出光的一部分反馈回LD中，通过反馈光场与LD腔内光场的相互作用改善LD的性能，除了能提高激光器输出波长的稳定性，还能实现无跳模调谐、窄线宽、单纵模输出等工作特性。外腔半导体激光器在频率稳定性和可调谐性以及光谱纯度上的改善使其比自由运转的LD更具吸引力，单模LD的线宽一般为10-30MHz，外加光栅构成外腔后的外腔半导体激光器ECDL输出线宽能够被减小到1MHz以下，被广泛用于测定同位素移动或超精细结构常数、传感以及高分辨光谱学和原子物理等领域。

目前常用的ECDL主要为Littrow结构，Littrow结构的半导体激光器发射光经透镜准直入射到光栅上，经光栅选模，一级衍射光沿入射光路返回，作为反馈光注入LD有源区，使得选出来的模式在激光器内腔中的增益得到放大从而在模式竞争中获得优势。然而输出光束随波长调谐发生变化是Littrow结构的一个缺点，且输出光斑质量差，而且蓝光二极管的输出线宽会随着温度的升高而升高，因此需要改进。

发明内容

本实用新型专利的目的在于提供一种单管蓝光半导体激光器外腔装置，以解决上述技术背景中所提出的输出光束随波长调谐发生变化、光束质量差的问题。

为实现上述目的，本实用新型专利提供如下技术方案：一种单管蓝光半导体激光器外腔装置，包括非球面准直镜、蓝光二极管、蓝光二极管基座、光栅固定座、平面镜、平面镜固定座、闪耀光栅、柱透镜a、柱透镜b、聚焦透镜、耦合光纤，所述蓝光二机管基座的一侧设置有激光二极管接口，所述蓝光二极管通过该接口固定在所述蓝光二极管基座中，所述非球面准直镜固定在所述蓝光二极管的右侧，所述蓝光二极管基座的另一侧设置有电路板，用于连接所述蓝光二极管和电源，所述蓝光二极管基座的顶部、底部和左侧凿有圆孔，用于连通外部水冷机；所述闪耀光栅固定在所述光栅固定座上侧；所述平面镜固定在所述平面镜固定座上侧；所述蓝光二极管发出的光束经所述非球面镜准直后，通过所述闪耀光栅压缩线宽，经所述平面镜反射，再经所述柱透镜a和柱透镜b整形，所述聚焦透镜聚焦，最后耦合进所述耦合光纤中。

优选的，所述的单管蓝光半导体激光器外腔装置采取“平面镜-光栅”外腔结构，能有效地解决Littrow型ECDL输出光束方向随光栅转动而发生改变的难题，减小平面镜与光栅的初始间距，不但可以减小输出光束的横向位移，还能够增大无跳模调谐范围。

优选的，所述的蓝光二极管基座采用散热性能较好的铜材料，基座的上侧和下侧设有水管接口，用于连接外部水冷机，内部凿有圆形通道，以便水流在其中形成回路，达到持续降温的效果，从而大大降低了温度变化对蓝光激光器输出线宽的影响。

优选的，所述平面镜固定座或光栅固定座均为转动角度可调的设计结构，并设置有角度微调旋钮，以便精确地调节Littrow角。

优选的，所述蓝光二极管的LD管芯发光一端镀有增透膜，以提高外腔反馈效率，进而提高ECDL的输出功率。

优选的，为了进一步优化ECDL系统输出光束质量，所述的单管蓝光半导体激光器外腔装置采用两个柱透镜分别对光斑的快轴和慢轴方向进行压缩，并用聚焦透镜将其耦合至耦合光纤中进行匀化。