[发明专利]一种波长锁定半导体激光器系统

说明书

一种波长锁定半导体激光器系统，包括：M个半导体激光器芯片，第k个半导体激光器芯片适于从前腔面出射第k前激光束，第k个半导体激光器芯片适于从后腔面出射第k后激光束；第一光纤光栅，第一光纤光栅适于部分反射第k前激光束以形成第k前反馈光束，第k前反馈光束至少注入第k个半导体激光器芯片和第M‑k+1个半导体激光器芯片中；第二光纤光栅，第二光纤光栅适于部分反射第k后激光束以形成第k后反馈光束，第k后反馈光束至少注入第k个半导体激光器芯片和第M‑k+1个半导体激光器芯片中；第k前反馈光束的波长范围和第k后反馈光束的波长范围至少部分重叠。所述波长锁定半导体激光器系统的降低了波长锁定失效的几率且寿命到提高。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种波长锁定半导体激光器系统。

背景技术

固体激光器和气体激光器输出功率高、光束质量好，在材料加工和远距离能量传输等对于激光功率和激光光束质量有非常严格要求的领域得到了广泛的应用。固体激光器和气体激光器常见的泵浦方式主要有电泵浦、化学泵浦、光泵浦和气动泵浦。半导体激光器二极管具有电光转换效率高、结构紧凑、成本低和寿命长等优点，目前广泛被作为光泵浦源应用于泵浦固体激光器和气体激光器。

常见的大功率半导体激光器泵浦源由半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光。由于半导体激光器的增益曲线宽、发光区宽度宽、支持的模式多，而每个模式具有不同的频率，导致半导体激光器输出光谱宽。同时，半导体激光器的输出光谱也会随着温度或驱动电流的微小变化而变化，造成输出中心波长漂移和光谱宽度变化。泵浦吸收峰较窄的固体激光器和气体激光器时效率低，能量损失严重。并且未吸收的能量将在激光器内部多次反射，造成激光器温度升高，甚至烧毁激光器。

由于半导体激光器光纤耦合模块泵浦源使用方便，在光泵浦领域得到了广泛的应用。但是传统光纤耦合模块泵浦内部放置体光栅进行线宽压窄，每个光纤耦合模块都需要放置一个体光栅(或每个芯片前端需要放置一个体光栅)，增加了成本。并且光纤耦合模块内部放置的体光栅只针对每个半导体激光器芯片进行波长锁定，当光纤耦合模块发生形变、光路改变时单个芯片有可能波长锁定失效，导致中心波长变化、光谱展宽。其次，传统的半导体激光器光纤耦合模块的寿命较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中波长锁定半导体激光器系统的波长锁定失效和寿命较低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种波长锁定半导体激光器系统，包括：M个半导体激光器芯片，各所述半导体激光器芯片均具有相对的前腔面和后腔面，第k个半导体激光器芯片适于从前腔面出射第k前激光束，第k个半导体激光器芯片适于从后腔面出射第k后激光束；第一光纤光栅，所述第一光纤光栅适于部分反射第k前激光束以形成第k前反馈光束，第k前反馈光束至少注入第k个半导体激光器芯片和第M-k+1个半导体激光器芯片中；第二光纤光栅，所述第二光纤光栅适于部分反射第k后激光束以形成第k后反馈光束，第k后反馈光束至少注入第k个半导体激光器芯片和第M-k+1个半导体激光器芯片中；第k前反馈光束的波长范围和第k后反馈光束的波长范围至少部分重叠；其中，M为大于等于1的整数；k为大于或等于1且小于或等于M的整数。

可选的，所述前腔面的反射率小于或等于1％，所述后腔面的反射率小于或等于1％。

可选的，还包括：第一聚焦透镜，位于所述M个半导体激光器芯片至所述第一光纤光栅之间的光路中；第二聚焦透镜，位于所述M个半导体激光器芯片至所述第二光纤光栅之间的光路中。

可选的，M为大于等于2的奇数或者偶数。

可选的，还包括：M个第一准直透镜组，第k个第一准直透镜组位于第k个半导体激光器芯片至所述第一聚焦透镜之间的光路中；M个第二准直透镜组，第k个第二准直透镜组位于第k个半导体激光器芯片至所述第二聚焦透镜之间的光路中。