[发明专利]一种波长锁定装置及其工作方法

说明书

本发明揭示了一种波长锁定装置及其工作方法，波长锁定装置包括：设置在承载平台上间隔的光模块上料组件、体光栅上料组件、第一相机单元、以及抓取和点胶组件；体光栅上料组件包括：料盒支撑板；所述料盒支撑板上用于放置料盒，所述料盒中用于放置体光栅；抓取和点胶组件，抓取和点胶组件包括：六轴运动单元，所述六轴运动单元包括XYZ三轴平移单元和旋转自由度调节单元；点胶单元；抓取单元；第三相机。所述波长锁定装置能实现体光栅的位置精准调节定位。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种波长锁定装置及其工作方法。

背景技术

波长锁定半导体激光器由于优越的波长稳定性、窄线宽等特性，在材料加工、医疗、工业、国防领域都有广泛的用途，典型的应用为878.6nm系列波长锁定半导体激光器作为纳秒、皮秒、飞秒固体激光器的泵浦源，在精密切割、钻孔、打标和刻蚀上具有一定的应用；976nm系列波长锁定半导体激光器作为超短脉冲、高亮度光纤激光器的泵浦源，在工业和科研军工方向具有一定的应用。

国内的波长锁定半导体激光器作为泵浦源方案为：在半导体激光芯片发出的激光经过快轴准直、或者快轴和慢轴同时准直后，经过反射型布拉格光栅透镜（以下称VBG透镜）作为外腔进行选模，之后激光被VBG透镜部分反射注入到半导体激光芯片的前后腔面构成的F-P谐振腔内，满足振荡阈值条件的纵模形成振荡放大，其它纵模则被抑制，形成锁模稳定输出。

常规的波长锁定半导体激光器，将VBG透镜放在多个半导体激光芯片在快轴和慢轴准直后的主光路上。该方式对多个半导体激光芯片的合束光斑指向提出了严格要求。由于多个半导体激光芯片发出的光的指向控制具有难度，产品良率不佳，通常表现为：当单个半导体激光芯片的光路变动时则该光路的半导体激光芯片就会失锁。返修的时候需要将VBG透镜拆除并重新调节VBG透镜，返修动作容易导致其它半导体激光芯片的光路变动，不良品返修难度大。

对于VBG透镜的调节，通常为人工手动方案。具体的，真空吸嘴或者夹爪夹取VBG透镜，使用光谱仪监测VBG透镜后的光谱作为反馈，通过调整架手动调节VBG透镜的位置，主要是对VBG透镜在快轴上俯仰角度与在慢轴上的偏摆角度进行手动调节，从而达到波长锁定的目的。通过上述的外腔反馈原理知道，在波长满足F-P谐振腔的增益谱范围的前提下，只要回返到F-P谐振腔内的能量强度达到振荡阈值，即可以达到光谱选模锁定的作用。VBG透镜对于入射光在一定的角度范围内都能起到高反射的作用，也即VBG透镜在快轴上俯仰角度与在慢轴上的偏摆角度在一定的范围内，VBG透镜都能将入射光反射进F-P谐振腔内，达到波长锁定目的。常规的VBG透镜的位置调整方法，不仅依赖于人工作业，效率低，最重要的是不能够将VBG透镜固定在最佳的光反馈角度，无法提高光路变动容错能力。

半导体激光芯片的发光区非常微小，通常发光区在快轴上的宽度为1微米~2微米，发光区在慢轴上的宽度100微米~300微米，如果不能将VBG透镜的角度固定在最佳位置，细微的光学胶应力、外壳安装扭力导致的外壳微变形，都可能导致被VBG透镜反射的光的能量不够，造成波长失锁。同时为了满足不同的应用条件，市场上对作为泵浦源的锁波长能力提出了近乎苛刻的要求，从以往的单工作电流锁定到现有的全电流锁定、以及在不同的工作温度下锁定，这对反馈光路的调节精度提出了更高的要求，通常VBG透镜在快轴上俯仰角度与在慢轴上的偏摆角度要求控制在0.01mrad级别。

然而，现有对VBG透镜的位置调节精度较差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于解决VBG透镜的位置调节精度较差的问题，从而提供一种波长锁定装置及其工作方法。