[发明专利]一种产生稳定全时低噪声的激光输出的方法

摘要

本发明揭示了一种产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，包括以下步骤：调整和维护操作温度的半导体激光器通过附贴于激光器的TEC；从直流发电机产生直流偏置；从本地振荡器生成振幅可调的射频信号；射频信号叠加到直流偏置生成调幅驱动电流；调幅驱动电流通过输入耦合阻抗匹配注入半导体激光；通过自动功率控制回路调整直流偏置；优化射频信号的振幅。本发明对半导体激光二极管的驱动实行调制，有效克服了跳模现象，适用于各种波长的激光二极管，产生的激光输出具有低相干、低噪音、低散斑和输出功率长时间稳定及光束照度长时间均匀的优点，尤其适用于生物医学和医疗诊断及临床。

主权项

一种从半导体激光器产生稳定全时低噪声的激光输出的方法，其中所述稳定是指激光输出功率、波长、光谱和光束波形没有随着时间的推移有明显的变化或是控制在可容许的范围内，所述全时是指在每个激光器的全部工作时间；包括以下步骤：步骤一：通过附加于激光器的热电控制器调整和维护半导体激光器的操作温度；步骤二：直流发电机产生发电机直流偏置，其中直流偏置近似地由所需的激光输出功率与半导体激光器的电流 功率曲线的平均斜率之比决定的；步骤三：生成可调整的振幅和频率的射频信号，远远高于本地振荡器的激光腔中的纵向模式的增长时间的倒数；步骤四：叠加射频信号至直流偏置以生成调幅驱动电流，使驱动电流及其衍生随时间温和地、连续地变化；步骤五：将调幅驱动电流通过输入耦合匹配阻抗注入半导体激光；步骤六：通过自动功率控制回路调整直流偏置，并优化射频信号的振幅；所述步骤六中的调整直流偏置的步骤进一步包括以下步骤：将一部分激光器的输出到外部的光子电子转换设备，激光器与任何杂散光完全隔离；放大由光子电子转换设备收到的光子转换的电流；放大的电流与比较器的参数进行比较，其中所述参数是根据所需的激光输出功率预先设定的；并根据比较结果 调整的直流偏置；所述步骤六中的优化射频信号的振幅步骤进一步包括以下步骤： 射频信号的振幅值设置为零到直流偏置减去阈值电流之间；逐步提高射频信号的振幅并同时监测激光输出功率波形和激光输出频谱；并选择振幅在至少有一部分激光输出功率波形在每个周期达到零，即暂时关闭，并且激光输出谱变得稳定，所述的稳定是指谱扩大与一个单峰和频谱的包迹并没有任何明显的随时间的变化，此外，稳定性并没有随着进一步增加射频信号的幅度而显着改善；在每个射频周期，激光关闭的时间超过激光腔中任何纵向模式的弛豫时间；即在每个激光关闭的期间，驱动电流充分低于阈值，激光腔中放大的自发发射被充分抑制。