[发明专利]光栅掠衍射外腔半导体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术，特别是指一种光栅掠衍射外腔半 导体激光器。

背景技术

光栅反馈外腔半导体激光器是以外加衍射光栅的波长或频率选择作 用，实现对普通激光二极管的线宽压窄和谱线选择。由图1和图2所 示，半导体激光管(LD)1发出的激光束对衍射光栅(Gt)12的入射 角为θi，衍射光栅12对该入射光束衍射后，产生的一阶衍射光的衍射 角为θd。根据对θi和θd之间的相互关系进行分类，可将现有光栅外腔 半导体激光器分为两类：

第一类：θi＞θd，入射光接近掠入射。入射角大于衍射角，Littman 结构，如图2所示。

第二类：θi＝θd，入射角等于衍射角。Littrow结构，如图1所示。

参见图2所示，在Littman结构中，半导体激光管1发出的激光经 非球面准直透镜(AL)3准直后，以掠入射的角度入射在衍射光栅12 上。衍射光栅12的一级衍射光正入射在一块平面反馈反射镜(M)5 上，被反馈反射镜5反射后，沿原路返回到衍射光栅12上，经衍射光 栅12再次衍射后回到半导体激光管1中，这里半导体激光管1发出的 激光入射到衍射光栅12上的入射角θi大于光栅的衍射角θd。

在图1所示的Littrow结构中，半导体激光管1发出的激光经非球 面准直透镜3准直后，入射在衍射光栅12上。衍射光栅12的一级衍射 光沿与入射光反向共线的路径，按原路返回到半导体激光管1中，这里 半导体激光管1发出的激光入射到衍射光栅12上的入射角θi等于光栅 的衍射角θd。

在上面所述的两种光栅外腔半导体激光器的结构中，Littrow结构 简单，但是同时可变的参数也少，不能对衍射光作进一步处理和操作。 Littman结构中掠入射的存在，使得参与衍射的光栅刻线数目较多，从 而具有更好的波长选择或选频作用，特别是该结构中增加了附加的反馈 反射镜，有可能对衍射光作进一步处理和操作。然而，不利的是衍射光 栅的一级衍射光斑在子午方向上尺寸较大，在该方向上对反馈反射镜面 型的要求较高，不利于以其它光学元件取代反馈反射镜。另外，为了实 现光栅激光谐振腔的同步调谐，需将反馈反射镜调谐的转动中心线P位 于光栅表面所在的平面内，且该转动中心P距反馈反射镜反射面的垂直 距离应近似等于该转动中心P距半导体激光管后表面所在等效平面的垂 直距离，并且符号相反。其符号的正负规定为：该距离与光线位于平面 的同侧为正，反之为负。而Littman结构中，反馈反射镜M和同步调 谐转动中心P分别位于半导体激光管发射激光束的两侧，这对于实现同 步调谐的机械结构设计是不利的。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种光栅掠衍射外腔半导体激光器，能够 减小一级衍射光光斑在子午方向上的尺寸，更易于激光的同步转动波 长调谐机械结构的设计实现。

基于上述目的本发明提供的光栅掠衍射外腔半导体激光器，包 括：半导体激光管、准直透镜、光栅和反射镜；

所述半导体激光器内各部件的布设使得半导体激光二极管发出的激 光入射到光栅上的入射角θi小于光栅一级衍射光的衍射角θd。

所述半导体激光器内各部件的布设还使得所述光栅的一级衍射光正 入射到反射镜上；由反射镜将一级衍射光沿原路返回并沿着与原入射光 束共线反向的路径，经光栅被返回到半导体激光管中。

所述半导体激光器内各部件的布设使得反射镜和反射镜的同步调谐 转动中心P位于半导体激光管发射激光束的同侧。

所述半导体激光器还包括以下至少一种：

半导体激光管热沉，用于半导体激光管的温度控制；

电流控制装置，用于控制半导体激光管的输入电流。

所述半导体激光器还包括：反射镜转动调节装置，用于调节所述反 射镜以反射镜的同步调谐转动中心P为轴进行转动。

所述半导体激光器的所述反射镜转动调节装置包括：

反射镜调整架动板，用于安置反馈反射镜，在反射镜调整架动板上 设置有频率调谐压电陶瓷；