[发明专利]连续无跳模可调谐光栅外腔半导体激光器

权利要求书

1.一种连续无跳模可调谐光栅外腔半导体激光器，其特征在于，该激光器包括：至少一个由增益介质和准直透镜组成的光学组件、调谐装置和至少一个衍射光栅；

所述增益介质所发出的相干光束经过所述准直透镜后成为平行光，所述平行光被所述衍射光栅衍射后，部分衍射光直接成为被输出的第一输出激光，另一部分衍射光沿原入射光路返回所述增益介质中，在所述增益介质中振荡、放大到超过激光器振荡阈值时，成为第二输出激光；

所述衍射光栅设置于所述调谐装置上；所述调谐装置驱动所述衍射光栅绕一位于所述衍射光栅的背面的旋转轴旋转；所述旋转轴与所述衍射光栅的衍射表面平行且与激光器的光轴垂直；

所述调谐装置，还用于实时改变所述旋转轴的位置，或者用于实时改变所述旋转轴与所述衍射光栅的相对位置，以调整所述激光器的谐振腔纵模的模数的值的大小；

其中，所述旋转轴的位置满足条件：在所述激光器的输出激光频率的调谐过程中，由所述激光器的谐振腔所选择的纵模的模数为一个常量。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于：

所述衍射光栅进行所述旋转时的旋转半径为所述旋转轴到所述衍射光栅的衍射表面的垂直距离。

3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述调谐装置包括：驱动装置和旋转基座；所述旋转基座与所述驱动装置连接；

所述旋转基座，用于支撑或安装所述衍射光栅；

所述驱动装置，用于驱动所述旋转基座以带动所述衍射光栅绕所述旋转轴旋转；并用于实时改变所述旋转轴的位置，或者用于实时改变所述旋转轴与所述衍射光栅的相对位置。

4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于：

所述驱动装置为旋转马达、步进电机或微电子机械系统。

5.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述调谐装置还包括：控制装置和编码器；

所述编码器，用于跟踪所述旋转基座的移动，并将跟踪结果发送给所述控制装置；

所述控制装置，用于根据所选定的输出激光波长以及所述跟踪结果，对所述旋转基座的移动进行选择性地控制，从而在输出所需频率的激光的同时对所输出的激光频率进行无跳模连续调谐。

6.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，

所述激光器包括多个衍射光栅；

所述多个衍射光栅设置于所述调谐装置上；所述调谐装置驱动所述多个衍射光栅均绕同一个旋转轴旋转；所述旋转轴与所述衍射光栅的衍射表面平行且与激光器的光轴垂直；

所述光学组件利用所述调谐装置上所设置的任意一个衍射光栅实现对所需输出的激光频率的无跳模连续调谐。

7.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括：设置于所述准直透镜与所述衍射光栅之间的光路上的部分反射镜；

所述部分反射镜，用于产生第三输出激光以及滤除了光谱噪声的第四输出激光。

8.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于：

所述部分反射镜为分光镜、空间滤波片或耦合光纤。

9.根据权利要求1或7所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括：耦合装置；

所述耦合装置，用于将所述激光器的至少一束输出激光耦合到所需的单模或多模光纤中。

10.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括：设置于所述调谐装置四周的一组或多组光学组件；

每组光学组件均利用所述调谐装置上所设置的任意一个衍射光栅实现对所需输出的激光频率的无跳模连续调谐。