[发明专利]闪耀光栅外腔半导体激光器及其准直方法

说明书

技术领域

本发明涉及闪耀光栅外腔半导体激光器的调谐领域，尤其涉及调谐速度快、调谐范围大的闪耀光栅外腔半导体激光器及其准直方法。

背景技术

光通信领域传统的光源均是基于固定波长的激光器模块，固定波长的激光器分配给每个波长通道，不但需要封装多个激光器，而且将大大增加光通信网络的成本，并限制了光网络的扩展，以及网络灵活性。可调谐激光器的引入，不但可以有效降低光通信网络成本，节省波分复用(WDM)系统转换器，同时减小激光器与模块的数量，从而该井光网络的功能，扩展网络灵活性，控制网络流量，并具有提供动态波长，自动恢复波长等功能。大多数可调谐激光器具有覆盖波长范围宽、较高的边模抑制比、带有波长锁定功能和适于实用化的封装技术，同时可调谐激光器内部均带有控制电路，便于控制使用。因此从技术角度看可调谐激光器的发展日益成熟，已达到可以替代传统激光器。

可调谐闪耀光栅外腔半导体激光器利用闪耀光栅将部分输出光反馈回有源区，通过旋转闪耀光栅来实现对波长的调谐。通过反馈光与有源区内光场之间的有效相互作用，可以降低激光器噪音、压窄激光器线宽、增大波长调谐范围、输出纯净、连续的光束。外腔半导体激光器克服了普通半导体激光器谱线宽、频率稳定性差的缺点，且它效率高，寿命长、频率稳定、波长调谐范围宽。

可调谐外腔半导体激光器可广泛应用于光通信、光外差传感、高分辨率光谱测量、光波器件测量、计量检测、光电检测、大气环境、水质检测等领域。对于实验室，可以利用可调谐激光器模拟整个波段的单波光源进行相关的实验等。

但是，由于要加入外部移动部件，所以其制造比较复杂，体积相对较大，机械稳定性不高，波长的调节精度不高、调节速度也比较慢、调谐范围有限等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种闪耀光栅外腔半导体激光器及其准直方法，本发明可以通过改变PZT的调制电压来改变有效腔长，从而实现了外腔半导体激光器的快速、大范围、高精度的调谐。

本发明提供一种闪耀光栅外腔半导体激光器，包括：

一激光器；

一自聚焦透镜，该自聚焦透镜位于激光器的光路上；

一压电陶瓷，该压电陶瓷位于自聚焦透镜之后的激光器的光路上，在压电陶瓷的表面缠绕有光纤；

一准直透镜，该准直透镜位于压电陶瓷之后的激光器的光路上；

一闪耀光栅，该闪耀光栅呈一预定角度位于准直透镜之后的激光器的光路上；

一控制模块，该控制模块与压电陶瓷上的光纤连接。

其中激光器为单端输出的半导体激光器。

其中光纤的芯径为大于50微米，长度大于30毫米。

其中准直透镜为非球面准直透镜，所述光纤的输出端在非球面准直透镜的物方焦点处。

本发明提供一种闪耀光栅外腔半导体激光器的准直方法，该方法是使用前述的闪耀光栅外腔半导体激光器，包括如下步骤：

步骤1：将一激光器发出的光，通过自聚焦透镜耦合进入光纤中；

步骤2：通过光波在光纤内进行传输，经过光纤内壁的无规律的全反射前进，经过光纤的传输后，输出为均匀的圆形光斑；

步骤3：将输出的圆形光斑，经过准直透镜变为强度均匀的平行光；

步骤4：闪耀光栅接收经过准直透镜发出的均匀平行光，将1级衍射光沿入射光路反馈至准直系统，将0级光输出；

步骤5：通过调节压电陶瓷的控制模块来改变压电陶瓷两端的电压，从而使外腔激光器的有效腔长改变，从而实现对外腔激光器的波长调谐。

其中激光器为单端输出的半导体激光器。

其中所述使用自聚焦透镜将半导体激光器发射的光束会聚到光纤。

其中光纤的芯径为大于50微米，长度大于30毫米。

其中准直透镜为非球面透镜，所述光纤输出端在非球面准直透镜的后方焦点处。

其中光纤有规律的缠绕在空心的圆柱形压电陶瓷上。

本发明的有益效果是：

本发明提供的闪耀光栅外腔半导体激光器及其准直方法，其可通过改变PZT的调制电压来改变有效腔长，实现了外腔半导体激光器的快速、大范围、高精度的调谐。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是本发明的闪耀光栅外腔半导体激光器的结构示意图。

图2是本发明的闪耀光栅外腔半导体激光器的调谐方法的简化外腔结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明提供一种闪耀光栅外腔半导体激光器，包括：

一激光器1，该激光器1为单端输出的半导体激光器；