[发明专利]一种半导体激光器快速稳频方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光稳频技术，属于光电子技术领域。

背景技术

根据现有技术可以得知，目前激光器的输出一般都不是稳定的，也即其输出的激光波长会随着时间变化，而在很多时候，实际的应用中往往需要稳定波长的输出，为了获得稳定的波长输出，一般都会使用稳频装置进行稳频。其中附图1示出了激光谐振腔内所形成稳定谐振的波长需要满足2nL=mλ，其中L为谐振腔的腔长，n为激光增益介质的折射率(或者称为谐振腔内的平均折射率)，λ为所能形成稳定振荡的激光波长，也即要求2倍的腔长光程等于波长的整数倍，根据上面的公式可以得到并且由于c=λf，可以得出：那么在激光谐振腔内能够形成稳定谐振的激光频率为具有均匀间隔的多个，如图2所示，由于每种激光增益介质都具有各自的增益曲线，如果正好有一个谐振频率处于增益曲线的最大值处，并且两侧的频率又相隔比较远，那么在此处即可形成比较稳定的谐振，但是如果出现如图3所示的情况，在增益曲线的中心部分存在多个频率，那么在此处就存在多个频率竞争，此处形成稳定谐振的概率就比较小，其中最可能形成稳定振荡的就是最靠近增益谱线中线的那个频率，同时，由于外界温度或者震动等因素的影响，谐振腔的腔长也会发生微小的改变，这种改变包括变长和变短，腔长的变化会导致谐振波长的移动，谐振波长移动之后就可能使得正在稳定振荡的波长变得相对于另外一个波长来说远离增益介质的增益光谱中心，那么此时能够形成稳定振荡的就会变成另外一个波长，现有技术中为了形成稳定的输出，一般都使用反馈装置，也即使用一个监测装置监测激光束的输出波长，当激光器的输出波长变长的时候就会调节腔长，使得腔长变短，从而使得输出的波长变短，也即回到原来的波长，反之，当输出的波长变短的时候就延长腔长，从而使得回到原来的波长，调节腔长的办法有很多种，其中最常用的一个方式就是使用压电陶瓷来调节其中一个腔反射镜的位置，这些均属于本领域公知的，此处不再赘述，但是现有的这种调节方式存在着诸多问题，问题之一就是调节时间长，过程慢，因为不管腔长变化了多少，都要按照相反的效应来移动反射镜，反射镜移动快了很容易就会将原来的谐振频率错过去，慢了就使得整个调节过程变得漫长，特别当错过距离最近的那个合适点时，需要至少移动一个波长才能再次找到原来的频率点，浪费时间更长，本发明正是针对该问题而提出来的，寻找一种快速的稳频调节方式。

发明内容

本发明为解决上述的技术问题而提出了一种针对半导体激光器的快速稳频装置。

本发明包括：

一种半导体激光器的快速稳频的方法，其特征在于：使用反馈装置使得激光器的频率得到稳定，其中采用反馈装置监测到的腔长变化信息来驱动压电陶瓷的移动来补偿腔长的变化，所述的压电陶瓷上安装有谐振腔的反射镜，该半导体激光器的增益介质的压电陶瓷侧的端面上镀有激光波长的增透膜，该激光器的谐振腔形成在所述的反射镜和增益介质的另外一个端面之间。

具体的稳频方法如下：

步骤一、首先判断是否成立，其中电压V为反馈装置检测激光器输出波长变化后为了补偿腔长变化而需要给压电陶瓷施加的电压，压电陶瓷移动时对应的电压的正值为V₁，其中λ为激光器的输出波长，n为谐振腔的平均折射率，如果成立执行步骤二，如果不成立执行步骤三；

步骤二、压电陶瓷的移动方向与腔长的变化方向相反，也即如果反馈装置检测到的是腔长变长了，则压电陶瓷的移动方向使得腔长变短，反之，如果反馈装置检测到的是腔长变短了，则压电陶瓷的移动方向使得腔长变长，并且此时压电陶瓷所施加的最大电压的绝对值应小于

步骤三、压电陶瓷的移动方向与原来腔长变化的方向一致，也即如果反馈装置检测到的是腔长变长了，则压电陶瓷的移动方向使得腔长继续变长，反之，如果反馈装置检测到的是腔长变短了，则压电陶瓷的移动方向使得腔长继续变短，并且此时压电陶瓷所施加的最大电压的绝对值应小于等于

步骤四、在步骤二或步骤三中，如果首次将压电陶瓷的电压施加到最大值后仍然没有找到原来的频率点，则应当逐步降低所施加的电压向回进行搜索，直至寻找到原来的频率点。

附图说明

图1示出了一般的激光器谐振腔内的谐振频率；

图2为当谐振腔的谐振频率与激光增益介质的增益谱线的中心重合的情况；

图3示出了当谐振腔的谐振频率与激光增益介质的增益谱线的中心不重合的情况；

图4示出了腔长变化时对激光输出波长的影响；

图5示出了半导体激光器的谐振腔。

具体实施方式