[发明专利]小型化高重复频率锁模半导体薄片激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种锁模半导体薄片激光器领域，具体涉及一种小型化高重复频率锁模半导体薄片激光器。

背景技术

导体薄片激光器具有半导体激光器的优点：波长覆盖了从可见光到近红外的宽广范围，半导体对抽运光的带间跃迁吸收使其吸收带宽很宽，对抽运光的波长漂移不敏感；器件本身效率高、寿命长、体积小等；另一方面，它又具有固体薄片激光器的优点：光束质量十分优良，光抽运可以产生大面积的均匀抽运，因而可以通过增大抽运光斑面积来降低激光器的热效应；在半导体薄片激光器中通过设置可饱和吸收体层，可将连续激光转换成具有一定重复频率的脉冲激光，高重复频率全固态脉冲激光在科研、工业、医学和国防军事等领域具有广泛的应用价值，而一般的锁模半导体薄片激光的结构中，为保证泵浦光斑的均匀性一般垂直入射形成圆斑，泵浦光与激光谐振腔位于增益芯片的同一侧，使得谐振腔的设计及搭建受到限制，造成谐振腔腔长较大，由于谐振腔腔长与锁模脉冲的重复频率成反比，导致锁模脉冲重复频率较低，不能获得较高的重复频率，造成其应用受到限制。

因此，为解决以上问题，需要一种小型化高重复频率锁模半导体薄片激光器，能够使谐振腔的设计及搭建不再受到泵浦光的限制，谐振腔的腔长可以做得很短，锁模脉冲重复频率得到很大提高，同时激光器也变得更加紧凑而小型化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供小型化高重复频率锁模半导体薄片激光器，能够使谐振腔的设计及搭建不再受到泵浦光的限制，谐振腔的腔长可以做得很短，锁模脉冲重复频率得到很大提高，同时激光器也变得更加紧凑而小型化。

本发明的小型化高重复频率锁模半导体薄片激光器，包括增益芯片、光学谐振腔镜组件和泵浦光源，所述光学谐振腔镜组件位于增益芯片前侧并与增益芯片组成V型谐振腔，所述泵浦光源从后侧对增益芯片进行泵浦并通过光学谐振腔镜组件产生锁模脉冲激光。

进一步，所述增益芯片由前到后依次包括量子阱有源区、第一分布布喇格反射层和第一热沉，所述第一分布布喇格反射层为对基频光高反而对泵浦光高透的结构，热沉上设置有用于泵浦光穿过的通光孔。

进一步，所述第一分布布喇格反射层包括依次间隔设置的低折射率层和高折射率层，所述低折射率层由砷化镓制备而成，所述高折射率层由砷化镓掺杂铝后制备而成。

进一步，所述高折射率层中铝按摩尔比占10％-20％。

进一步，所述光学谐振腔镜包括后腔反射镜和耦合输出镜，所述后腔反射镜由后向前依次包括第二分布布喇格反射层、可饱和吸收体层和基片层；所述基质片为由砷化镓材料制备而成的用于压窄基频激光线宽的半导体片，基质片的上、下表面均抛光处理且相互平行，基质片的上表面设置有对基频激光增透的增透膜；所述可饱和吸收体层包括两层砷化镓和设置于两层砷化镓之间的砷化镓铟。

进一步，所述量子阱有源区由多个量子阱单元重叠而成，所述量子阱单元包括两层势垒层和设置于两势垒层之间的量子阱层；所述势垒层和量子阱层分别为砷化镓和砷化镓铟。

进一步，所述增益芯片前侧还设置有窗口层和保护层；所述窗口层为砷化镓铟，所述保护层为砷化镓。

进一步，所述通光孔为锥形孔。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种小型化高重复频率锁模半导体薄片激光器，通过将泵浦光源设置于增益芯片的后侧并从后侧进行光泵浦，可完全避免泵浦光源对谐振腔造成干涉，谐振腔的设计及搭建不再受到泵浦光的限制，谐振腔的腔长可以做得很短，锁模脉冲重复频率得到很大提高，同时激光器也变得更加紧凑而小型化，大大提高其应用范围和激光性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中可饱和吸收体层的结构示意图；

图3为本发明中增益芯片的结构示意图；

图4为基质片对激光器输出进行滤波的原理图。

具体实施方式