[发明专利]一种外腔式半导体激光器结构

说明书

本发明涉及一种外腔式半导体激光器结构，包括激光二极管固定片、透镜安装基座、套管、可调节套筒基座、L型支架、光栅固定基座、反射镜固定基座、外壳、热沉和底座；激光二极管固定片通过螺纹结构实现激光二极管与透镜安装基座的固定。透镜安装基座实现激光二极管与准直透镜同轴。可调节基座用于安装激光头和固定热沉。光栅固定基座用于光栅固定，并与L型支架固定实现外腔长调节。热沉为激光器各器部件提供支撑和安装基准。外壳和底座构成屏蔽腔，将激光器内外环境隔离开来。本发明各个组件布局合理、紧凑，结构稳定，减小了体积，减轻了重量，降低了成本，解决了外腔式半导体激光器结构复杂、不易拆装的问题，具有重要的工程实用价值。

技术领域

本发明涉及一种外腔式半导体激光器结构，特别是一种各个组件布局合理、紧凑，减小了激光器体积、重量和成本，解决了外腔式半导体激光器结构复杂、不易拆装的问题，该结构可用于压窄线宽、提高激光器的可调谐性。

背景技术

80年代以来，激光器在光学以及原子实验中被广泛应用，随着实验的应用，要求的提高，对激光器体积小、重量轻、寿命长、功耗低、可靠性高的需求也越来越迫切。

目前试验中使用的激光器存在一定的缺陷，主要由于激光管的频率对于温度和输入电流的变化十分敏感，现有的半导体空腔较短，导致现有激光器线宽很大并且不利于调谐。另外，现有的激光器结构不具备频率调谐的光反馈机制，只适用于成本较高、工艺较复杂的分布反馈式半导体激光器(DBR)或分布式反馈激光器(DFB)，而并不适用于普通激光二极管(PF)，这使得激光器结构复杂，并且实验成本较高。第三，现有激光器结构复杂，缺少屏蔽外壳，无法满足各类环境条件的实验需求。总之，现有的半导体激光器的结构形式使得激光器体积庞大，组装过程复杂，且没有外壳，不利于半导体激光器精度的提高和进一步小型化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有半导体激光器技术的不足，提供一种组件布局合理、结构紧凑的外腔式半导体激光器结构，减小了体积和重量，解决了半导体激光器的安装基准问题，采用热沉和屏蔽外壳的组合减少内部环境受外部环境变化的干扰，提高半导体激光器的精度。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种外腔式半导体激光器结构，包括激光二极管安装架、透镜安装基座、套管、可调节套筒基座、L型支架、光栅固定基座、反射镜固定基座、外壳、热沉和底座。非球面准直透镜与激光光源通过透镜安装基座实现同轴定位，并通过螺钉与套管国定；套管通过锁紧螺母紧固在可调节套管基座上。可调节套筒基座与热沉在结构上是分立的，之间通过控温材料隔离，并通过螺钉连接成一个整体，所述结构隔离热沉温度变化对主结构的影响。套管基座通过热沉上的两个定位间隙槽实现定位，并用螺钉紧固在底座上。热沉和外壳均安装在底座上，底座位于激光器结构的最底部，与外壳实现激光器结构与外界环境的隔离。

进一步地，所述结构具有封闭结构，由热沉、底座和外壳形成一个封闭空间使激光器主结构与外部空间隔离，屏蔽外界振动对主结构模态振型的影响。

进一步地，所述套管通过端部和侧面的螺纹安装在可调节套筒基座上，并通过相互之间的配合实现定位。反射式全息光栅与楔形固定块通过压电芯片连接，调节套筒基座上的旋钮可实现闪耀光栅角度的调节，使通过准直透镜后的激光按照固定模态照射在闪耀光栅中心，并在实验中可通过改变压电芯片上的负载电压实现外腔腔长的调节整体部件通过调节套筒。

进一步地，所述反射镜安装基座用于安装反射镜，使经过光栅的零级光再一次被反射这样在调节腔长时能够实现出射光平移变动而不是转动，保证输出光的稳定性。

进一步地，所述L型支架通过螺纹结构与可调节套筒基座进行连接，可调节套筒基座上的调节旋钮通过弹簧结构可改变L型支架的竖直与水平方向上的偏角。

进一步地，所述的可调节套筒基座与热沉在结构上是分立的，之间通过半导体制冷器隔离，并通过螺钉连接成一个整体，所述结构隔离热沉温度变化对主结构的影响。

本发明与现有技术相比的优点在于：