[发明专利]一种用于半导体激光器稳频的光学F‑P谐振腔

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学F-P谐振腔。

背景技术

半导体激光器体积小、功耗低、波长覆盖范围大、易于调谐和调制，因此，被广泛应用于光通信、光传感等领域。激光器因受到周围环境和自身因素的影响，如激光器内部的材料特性、腔长、载流子浓度、增益、能隙、折射率、温度、机械振动和工作电流等，会导致输出的频率不稳定，而且经常随时间变动。因此，研究激光器的稳频具有十分重要的意义。如果其频率稳定问题能得以改善，将会为半导体激光器开辟更广阔的应用前景。原子或分子其光谱线呈现出比较稳定的性质，受外界因素影响较小。因此，一种比较常用的稳频方法，就是将各种原子或分子谱线作为频率参考，把激光频率锁定到参考频率上从而实现稳频。但是这种稳频系统也存在着一些问题，比如小型化气室的制作不容易实现，并且一致性不好无法大规模生产。小型化气室需要配备加热器和测温器，这样的组合使系统的体积缩小到一定程度时无法再缩小。为了实现更加紧凑型的稳频系统，必须摆脱原子气室的使用，寻找体积更小的频率参考物。

在半导体激光器所用的原子/分子光谱稳频系统中，原子/分子气室是核心的频率参考器件。但是通常情况下，制作微型气室的工艺复杂度高，制作比较困难，且这种气室在工作时需配备加热器及温度传感器。为了避免热传递影响，稳频光路中的其他光学元件不得不与气室保持一定距离，因而光路体积想进一步缩小比较困难。另外，若激光频率产生跳变，这种稳频系统很难将激光频率拉回到原来的中心频率上。对于不同波长的激光，需要制作不同原子/分子的气室，这样的稳频方案显然不具有普适性。

发明内容

本发明要解决在半导体激光器所用的原子/分子光谱稳频系统中，原子/分子气室是核心的频率参考器件。但是通常情况下，制作微型气室的工艺复杂度高，制作比较困难，且这种气室在工作时需配备加热器及温度传感器。为了避免热传递影响，稳频光路中的其他光学元件不得不与气室保持一定距离，因而光路体积想进一步缩小比较困难。另外，若激光频率产生跳变，这种稳频系统很难将激光频率拉回到原来的中心频率上的问题，而提供一种用于半导体激光器稳频的光学F-P谐振腔。

一种用于半导体激光器稳频的光学F-P谐振腔由第一二氧化硅基片、第二二氧化硅基片、第三二氧化硅基片、第四二氧化硅基片、第五二氧化硅基片、第六二氧化硅基片、第七二氧化硅基片组成；

第一二氧化硅基片的下表面设有第二二氧化硅基片，且第一二氧化硅基片与第二二氧化硅基片错位排列，第二二氧化硅基片位于第一二氧化硅基片的右下方；

第二二氧化硅基片的下表面设有第三二氧化硅基片，且第二二氧化硅基片与第三二氧化硅基片错位排列，第三二氧化硅基片位于第二二氧化硅基片的左下方；

第三二氧化硅基片的下表面设有第四二氧化硅基片，且第三二氧化硅基片与第四二氧化硅基片错位排列，第四二氧化硅基片位于第三二氧化硅基片的左下方；

第四二氧化硅基片的下表面设有第五二氧化硅基片，且第四二氧化硅基片与第五二氧化硅基片错位排列，第五二氧化硅基片位于第四二氧化硅基片的左下方，第五二氧化硅基片的左端面与第一二氧化硅基片的左端面为同一平面；

第五二氧化硅基片的下表面设有第六二氧化硅基片，且第五二氧化硅基片与第六二氧化硅基片错位排列，第六二氧化硅基片位于第五二氧化硅基片的右下方，第六二氧化硅基片的右端面与第二二氧化硅基片的右端面为同一平面；

第一二氧化硅基片、第二二氧化硅基片、第三二氧化硅基片、第四二氧化硅基片、第五二氧化硅基片、第六二氧化硅基片堆叠形成F-P谐振腔；

第七二氧化硅基片密封F-P谐振腔，且密封后的F-P谐振腔内所有表面镀有反射膜。

本发明的有益效果是：

为了解决现有所存在的问题，本发明提出了使用一种厚度很小的光学F-P谐振腔作为激光稳频的器件，利用其透射峰中心频率作为激光稳频的参考频率。该光学F-P谐振腔具有多个不同腔长的子谐振腔，可以适配不同输出波长的半导体激光器；该光学F-P谐振腔由多个超薄二氧化硅基片堆叠而成，体积小，可以缩小光路体积；该光学F-P谐振腔无需加热，降低了稳频系统的功耗；该光学F-P谐振腔无需加热，可以与稳频光路中的其他冷光学元件直接胶合，提高了稳频光路的集成度。

本发明提供一种用于半导体激光器稳频的光学F-P谐振腔，若使用该谐振腔替换传统的原子/分子气室，则不但能够有效解决典型的原子/分子光谱稳频法适用波长范围小、兼容性不高的问题，而且能够缩小现有的激光稳频系统体积、降低激光稳频系统的功耗。本发明具有体积小、结构简单、装配简单、波长适用性高的特点。