[实用新型]高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置

权利要求书

1.高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：包括半导体激光阵列、光束整形系统、部分反射镜和色散光学元件；

半导体激光阵列包括呈一维阵列分布的n根巴条，依次分别为第1巴条、第2巴条…第n巴条，n≥2；各巴条发射出的激光分别依次输入对应的光束整形系统和部分反射镜，与第1巴条、第2巴条…第n巴条对应的部分反射镜分别为第1部分反射镜、第2部分发射镜……第n部分发射镜，n个部分反射镜呈一维阵列分布，n个部分反射镜的发射光路在同一直线上；色散光学元件设置在第n部分反射镜的反射光路上。

2.根据权利要求1所述的高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：n束激光分别经对应的光束整形系统进行准直，实现激光束的平行输出；从各光束整形系统输出的平行激光束分别入射到对应的部分反射镜，各激光束中的一部分光被各自对应部分反射镜反射后又依次经反射光路后续的其他部分反射镜反射并最终入射至色散光学元件，各激光束中的另一部分光经部分反射镜透射出去，透射光则为半导体的最终输出激光；色散光学元件的衍射光沿原路返回，经由各部分反射镜的反射分别再次入射至半导体激光阵列的每一根巴条内，各巴条以及各巴条对应的光束整形系统以及部分反光镜与色散光学元件一起形成外腔结构。

3.根据权利要求1所述的高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：所述半导体激光阵列中的n根巴条采用垂直堆叠或者水平堆叠的方式排列，各巴条之间的间距相等；

n根巴条采用垂直堆叠，那么从上到下，依次为第1巴条，第2巴条……第n巴条，n组光束整形系统以及n个部分反射镜同样的均从上至下依次排列成一维阵列。

4.根据权利要求1所述的高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：所述半导体激光阵列中的n根巴条采用水平堆叠的方式排列，各巴条之间的间距相等；

n根巴条采用水平堆叠，那么从左到右，依次为第1巴条，第2巴条……第n巴条，n组光束整形系统以及n个部分反射镜同样的均从左到右依次排列成一维阵列。

5.根据权利要求1所述的高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：各部分反射镜的反射率R_i按照R_i＝1/i,i＝1,2...n进行分配，即第1部分反射镜的反射率R₁为100％，第2部分反射镜的反射率为50％，第3部分反射镜的反射率为33％，……，第n部分反射镜的反射率为1/n。

6.根据权利要求1所述的高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：所述光束整形系统为快轴准直透镜和慢轴准直透镜的组合，各巴条发射出的激光分别经过快轴准直透镜和慢轴准直透镜进行光束整形后实现准直输出。

7.根据权利要求1所述的高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：所述光束整形系统为光束扭转系统和柱透镜的组合，各巴条发射出的激光分别经过光束扭转系统和柱透镜进行光束整形后实现准直输出。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：所述光束整形系统中还包括用于校正“笑脸效应”的相位矫正光学元件。

9.根据权利要求1所述的高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：所述色散光学元件为具有高衍射效率和窄带光谱衍射能力的光学元件，色散光学元件为体光栅或面光栅。

10.根据权利要求8所述的高功率半导体激光阵列波长锁定与线宽压缩装置，其特征在于：所述色散光学元件为体光栅，体光栅的衍射中心波长与半导体激光器自由运转波长偏差在±5nm以内，体光栅的衍射效率为5～99.9％，体光栅的衍射光谱带宽为0.03～1nm，体光栅的光栅厚度为0.3～30mm；体光栅的温控方式为加热或者制冷，温控元件为电阻或者TEC。