[发明专利]一种外腔激光器

说明书

本申请提供一种外腔可调谐激光器，该外腔激光器包括至少两个激光源，可发射不同参数的激光；与所述激光源对应的准直系统，可调节激光的传播方向保证激光的沿设定路径发射；对应于所述激光源的光调整部，其包括至少两个调整面，可通过反射或衍射方式调整所述至少两束激光，形成至少两束窄线宽的激光；所述光调整部可对所述至少两束激光频率变化率同时调整，如此，实现了即使被探测物与探测设备之间具有一定的相对运动速度，系统也能高效快速准确地获得被探测物的距离信息。

技术领域

本申请涉及激光器技术领域，特别涉及一种外腔可调谐激光器。

背景技术

半导体激光器就是将载流子注入激光器的有源层，实现粒子数反转，通过谐振腔实现光子共振。载流子的注入主要有电注入和光注入两种方案，其中电注入通过pin结构，将电子注入有源区的导带，空穴注入价带，也称为激光二极管(LD：laser diode)；光注入就是用外来的光源(主要是激光)，将电子从有缘区的价带激发至导带。

半导体很容易做成光子和载流子限制结构，如量子阱、谐振腔，容易实现粒子数反转和光子共振，因此半导体常用来形成激光器发光元件，其具有成本低、体积小、寿命长、并为电注入方式。

在半导体激光器中谐振腔作为重要组成部分，通常被分为外腔和内腔两种，所谓外腔型指将谐振腔延伸至器件外面，用光学反射镜面实现。

外腔通常用于将从诸如具有预定贷款的激光二极管的光源发射的单个波长的光转化为特定波长的光，外腔激光器包含了两种典型的结构Littman-Metcalf型和Littrow型，在测距领域利用这种外腔型激光器可以极大程度降低其他设备或者其他激光器的干扰，实现精确测距的效果。

在使用调频连续光相干探测的技术进行测距的时候，为了抵消多普勒效应，需要分别得到频率在上升期间和下降期间本振光和信号光的干涉得到的拍频。当被测目标与光源有一定的距离时，回波(信号光)与本地光源(本振光)会产生的一定的频率差，为二者的拍频。此处记信号光频率为f_S，本振光频率为f_L，则可以得到拍频Δf＝|f_S-f_L|。如图1(为使用调频光测距时，本振光、信号光、和拍频随时间变化的关系)所示，为f_S，f_L，和Δf随时间的变化关系，图中I线和II线分别表示本振光和信号光的频率f_L和f_S，III线为拍频的频率Δf。

拍频频率与距离的关系为：

其中Δf为本振光和信号光干涉后的拍频，B_f为调频光的调频带宽，即光源频率可以调整的范围。f_M为调频光调制频率，表示调频光一秒之内可以完成多少次调频回到初始频率，c为测距介质中光速，D为测距目标与测距设备之间的距离。

然而当测距设备和目标之间具有一定相对速度，产生的多普勒频移会影响测距结果。拍频频率从Δf变为Δf±f_d在计算中会引入一个两者相对速度影响下的偏移量，在这种情况下发射的光将携带距离和速度两种信息，当需要获得距离和/或速度信息时必须获得上述偏移量，这将严重影响测距效率，为了解决这种在测距过程中设备和目标之间具有一定相对速度的影响的现象，本发明提出了一种可以适应性的测距和/或测速设备。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种外腔激光器，以解决现有的测距和/或测速设备和目标之间具有一定相对速度时效率很低的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例提供了外腔可调谐激光器，包括：至少两个激光源，可发射不同参数的激光；