[发明专利]谐振腔、激光器和激光雷达

说明书

一种谐振腔、激光器和激光雷达，所述谐振腔包括：增益芯片，所述增益芯片具有光线出射的输出面；光纤光栅，所述光纤光栅位于所述输出面一侧，所述光纤光栅包括第一光栅，所述第一光栅具有多个第一栅条，相邻所述第一栅条之间具有第一间隔；第二光栅，所述第二光栅具有多个第二栅条，相邻所述第二栅条之间具有第二间隔；所述第二栅条位于所述第一间隔中，所述第一间隔与所述第二间隔不等。本发明技术方案能够缩短外腔腔长，减小各外腔腔长差。

技术领域

本发明涉及激光器领域，特别涉及一种谐振腔、激光器和激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种常用的测距传感器，具有探测距离远、分辨率高、受环境干扰小等特点，广泛应用于智能机器人、无人机、无人驾驶等领域。近年来，自动驾驶技术发展迅速，激光雷达作为其距离感知的核心传感器，已不可或缺。激光器，作为激光雷达核心部件之一，其性能的好坏对激光雷达的性能有着的很大的影响。

外腔半导体激光器是由半导体激光器芯片和平面镜、法布里-珀罗(Fabry–Pérot)标准具或光栅等外腔反馈元件构成的。外腔半导体激光器具有许多其他类型激光器所无法比拟的优良特性，如输出光谱线宽窄、波长可调谐宽、可产生超短脉冲输出及实现高频幅度的调制等。但是由于光栅和反射镜的体积庞大、价格高，与半导体激光芯片封装工艺复杂，作为外腔结构反馈元件又有诸多缺点。

随着光纤光栅制作技术的不断进步，人们将普通半导体激光器(增益)芯片的一端面上镀增透膜，另一端面镀高反膜，增益芯片与光纤光栅形成外腔半导体激光器，这样解决了分离反馈元件与半导体激光器、光纤耦合封装的问题。

光纤光栅半导体外腔激光器具有极窄的输出线宽和良好的动态单模特性。多波长半导体激光器在密集型光波复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)系统、全光网络系统、激光雷达系统、精密测量等领域具有广泛的应用。为了简化系统设计，人们希望用一个能发射多个波长的激光器替代多个激光器光谱合束的方案，基于布拉格(Bragg)光纤光栅的多波长半导体外腔激光器受到广泛关注。

但是即使采用布拉格光纤光栅，多波长半导体外腔激光器依旧存在外腔腔长长，封装困难，以及各外腔腔长相差很大，对于超短脉冲工作的多波长半导体外腔激光器来说是致命的。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种谐振腔、激光器和激光雷达，以克服多波长外腔激光器腔长过长封装困难的问题，又解决了各个外腔腔长相差很大，不利于超短脉冲工作的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种谐振腔，包括：

增益芯片，所述增益芯片具有光线出射的输出面；光纤光栅，所述光纤光栅位于所述输出面一侧，所述光纤光栅包括第一光栅，所述第一光栅具有多个第一栅条，相邻所述第一栅条之间具有第一间隔；第二光栅，所述第二光栅具有多个第二栅条，相邻所述第二栅条之间具有第二间隔；所述第二栅条位于所述第一间隔中，所述第一间隔与所述第二间隔不等。

可选的，所述光纤光栅为布拉格光纤光栅。

可选的，最靠近所述增益芯片的栅条为初始栅条；最靠近所述增益芯片的间隔为初始间隔；

所述第二光栅的初始第二栅条位于所述第一光栅的初始间隔内。

可选的，还包括：第三光栅，所述第三光栅具有多个第三栅条，相邻所述第三栅条之间具有第三间隔；所述第三栅条位于所述第一间隔中，所述第三间隔与所述第一间隔和所述第二间隔均不等。

可选的，还包括：反射膜，所述反射膜与所述光纤光栅相对设置，位于所述增益芯片远离所述光纤光栅的一侧。

可选的，所述增益芯片具有后端面，所述后端面与所述输出面相背设置；所述反射膜位于所述后端面。

可选的，还包括：第一增透膜，所述第一增透膜位于所述输出面。