[发明专利]一种大功率混沌半导体激光发生装置

说明书

本发明一种大功率混沌半导体激光发生装置及其发生方法，属于大功率混沌半导体激光发生装置技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种大功率混沌半导体激光发生装置结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括用于产生大功率激光的相干阵列激光发生器，所述相干阵列激光发生器的内部设置有激光发生芯片，还包括用于对相干阵列激光发生器发射激光束的垂直发散角进行压缩的柱面透镜、用于将相干阵列激光发生器所发射激光束的旁瓣光束反射回相干阵列激光发生器内部的球面反射镜，所述相干阵列激光发生器中的激光发生芯片接收到反射光束后，相干阵列激光发生器工作处于混沌状态；本发明应用于大功率混沌半导体激光发生装置。

技术领域

本发明一种大功率混沌半导体激光发生装置，属于大功率混沌半导体激光发生装置技术领域。

背景技术

混沌激光具有类噪声、宽频谱、δ型自相关性等特点，在激光雷达、随机密钥产生、保密通信和光纤传感等领域具有重要应用前景，尤其是激光雷达领域，基于混沌激光的混沌激光雷达具有天然的抗干扰特性，对于未来无人驾驶技术的安全性，具有重要保障作用；2001年K. Myneni等人首先利用光反馈半导体激光器产生的混沌激光脉冲序列作为探测信号实现了目标距离的测量，2004年Lin Fan yi等人提出用连续波混沌激光测距的方法。

混沌激光测距的性能，如分辨率、抗干扰能力、测量距离等都与混沌激光的混沌状态密切相关，目前阻碍混沌激光雷达实际应用的最主要因素在于雷达探测距离有限，无法满足高速无人驾驶技术需求，而限制混沌激光雷达探测距离的一个重要原因在于，混沌激光源功率较小，一般只有数十兆瓦，导致在进行长距离工作时回波信号太弱而无法被探测。

实现大功率混沌激光源的基本方法是：通过外部扰动使大功率激光器进入混沌状态，然而大功率的半导体激光器往往具有宽的增益区，从而导致多横模工作，使激光器输出光束分散为多光束，难以进行准直或耦合处理，因而难以实现高功率的混沌激光输出，同时多光束远场也不适于长距离工作；因此适用于激光雷达应用的大功率混沌激光光源仍然缺失，目前关于混沌激光雷达的研究工作仍然采用功率较小的混沌激光光源，其发射激光的准直性和传输距离均不能令人满意。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种大功率混沌半导体激光发生装置结构的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种大功率混沌半导体激光发生装置，包括用于产生大功率激光的相干阵列激光发生器，所述相干阵列激光发生器的内部设置有激光发生芯片，还包括用于对相干阵列激光发生器发射激光束的垂直发散角进行压缩的柱面透镜、用于将相干阵列激光发生器所发射激光束的旁瓣光束反射回相干阵列激光发生器内部的球面反射镜，所述相干阵列激光发生器中的激光发生芯片接收到反射光束后，相干阵列激光发生器工作处于混沌状态；

所述球面反射镜的中心位置开有通孔，在通孔处设置有用于对相干阵列激光发生器所发射的主瓣激光束进行准直的准直透镜；

所述柱面透镜具体为平凸柱面透镜，所述相干阵列激光发生器设置在柱面透镜的凸面一侧，所述柱面透镜的平面一侧正对球面反射镜的中心位置设置。

所述相干阵列激光发生器的内部设置有激光器外延片，所述激光器外延片具体为中间塔尔博特滤波的五单元激光器阵列结构；

所述五单元激光器具体为同相位相干工作，输出光束的能量主要分布在水平光束的三瓣光束上。

所述相干阵列激光发生器内部使用的芯片为信号转换芯片，所述信号转换芯片的型号为GP9303。