[发明专利]一种蓝光半导体外腔反馈自适应调节的窄线宽压缩装置

说明书

本发明公开一种蓝光半导体外腔反馈自适应调节的窄线宽压缩装置。该装置包括：准直系统、反射阵列、线宽压缩系统和检测反馈系统；准直系统包括蓝光单管阵列和快慢轴准直镜组；反射阵列将经过快慢轴准直镜组后输出的蓝光激光束反射后入射到闪耀光栅上；线宽压缩系统包括闪耀光栅和输出耦合镜；闪耀光栅设置在自适应调节架的光栅安置板上；自适应调节架还包括调节柱和定位杆，多方向调整闪耀光栅的俯仰角；输出耦合镜将经过闪耀光栅衍射后的多束蓝光激光束耦合成输出光束；检测反馈系统检测输出光束的功率、波长和线宽，调整自适应调节架从而调整闪耀光栅的俯仰角。实现高功率、窄线宽、可调谐、高稳定性、高光束质量的半导体蓝光输出。

技术领域

本发明属于半导体激光光栅外腔技术领域，更具体地，涉及一种蓝光半导体外腔反馈自适应调节的窄线宽压缩装置。

背景技术

半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核心技术。由于半导体激光器的体积小、结构简单、输入能量低、寿命较长、易于调制以及价格较低廉等优点，使得它目前在光电子领域中应用非常广泛，已受到世界各国的高度重视。但随着人们对光束质量要求的提高，半导体激光器单元输出功率小(30W)、线宽较宽(1nm)、光束质量差(快慢轴光束质量差别大)、功率密度低等缺点导致其很难作为晶体泵浦光源直接应用。因此，如何同时获得高功率、窄线宽、可调谐、高稳定性、高光束质量的半导体激光输出已成为国际上的重大瓶颈技术问题。

近年来，为研究窄线宽的蓝光半导体激光输出，国内外研究人员采用不同光栅作为外腔反馈元件的半导体激光器已有不少报道。相比于分布布拉格反射式(DBR，Distributed Bragg Reflector)和分布反馈式(DFB，Distributed Feed Back)激光器，光栅外腔型半导体激光器的模式简单、频率稳定性高，在激光加工、深紫外倍频、气体探测、大容量信息存储等许多领域都有重要应用。传统的外腔主要分为Littrow和Littman两种结构：Littrow结构使用光栅的一级衍射光为输出光，零级衍射光为反馈光，注入LD有源区，使光栅选出的模式在竞争中获得优势；Littman结构使用光栅的零级衍射光为输出光，一级衍射光通过反射镜打回光栅，再次衍射的一级衍射光是反馈光。

然而，在这两种传统结构中，大多使用全息衍射光栅作为分光反馈器件，而平面反射式全息衍射光栅的抗损伤阈值较低，无法实现高功率蓝光输出，且光束输出过程中容易受到温度，调节误差等因素的影响，输出蓝光稳定性较差。因此，存在现有蓝光单管/阵列光束质量差，以及现有光栅外腔结构使用光栅的抗损伤阈值较低，无法实现高功率蓝光输出且输出光束稳定性较差的问题。

发明内容

针对相关技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种蓝光半导体外腔反馈自适应调节的窄线宽压缩装置，旨在解决现有蓝光单管/阵列光束质量差，以及现有光栅外腔结构使用光栅的抗损伤阈值较低，无法实现高功率蓝光输出且输出光束稳定性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种蓝光半导体外腔反馈自适应调节的窄线宽压缩装置，包括：准直系统、反射阵列、线宽压缩系统和检测反馈系统；

所述准直系统包括蓝光单管阵列和快慢轴准直镜组，所述蓝光单管阵列用于激发等间距等功率的蓝光激光束，所述快慢轴准直镜组用于对所述蓝光激光束进行准直，并减小所述蓝光激光束的发散角；

所述反射阵列用于将经过所述快慢轴准直镜组后输出的蓝光激光束反射后入射到闪耀光栅上；

所述线宽压缩系统包括闪耀光栅和输出耦合镜；所述闪耀光栅用于压缩入射的蓝光激光束的线宽，所述闪耀光栅设置在自适应调节架的光栅安置板上；所述自适应调节架还包括设置在所述光栅安置板四个角的调节柱，以及设置在所述光栅安置板中心的定位杆，所述调节柱和所述定位杆用于多方向调整所述闪耀光栅的俯仰角，以使入射的蓝光激光束的入射角满足所述闪耀光栅的最大效率衍射角度；所述输出耦合镜用于将经过所述闪耀光栅衍射后的多束蓝光激光束耦合成输出光束；