本发明专利技术提供一种基于低相干技术的低偏振半导体激光器的制备方法，首先用射频范围的频率产生交变电流AC；再将将一直流电流DC与所述交变电流AC叠加后经半导体激光器产生低简并度光子，该低简并度光子经半导体激光器内谐振腔光放大形成低相干性的宽带激光束；然后将部分所述宽带激光束导入光探测器，产生电子反馈信号，以保持所述半导体激光器处于瞬态或非稳态模模式；最后将剩余所述宽带激光束退偏后形成低相干性的、低偏振的激光。本发明专利技术还提供由上述方法制备的低偏振半导体激光器。通过本发明专利技术低偏振半导体激光器产生的激光具有高强度，低相干，低偏振的特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用基于射频(RF)调制驱动电流来降低半导体激光器相干长度技术的低偏振半导体激光器及其制备方法，属于半导体激光器领域及退偏器领域。
技术介绍
随着在偏振光对光学仪器测量精度、光通信系统质量及传感器精度所产生影响的深入研究，对于具有低相干技术的低偏振半导体激光器在众多相关领域有着迫切需求。一般的光电探测器由于具有一定的晶格方向、如光电倍增管，普遍存在偏振敏感性。如在生物成像领域，不同生物组织对于光的偏振有不同的作用效果，而高偏振光源在生物成像的过程中会带来额外噪声；如在光纤传感领域中，与偏振态相关的相位很容易受外界环境因素干扰，导致产生一个相应的随机变化相位，并叠加到有用的相位信号中，在信号检测中形成衰落，从而对光纤传感器的精度造成影响。现有技术在有效降低光源的偏振性、以减少甚至消除偏振光对光学系统产生影响的解决方案中，可利用纤维光学特性制成各种退偏器件，如广泛应用的偏振复用退偏器和相位消相关退偏器。其中，偏振复用退偏器可同时满足低偏振和功率迭加性能，但也存在如下缺点：一是需要依赖于两台激光器的功率平衡，而且不能确保在此激光器的工作寿命范围内持续性有低偏振（DOP<10%）；另一即使一台激光器已经可以满足使用所需的功率要求，但是还是需要两台激光器满足上述功率平衡。而相位消相关退偏器虽然可对一台或者数台激光器同时退偏、并可具备低偏振特性，但是存在较高功率损耗和成本高昂等缺点。与上述退偏器相比，现有技术在降低光源偏振性、消除偏振光不利影响的另一解决方案是近年来同样得到了广泛应用的Lyot型退偏器，该Lyot退偏器具有低损耗和高可靠性等优点，但是其退偏性能直接依赖于激光器的光谱特性，主要适用于对白光的退片。同时由于激光器固有的高相干性，使得Lyot退偏器难以取得满意的退偏效果，除非使用很长的高双折射光纤或者很长的晶体。例如，要使谱宽为100MHz 的激光退偏，假设快、慢轴之间的延时差速度大约是5ns/km，就需要2km的高双折射率保偏光纤，以此，Lyot型退偏器不适合对窄宽光源退偏，其应用范围较为局限。从所周知，Lyot型退偏器对激光退偏时，此激光器必须有足够短的相干长度，可利用光纤布拉格光栅（FBG）技术降低激光器固有的高相干性，具体是激光器始终保持多纵模振荡，并且每个纵模的线宽可以加宽至几个GHZ数量级，两者因素使得激光器的相干长度大为降低（降低2个数量级以上）。该技术不仅可使半导体激光器的输出波长稳定，而且可诱使激光器在 “相干淬灭”的状态下稳定工作，但是利用上述“相干淬灭”的Lyot型退偏器存在很大的局限性：首先，低偏振稳定性会受到相干淬灭固有的混沌特性所制约，在某些情况下，激光器有可能在“双稳态”相干淬灭和外腔共振状态下轮换工作，而这种模式转换是无序随机，不可预见的，如果激光器工作在外腔共振情况下，激光器的相干特性会进一步加强，即相干长度会再次加长，这会使Lyot型退偏器效能大大降低；其次，“相干淬灭型”激光器必须与FBG相匹配，对与空间耦合型的激光器不适用；最后，由于对激光器纵模结构的依赖，对于单纵模类型具有高边模抑制比（SMSR）的半导体激光器，相干“淬灭状态”难以实现。以上，虽然目前Lyot型退偏器已经对低相干性光源（例如SLD或者LED）取得了低偏振，但是此类光源的低光学强度特性并不满足诸多应用领域的要求。因此，一种低偏振、低相干、高光学强度、高可靠性，且低成本及小型化功能的半导体激光器，是一个具有重要实际意义的研究方向，以便与其产生的光源在众多新兴领域得到广泛的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的不足，提出的一种基于低相干技术的低偏振半导体激光器及其制备方法，具体是一种采用基于射频(RF)调制驱动电流来降低半导体激光器相干长度技术的低偏振半导体激光器及其制备方法。本专利技术目的通过下属技术方案实现：本专利技术揭示的一种基于低相干技术的低偏振半导体激光器的制备方法，包括如下步骤：①用射频范围的频率产生交变电流AC； ②将一直流电流DC与所述交变电流AC叠加后经半导体激光器产生低简并度光子，该低简并度光子经半导体激光器内谐振腔光放大形成低相干性的宽带激光束，每个由半导体激光器输出的纵模均得到展宽；③将部分所述宽带激光束导入光探测器，产生实时响应的、反馈至直流电流DC或交变电流AC的电子反馈信号，以保持所述半导体激光器处于瞬态或非稳态模模式；④将剩余所述宽带激光束退偏后形成低相干性的、低偏振的激光。本专利技术方法进一步地，所述光探测器的响应时间大于100ns。本专利技术方法进一步地，其中：所述半导体激光器偏压接近临界值，可表现出多纵模发射。半导体激光器高速率调制导制激光光谱由于瞬态谱现象而加宽。不同的调制指数产生不同的调制深度和加宽光谱。半导体激光器具有广泛而稳定的纵模，而非模式跳跃，并且，每个稳定的纵模都得到了展宽。本专利技术方法进一步地，其中：还包括以下步骤 ：用多个横向模式操作所述半导体激光器，所述横向模式是由射频调制 (RF) 不断扰动的。本专利技术方法进一步地，所述半导体激光器以耦合至单模光纤输出，以改善半导体激光器光斑质量。本专利技术还包括由任意一种上述方法制备的低偏振半导体激光器，包括产生交变电流AC的射频振荡器、产生直流电流DC的直流偏直发生器、将所得到的交变电流AC和直流电流DC叠加形成半导体激光机驱动电流的叠加器；还包括分光器和将经由分光器得到的激光束退偏的退偏器；还包括一自动功率控制系统，所述自动功率控制系统包括将经由分光器得到的激光束转化为电信号反馈至所述直流电流DC或所述交变电流AC的光探测器、和将该电信号放大的反馈放大器。本专利技术低偏振半导体激光器进一步地，包括一光谱、时间和空间稳定性低相干半导体激光器，所述半导体激光器发出从紫外到红外光波长范围的光。本专利技术低偏振半导体激光器进一步地，还包括一分流器，所述分流器经射频信号激活，随时分流所述激光驱动电流而控制半导体激光器的工作状态。本专利技术低偏振半导体激光器进一步地，所述射频振荡器包括放大器和/ 或整流器。所述射频振荡器是一种产生射频重复窄脉冲的脉冲发生器 ；所述直流电源产生在工作电流水平的直流偏压，并由自动功率控制系统调制。所述射频信号为正弦波，扭曲正弦波，整流正弦波或者任何一种非正弦波。优选的，上述一种低偏振半导体激光器，其中：所述自动功率控制系统还包括光电二极管组件和一个反馈循环 ；所述光电二极管组件包括与一个用于将接收的光信号转换为电信号，具有至少100 ns 的响应时间的光电二极管，以及一个将半导体激光器前端面激光束分裂成两个部分，并提供了其中一部分的激光束至所述光电二极管的分光器 ；所述反馈循环还包括：放大输入光电二极管电信号的反馈放大器，根据半导体激光器输出功率的初始值预定的参考电压和一个比较器，用于与基准的反馈信号比较，并根据比较的结果调整驱动电流直流偏压。 优选的，上述一种低偏振半导体激光器，其中：所述自动功率控制系统还包括：用于设置和维持半导体激光器工作温度的温度控制器 ；一种提供稳定的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于低相干技术的低偏振半导体激光器的制备方法，其特征在于包括如下步骤：①用射频范围的频率产生交变电流AC； ②将一直流电流DC与所述交变电流AC叠加后经半导体激光器产生低简并度光子，该低简并度光子经半导体激光器内谐振腔光放大形成低相干性的宽带激光束，每个由半导体激光器输出的纵模均得到展宽；③将部分所述宽带激光束导入光探测器，产生实时响应的、反馈至直流电流DC或交变电流AC的电子反馈信号，以保持所述半导体激光器处于瞬态或非稳态模模式；④将剩余所述宽带激光束退偏后形成低相干性的、低偏振的激光。
【技术特征摘要】
1.一种基于低相干技术的低偏振半导体激光器的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
①用射频范围的频率产生交变电流AC；
②将一直流电流DC与所述交变电流AC叠加后经半导体激光器产生低简并度光子，该低简并度光子经半导体激光器内谐振腔光放大形成低相干性的宽带激光束，每个由半导体激光器输出的纵模均得到展宽；
③将部分所述宽带激光束导入光探测器，产生实时响应的、反馈至直流电流DC或交变电流AC的电子反馈信号，以保持所述半导体激光器处于瞬态或非稳态模模式；
④将剩余所述宽带激光束退偏后形成低相干性的、低偏振的激光。
2.根据权利要求1所述的基于低相干技术的低偏振半导体激光器的制备方法，其特征在于：所述光探测器的响应时间大于100 ns。
3.根据权利要求1所述的基于低相干技术的低偏振半导体激光器的制备方法，其特征在于：所述半导体激光器为多纵模输出的半导体激光器，其偏压接近临界值。
4.根据权利要求1所述的基于低相干技术的低偏振半导体激光器的制备方法，其特征在于：还包括用多个横向模式操作所述半导体激光器的步骤，所述横向模式是由射频调制不断扰动的。
5.根据权利要求1所述的基于低相干技术的低偏振半导体激光器的制备方法，其特征在于：所述半导体激光器以耦合至单模光纤输出，以改善半导体激光器光斑质量。
6.根据权利要求1至5任意一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱金通，吕少平，罗宁一，
申请(专利权)人：维林光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。