多反馈外腔激光二极管阵列制造技术

一种多反馈外腔激光二极管阵列，包括激光二极管阵列，沿该激光二极管阵列的激光输出方向依次设有快轴准直镜、由第一透镜和第二透镜构成的倒望远系统、光栅和位于该光栅的一级衍射光方向的反馈镜，其特征在于所述的反馈镜是由前后错开的有部分重叠的多块小面积的各自反射角度可调的高反射镜构成的对所述的光栅的一级衍射光能进行无遗漏地全部反射的反射镜组合体。本发明专利技术可以大大改善外腔反馈激光二极管阵列由于激光二极管阵列中各发光单元排列弯曲而带来的输出光谱线宽变宽的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种减少外腔反馈激光二极管阵列中，各发光单元的排列弯曲(即排列不完全在一条直线上)对反馈的影响，用四块反射镜提供反馈，可以对每个部分的弯曲来调节反馈镜的角度，尽量使返回到各发光单元的中心波长很接近，从而使输出谱线的线宽变窄。用四块反射镜对二极管阵列提供反馈，相当于将阵列分成四个部分进行反馈，阵列的排列弯曲相当于原来的1/4，因此谱线宽度将会变得很窄。
技术介绍
由于制造过程中的误差，很难使激光二极管阵列中的各发光单元完全排列在一条直线上，而是存在不规则的弯曲。在先技术中，采用单反馈的方法进行压缩光谱线宽的时候，由于阵列中各发光单元排列弯曲，将会带来比较大的影响。由于每个发光单元的光束以不同的角度打到光栅后，因此沿原路返回的反馈光的中心波长不同，导致了不同发光单元窄线宽输出的光谱中心波长不同，二极管阵列的光谱就是各发光单元的光谱叠加的结果，因此二极管阵列的谱线就会加宽。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了改善上述现有的采用单反馈的方法进行压缩激光二极管阵列光谱线宽的缺陷，提供一种多反馈外腔激光二极管阵列，以大大改善外腔反馈激光二极管阵列由于激光二极管阵列中各发光单元排列弯曲而带来的输出光谱线宽变宽的问题。本专利技术的技术解决方案如下一种多反馈外腔激光二极管阵列，包括激光二极管阵列，沿该激光二极管阵列的激光输出方向依次设有快轴准直镜、由第一透镜和第二透镜构成的倒望远系统、光栅和位于该光栅的一级衍射光方向的反馈镜，其特征在于所述的反馈镜是由前后错开的有部分重叠的多块小面积的各自反射角度可调的高反射镜构成的对所述的光栅的一级衍射光能进行无遗漏地全部反射的反射镜组合体。所述的第一透镜和第二透镜均为凸透镜，且第二透镜的焦距为第一透镜焦距的2-8倍。所述的光栅为闪耀光栅。所述的反馈镜是由前后错开的4块小面积的各自反射角度可调的高反射镜构成的。本专利技术的工作情况是激光二极管阵列1的中心波长为808nm，发出的光首先经过一快轴准直镜2，对快轴方向进行准直。快轴准直镜一般为短焦距(焦距小于1mm)的非球面镜，将快轴方向可以准直到衍射极限，大约为1度左右的发散角。经过快轴准直后的光通过由第一透镜和第二透镜构成的倒望远系统，系统的放大倍数取决于第二透镜和第一透镜的焦距的比值。该系统的主要目的是压缩慢轴方向的发散角(约10度)光束通过倒置的望远系统后，慢轴方向的发散角压缩的倍数等于系统的放大倍数。光束经过快轴准直和慢轴压缩后，使光束接近平行的状态打到了闪耀光栅上，该光栅是按利特曼结构放置，光栅的一阶衍射打到反馈镜上，经反馈镜反射后，光束沿原路返回到激光二极管阵列的各个发光单元，继续振荡、放大。闪耀光栅的零阶衍射作为激光输出。外腔中的光学元件快轴准直镜、第一透镜、第二透镜均镀有与激光二极管阵列输出的中心波长相同的增透膜而反馈镜则镀有与激光二极管阵列输出的中心波长相同的高反膜。反馈镜是由多块平面高反镜构成，并前后错开，每块反射镜对激光二极管阵列的部分的发光单元提供反馈。由于激光二极管阵列中每部分的弯曲方向和大小都不一样，用多块反射镜提供反馈，可以针对每个部分的弯曲来调节反馈镜的角度，尽量使返回到各发光单元的中心波长很接近，从而使输出谱线的线宽变窄。本专利技术的技术效果本专利技术将利特曼结构外腔中的单反馈镜改成用多块(例如N块)小面积的高反镜，并前后错开，每块反射镜对激光二极管阵列的1/N发光单元提供反馈。激光二极管阵列中每部分的弯曲方向和大小都不一样，用N块反射镜提供反馈，可以对每个部分的弯曲来调节反馈镜的角度，尽量使返回到各发光单元的中心波长很接近，从而使输出谱线的线宽变窄。附图说明图1为本专利技术多反馈外腔激光二极管阵列一个实施例的光路结构示意图。具体实施例方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。先请参阅图1，图1是本专利技术一个实施例的光路结构示意图，由图可见，本专利技术多反馈外腔激光二极管阵列，包括激光二极管阵列1，沿该激光二极管阵列1的激光输出方向依次设有快轴准直镜2、由第一透镜3和第二透镜4构成的倒望远系统、光栅5和位于该光栅5的一级衍射光方向的反馈镜，其特点是所述的反射镜是由前后错开的有部分重叠的四块小面积的各自反射角度可调的高反射镜6、7、8、9构成的对所述的光栅5的一级衍射光能进行无遗漏地全部反射的反射镜组合体。所述的第一透镜3和第二透镜4均为凸透镜，且第二透镜4的焦距为第一透镜3焦距的2-8倍。所述的光栅5为闪耀光栅。其工作情况是激光二极管阵列1的中心波长为808nm，发出的光首先经过一快轴准直镜2，对快轴方向进行准直。快轴准直镜一般为短焦距(焦距小于1mm)的非球面镜，将快轴方向(图2中的y方向)可以准直到衍射极限，大约为1度左右的发散角。经过快轴准直后的光通过由第一透镜3和第二透镜4构成的倒望远系统，本实施例中，该系统是由一个焦距f1＝50mm、口径D1＝25mm第一透镜3，和一个焦距f2＝200mm、口径D2＝50mm的第二透镜4组成，系统的放大倍数Γ＝4。该系统的主要目的是压缩慢轴方向的发散角(约10度)光束通过倒置的望远系统后，慢轴方向的发散角压缩了4倍。光束经过快轴准直和慢轴压缩后，使光束接近平行的状态打到了闪耀光栅5上，该光栅的栅距是1200线/mm，对800nm的光闪耀。该光栅是按利特曼结构放置，光栅的一阶衍射打到反馈镜上，经反馈镜反射后，光束沿原路返回到激光二极管阵列1的各个发光单元，继续振荡、放大。闪耀光栅5的零阶衍射作为激光输出。外腔中的光学元件快轴准直镜2、第一透镜3、第二透镜4均镀有与激光二极管阵列输出的中心波长相同的增透膜而反馈镜则镀有与激光二极管阵列输出的中心波长相同的高反膜。反馈镜是由四个平面高反镜6、7、8、9构成，并前后错开，每块反射镜对激光二极管阵列1的1/4的发光单元提供反馈。由于激光二极管阵列中每部分的弯曲方向和大小都不一样，用四块反射镜提供反馈，可以针对每个部分的弯曲来调节反馈镜的角度，尽量使返回到各发光单元的中心波长很接近，从而使输出谱线的线宽变窄。用四块反射镜对二极管阵列提供反馈，相当于将阵列分成四个部分进行反馈，激光二极管阵列中，各发光单元排列弯曲，只相当于原来的1/4，因此谱线宽度将会变得更窄。经实验证明，本专利技术可以大大改善外腔反馈激光二极管阵列由于激光二极管阵列中各发光单元排列弯曲而带来的输出光谱线宽变宽的问题。权利要求1.一种多反馈外腔激光二极管阵列，包括激光二极管阵列(1)，沿该激光二极管阵列(1)的输出光束方向依次设有快轴准直镜(2)、由第一透镜(3)和第二透镜(4)构成的倒望远系统、光栅(5)和位于该光栅(5)的一级衍射光方向的反射镜，其特征在于所述的反射镜是由前后错开的有部分重叠的多块小面积的各自反射角度可调的高反射镜(6-9)构成的对所述的光栅(5)的一级衍射光能进行无遗漏地全部反射的反射镜组合体。2.根据权利要求1所述的多反馈外腔激光二极管阵列，其特征在于所述的第一透镜(3)和第二透镜(4)均为凸透镜，且第二透镜(4)的焦距为第一透镜(3)焦距的2-8倍。3.根据权利要求1或2所述的多反馈外腔激光二极管阵列，其特征在于所述的光栅(5)为闪耀光栅。4.根据权利要求3所述的多反馈外腔激光二极管阵列，其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多反馈外腔激光二极管阵列，包括激光二极管阵列（１），沿该激光二极管阵列（１）的输出光束方向依次设有快轴准直镜（２）、由第一透镜（３）和第二透镜（４）构成的倒望远系统、光栅（５）和位于该光栅（５）的一级衍射光方向的反射镜，其特征在于所述的反射镜是由前后错开的有部分重叠的多块小面积的各自反射角度可调的高反射镜（６－９）构成的对所述的光栅（５）的一级衍射光能进行无遗漏地全部反射的反射镜组合体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：楼祺洪，苏宙平，董景星，周军，魏运荣，吴国华，赵宏明，李立波，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]