一种高功率窄线宽半导体激光器制造技术

本发明专利技术提供一种高功率窄线宽半导体激光器，包括金属管壳及沿同一光轴依次设于金属管壳内的增益芯片

【技术实现步骤摘要】
一种高功率窄线宽半导体激光器


[0001]本专利技术涉及半导体激光器
，具体涉及一种高功率窄线宽半导体激光器
。

技术介绍

[0002]窄线宽激光器具备极高的频谱密度
、
极低的频率噪声和相位噪声以及超长的相干长度，在冷原子传感和相干激光雷达等领域拥有重要应用
。
目前的窄线宽半导体激光器技术不断发展，频率噪声不断下降，体积越来越紧凑，然而输出功率大多在数十至百毫瓦量级
。
对于一些需要高功率窄线宽激光的应用场景，只能通过窄线宽种子光外接半导体激光放大器
(SOA)
将激光功率放大，但是，其具有集成度不高的缺陷，从而导致系统体积增大，光学耦合损耗增加，不利于体积和重量受限条件下的应用
。
[0003]因此，为解决上述缺陷，本专利技术提出了一种高功率窄线宽半导体激光器
。

技术实现思路

[0004]基于上述表述，本专利技术提供了一种高功率窄线宽半导体激光器，以解决现有技术中的高功率窄线宽激光器集成度不高，无法满足低
SWaP
器件发展要求的技术问题
。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种高功率窄线宽半导体激光器，包括：金属管壳及沿同一光轴依次设于所述金属管壳内的增益芯片
、
第一准直镜组件
、
体光栅
、
第一隔离器
、
第二准直镜组件
、<br/>光放大芯片
、
第三准直镜组件
、
第一反射镜
、
第二隔离器
、
第二反射镜
、
偏振分束镜和准直器光纤；
[0007]所述增益芯片发射出的宽光谱能够依次经过所述第一准直镜组件
、
所述体光栅
、
所述第一隔离器
、
所述第二准直镜组件
、
所述光放大芯片
、
所述第三准直镜组件
、
所述第一反射镜
、
所述第二隔离器
、
所述第二反射镜和所述偏振分束镜进入所述准直器光纤
。
[0008]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进
。
[0009]进一步的，所述第一准直镜组件包括第一快轴准直镜和第一慢轴准直镜；
[0010]所述第一快轴准直镜和所述第一慢轴准直镜沿所述光轴的方向同轴布设，且所述第一快轴准直镜靠近所述增益芯片设置
。
[0011]进一步的，所述第二准直镜组件包括第二快轴准直镜和第二慢轴准直镜；
[0012]所述第二慢轴准直镜和所述第二快轴准直镜沿所述光轴的方向同轴布设，且所述第二快轴准直镜靠近所述光放大芯片设置
。
[0013]进一步的，所述第三准直镜组件包括第三快轴准直镜和第三慢轴准直镜；
[0014]所述第三快轴准直镜和所述第三慢轴准直镜沿所述光轴的方向同轴布设，且所述第三快轴准直镜靠近所述光放大芯片设置
。
[0015]进一步的，所述高功率窄线宽半导体激光器还包括基板；
[0016]所述基板设于所述金属管壳的底部；
[0017]所述增益芯片
、
所述第一快轴准直镜
、
所述第一慢轴准直镜
、
所述体光栅
、
所述第
一隔离器
、
所述第二慢轴准直镜
、
所述第二快轴准直镜
、
所述光放大芯片
、
所述第三快轴准直镜
、
所述第三慢轴准直镜
、
所述第一反射镜
、
所述第二隔离器
、
所述第二反射镜
、
所述偏振分束镜和所述准直器光纤均设于所述基板上
。
[0018]进一步的，所述基板设置为氮化铝基板
。
[0019]进一步的，所述高功率窄线宽半导体激光器还包括热电制冷器和第一热敏电阻；
[0020]所述热电制冷器设于所述体光栅的底部，所述第一热敏电阻设于所述热电制冷器上，且靠近所述体光栅布设；
[0021]所述第一热敏电阻用于实时监测所述体光栅的温度，所述热电制冷器用于根据所述第一热敏电阻监测的温度调控所述体光栅的温度
。
[0022]进一步的，所述高功率窄线宽半导体激光器还包括第二热敏电阻；
[0023]所述第二热敏电阻为两个；
[0024]两个所述第二热敏电阻分别靠近所述增益芯片和所述光放大芯片设置，分别用于检测所述增益芯片和所述光放大芯片的温度
。
[0025]进一步的，所述高功率窄线宽半导体激光器还包括第三热敏电阻；
[0026]所述第三热敏电阻设于所述基板的中心区域，用于检测所述基板的温度
。
[0027]进一步的，所述第一反射镜和所述第二反射镜均为
45
°
反射镜，且关于所述所述第二隔离器对称布设
。
[0028]与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
[0029]本专利技术提供的高功率窄线宽半导体激光器通过设置金属管壳及沿同一光轴依次设于金属管壳内的增益芯片
、
第一准直镜组件
、
体光栅
、
第一隔离器
、
第二准直镜组件
、
光放大芯片
、
第三准直镜组件
、
第一反射镜
、
第二隔离器
、
第二反射镜
、
偏振分束镜和准直器光纤；增益芯片发射出的宽光谱能够依次经过第一准直镜组件
、
体光栅
、
第一隔离器
、
第二准直镜组件
、
光放大芯片
、
第三准直镜组件
、
第一反射镜
、
第二隔离器
、
第二反射镜和偏振分束镜进入准直器光纤，整体结构具有集成度高的特点
。
[0030]因此，相较于现有技术，本专利技术提供的高功率窄线宽激光器，采用体光栅作为选模反馈元件，结合增益曲线选出单纵模，同时通过扩展外腔增加腔长实现线宽压缩，激光线宽可达到
100kHz
以下，另外，将外腔窄线宽种子光和放大光路集成在同一空间内上，能够在保证体积紧凑和光路稳定的同时，实现瓦级高功率激光输出，从而满足低
SWaP
器件的发展要求
。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例提供的高功率窄线宽半导体激光器的结构示意图；
[0032]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0033]1、
金属管壳；
[0034]2、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高功率窄线宽半导体激光器，其特征在于，包括：金属管壳及沿同一光轴依次设于所述金属管壳内的增益芯片
、
第一准直镜组件
、
体光栅
、
第一隔离器
、
第二准直镜组件
、
光放大芯片
、
第三准直镜组件
、
第一反射镜
、
第二隔离器
、
第二反射镜
、
偏振分束镜和准直器光纤；所述增益芯片发射出的宽光谱能够依次经过所述第一准直镜组件
、
所述体光栅
、
所述第一隔离器
、
所述第二准直镜组件
、
所述光放大芯片
、
所述第三准直镜组件
、
所述第一反射镜
、
所述第二隔离器
、
所述第二反射镜和所述偏振分束镜进入所述准直器光纤
。2.
根据权利要求1所述的高功率窄线宽半导体激光器，其特征在于，所述第一准直镜组件包括第一快轴准直镜和第一慢轴准直镜；所述第一快轴准直镜和所述第一慢轴准直镜沿所述光轴的方向同轴布设，且所述第一快轴准直镜靠近所述增益芯片设置
。3.
根据权利要求2所述的高功率窄线宽半导体激光器，其特征在于，所述第二准直镜组件包括第二快轴准直镜和第二慢轴准直镜；所述第二慢轴准直镜和所述第二快轴准直镜沿所述光轴的方向同轴布设，且所述第二快轴准直镜靠近所述光放大芯片设置
。4.
根据权利要求3所述的高功率窄线宽半导体激光器，其特征在于，所述第三准直镜组件包括第三快轴准直镜和第三慢轴准直镜；所述第三快轴准直镜和所述第三慢轴准直镜沿所述光轴的方向同轴布设，且所述第三快轴准直镜靠近所述光放大芯片设置
。5.
根据权利要求4所述的高功率窄线宽半导体激光器，其特征在于，所述高功率窄线宽半导体激光器还包括基板；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐志强，胡文良，王晨晟，
申请(专利权)人：武汉华中旷腾光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：