【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光器，尤其涉及一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统。
技术介绍
1、水下无线光通信(uwoc)技术具有布局灵活、通信速率高、保密性好等诸多优点，是探索与开发广袤海洋资源的关键技术之一。受限于海水吸收、散射等影响，光载波在海水中传播时衰减较快，目前uwoc的通信链路通常为百米量级，难以满足许多应用场景需求。提高uwoc通信链路长度可以在载波波长、载波光束质量、载波功率、发送端调制方式以及接收端解调方案等方面进一步完善。
2、相关研究表明，488nm波段蓝光在海水中具有相对最小的衰减系数，是uwoc理想的载波光源。相对于固体激光器与光纤激光器，垂直外腔半导体激光器(vecsel)利用半导体能带工程，可以柔性设计红外激光波长，并利用腔内倍频技术可以精准匹配海洋环境，实现蓝光波段激光输出。此外相对于半导体蓝光激光二极管，外腔结构的vecsel便于调节光学谐振腔结构，实现近衍射极限光束质量输出，其光斑能量集中，发射角小，有利于降低传播路径的衰减效应，实现更远链路距离的光通信。另外增大激光器的输出功率(如激光器输出功率提升一个数量级)也会提升uwoc通信距离。综上所述，高功率基模光束质量的蓝光vecsel是uwoc的重要载波光源。
3、现有蓝光vecsel结构图如图4所示，当泵浦激光8超过阈值功率后，激光谐振腔产生976nm基频光，利用腔内倍频晶体生成488nm蓝光输出，通过优化的谐振腔结构并利用外腔镜控制激光横模，可获得近衍射极限光束质量。对于uwoc的载波光源而言，还需要考虑调制方式和调制频率。由于
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，为实现数百米量级通信链路的uwoc视频传输提供了可行的技术方案。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，包括第一电驱动单元、第二电驱动单元、偏置泵浦、调制泵浦、半导体增益芯片、输出镜、倍频晶体和后端镜，所述第一电驱动单元用于驱动所述偏置泵浦产生偏置泵浦光，所述第二电驱动单元用于驱动所述调制泵浦产生调制泵浦光；所述偏置泵浦光和调制泵浦光均辐射至所述半导体增益芯片上；所述半导体增益芯片为多量子阱结构，在吸收泵浦激光后可产生受激辐射以放大腔内循环激光；所述半导体增益芯片、输出镜和后端镜构成激光谐振腔；所述输出镜和后端镜之间设有所述倍频晶体，所述倍频晶体利用非线性效应将激光谐振腔内的基频光转换成蓝光；所述输出镜上镀有对基频光进行反射的高反膜以及对倍频光进行透射的高透膜，所述输出镜用于透射蓝光。
3、进一步，所述半导体增益芯片安装在复合热沉上，所述复合热沉用于散热和控温。
4、进一步，所述第二电驱动单元包括输入电路和调制电路；所述调制电路包括高频功率调整管，所述调制泵浦采用调制激光二极管；所述输入电路用于提供恒压电压，所述输入电路的正极串接限流电阻和所述调制激光二极管的阳极，所述调制激光二极管的阴极连接所述高频功率调整管的一侧，所述高频功率调整管的另一侧接回所述输入电路的负极；所述调制电路的通断由控制信号控制。
5、进一步，所述输入电路包括恒压电源，所述恒压电源与所述限流电阻连接。
6、进一步，所述调制电路还包括调制信号源，所述调制信号源用于向所述高频功率调整管发出控制信号并控制所述高频功率调整管通断。
7、进一步，还包括两组泵浦光准直聚焦系统，两组所述泵浦光准直聚焦系统分别与所述偏置泵浦和调制泵浦对应并用于对偏置泵浦光和调制泵浦光进行准直聚焦。
8、进一步，还包括泵浦光合束器和泵浦光准直聚焦系统，所述泵浦光合束器用于将偏置泵浦光和调制泵浦光进行合束，所述泵浦光准直聚焦系统用于对合束后的泵浦光进行准直聚焦。
9、进一步，所述限流电阻的阻值为0.1ω-0.5ω。
10、进一步，所述第一驱动单元采用恒电流源。
11、本技术方案的工作原理在于：本方案将泵浦功率分为两部分，即偏置泵浦功率和调制泵浦功率，若输出蓝光的功率调制范围为p1到p2，p1和p2对应的泵浦功率为p3和p4，则可以将偏置泵浦功率设为p3，将调制泵浦峰值功率为p4-p3，这样会降低对调整管的性能需求。
12、本技术方案的有益效果在于：本技术方案采用双泵浦技术，将电路设计中面临的高频高功率调制下偏置电流和调制电流难以叠加的结构性矛盾，转换为光光叠加的可行技术方案，解决了蓝光vecsel载波光源高频大功率调制的技术难题。对于偏置泵浦可采用常规恒电流源驱动，其效率达到95％以上，热效应很低。而调制泵浦采用本技术方案中的第二电驱动单元驱动，即去掉旁路电阻r2，不考虑偏置泵浦功能，电路结构改变带来的益处主要有：极大降低了驱动电路的热效应；系统振铃效应被压制，提高了调制信号质量。本技术方案为实现数百米量级通信链路的uwoc视频传输提供了可行的技术方案，可广泛应用于海洋水下激光通信、水下激光测量等领域。
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1.一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：包括第一电驱动单元、第二电驱动单元、偏置泵浦、调制泵浦、半导体增益芯片(2)、输出镜(5)、倍频晶体(6)和后端镜(7)，所述第一电驱动单元用于驱动所述偏置泵浦产生偏置泵浦光(3)，所述第二电驱动单元用于驱动所述调制泵浦产生调制泵浦光(4)；所述偏置泵浦光(3)和调制泵浦光(4)均辐射至所述半导体增益芯片(2)上；所述半导体增益芯片(2)为多量子阱结构，在吸收泵浦激光后可产生受激辐射以放大腔内循环激光；所述半导体增益芯片(2)、输出镜(5)和后端镜(7)构成激光谐振腔；所述输出镜(5)和后端镜(7)之间设有所述倍频晶体(6)，所述倍频晶体(6)利用非线性效应将激光谐振腔内的基频光转换成蓝光；所述输出镜(5)上镀有对基频光进行反射的高反膜以及对倍频光进行透射的高透膜，所述输出镜(5)用于透射蓝光。
2.根据权利要求1所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：所述半导体增益芯片(2)安装在复合热沉(1)上，所述复合热沉(1)用于散热和控温。
3.根据权利要求1所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系
4.根据权利要求3所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：所述输入电路包括恒压电源，所述恒压电源与所述限流电阻连接。
5.根据权利要求3所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：所述调制电路还包括调制信号源，所述调制信号源用于向所述高频功率调整管发出控制信号并控制所述高频功率调整管通断。
6.根据权利要求1所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：还包括两组泵浦光准直聚焦系统，两组所述泵浦光准直聚焦系统分别与所述偏置泵浦和调制泵浦对应并用于对偏置泵浦光(3)和调制泵浦光(4)进行准直聚焦。
7.根据权利要求1所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：还包括泵浦光合束器(9)和泵浦光准直聚焦系统，所述泵浦光合束器(9)用于将偏置泵浦光(3)和调制泵浦光(4)进行合束，所述泵浦光准直聚焦系统用于对合束后的泵浦光进行准直聚焦。
8.根据权利要求4所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：所述限流电阻的阻值为0.1Ω-0.5Ω。
9.根据权利要求1所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：所述第一驱动单元采用恒电流源。
...【技术特征摘要】
1.一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：包括第一电驱动单元、第二电驱动单元、偏置泵浦、调制泵浦、半导体增益芯片(2)、输出镜(5)、倍频晶体(6)和后端镜(7)，所述第一电驱动单元用于驱动所述偏置泵浦产生偏置泵浦光(3)，所述第二电驱动单元用于驱动所述调制泵浦产生调制泵浦光(4)；所述偏置泵浦光(3)和调制泵浦光(4)均辐射至所述半导体增益芯片(2)上；所述半导体增益芯片(2)为多量子阱结构，在吸收泵浦激光后可产生受激辐射以放大腔内循环激光；所述半导体增益芯片(2)、输出镜(5)和后端镜(7)构成激光谐振腔；所述输出镜(5)和后端镜(7)之间设有所述倍频晶体(6)，所述倍频晶体(6)利用非线性效应将激光谐振腔内的基频光转换成蓝光；所述输出镜(5)上镀有对基频光进行反射的高反膜以及对倍频光进行透射的高透膜，所述输出镜(5)用于透射蓝光。
2.根据权利要求1所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：所述半导体增益芯片(2)安装在复合热沉(1)上，所述复合热沉(1)用于散热和控温。
3.根据权利要求1所述的一种外腔半导体蓝光激光器的调制系统，其特征在于：所述第二电驱动单元包括输入电路和调制电路；所述调制电路包括高频功率调整管，所述调制泵浦采用调制激光二极管；所述输入电路用于提供恒压电压，所述输入电路的正极串接限流电阻和所述调制激光二极管的阳极，所述...
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