本申请涉及光纤激光器,具体涉及一种外腔可调谐半导体激光器。
背景技术:
1、外腔可调谐半导体激光器是一种实现半导体激光器可调谐输出的有效结构,主要由半导体激光芯片、准直镜和光反馈元件三部分构成。其中,光反馈元件作为选频元件,对半导体激光芯片输出的激光进行选频和反馈,通过对光反馈元件的调节来实现输出激光波长调谐。
2、为了实现半导体激光器光功率宽调谐,相关技术中提供的外腔可调谐结构主要通过改变光栅角度,从而调整谐振腔的激射波长,实现波长调谐的功能,但是光束输出方向也会随光栅的旋转而改变。
3、因此目前亟需一种外腔可调谐半导体激光器,在实现波长调谐的同时,保证光束输出的方向不变。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种外腔可调谐半导体激光器,以解决相关技术中的外腔可调谐半导体激光器无法同时保证波长调谐功能和光束输出方向不变的技术问题。
2、为了解决上述技术问题,本申请实施例提供了一种外腔可调谐半导体激光器,包括依次光连接的半导体激光器、准直透镜、柱面透镜、衍射光栅、部分反射镜;
3、所述准直透镜靠近所述柱面透镜侧的一倍焦距处,和所述衍射光栅的中心分别与所述柱面透镜两侧的一倍焦距处位置重合,且所述衍射光栅的刻线方向与经由所述衍射光栅传输至所述部分反光镜的光束的偏振方向相同;
4、所述衍射光栅的法线与传输至所述部分反光镜的光束的传输方向成littrow角,经由所述部分反射镜的光束的传输方向与所述部分反光镜垂直;
5、所述柱面透镜用于在垂直于传输至所述柱面透镜的光束的传输方向上移动,以对输出光束进行波长调谐。
6、在本发明实施例中,所述柱面透镜在垂直于传输至所述柱面透镜的光束的传输方向上的移动距离,与第一入射角和第二入射角满足第一预设关系,所述第一入射角为所述柱面透镜移动前光束传输至所述衍射光栅的入射角,所述第二入射角为所述柱面透镜移动后光束传输至所述衍射光栅的入射角;
7、所述第一预设关系为:
8、
9、其中,θ’为所述第二入射角,θ为所述第一入射角,δx为所述移动距离,f为所述柱面透镜的焦距。
10、在本发明实施例中,所述光束调谐后的波长与所述第一入射角和所述第二入射角满足第二预设关系;
11、所述第二预设关系为:
12、
13、其中,λ为所述波长,d为所述衍射光栅表面上相邻凹槽之间的间距。
14、在本发明实施例中,所述半导体激光器为蓝光半导体激光器。
15、在本发明实施例中,所述准直透镜包括快轴准直透镜和慢轴准直透镜,所述快轴准直透镜设置在所述半导体激光器和所述慢轴准直透镜之间。
16、在本发明实施例中,所述快轴准直透镜为非球面柱透镜,所述慢轴准直透镜为球面柱透镜。
17、在本发明实施例中,所述非球面柱透镜的焦距为300微米,所述球面柱透镜的焦距为12毫米。
18、在本发明实施例中,所述柱面透镜为平凸柱面透镜,所述平凸柱面透镜的凸起方向靠近所述衍射光栅。
19、在本发明实施例中,所述衍射光栅为平面光栅。
20、在本发明实施例中,所述平面光栅为透射式光栅。
21、本申请实施例提供了一种外腔可调谐半导体激光器,通过将准直透镜靠近柱面透镜侧的一倍焦距处,和衍射光栅的中心分别放置于柱面透镜两侧的一倍焦距处,并保持衍射光栅的刻线方向与光束的偏振方向相同,衍射光栅的法线与传输至部分反光镜的光束的传输方向成littrow角,经由部分反射镜的光束的传输方向与部分反光镜垂直,能够实现通过在垂直于传输至柱面透镜的光束的传输方向上移动柱面透镜,完成对输出光束的波长调谐,同时还能保证光束输出的方向不变。
1.一种外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,包括依次光连接的半导体激光器、准直透镜、柱面透镜、衍射光栅、部分反射镜;
2.根据权利要求1所述的外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,所述柱面透镜在垂直于传输至所述柱面透镜的光束的传输方向上的移动距离,与第一入射角和第二入射角满足第一预设关系,所述第一入射角为所述柱面透镜移动前光束传输至所述衍射光栅的入射角,所述第二入射角为所述柱面透镜移动后光束传输至所述衍射光栅的入射角;
3.根据权利要求2所述的外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,所述光束调谐后的波长与所述第一入射角和所述第二入射角满足第二预设关系;
4.根据权利要求1所述的外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,所述半导体激光器为蓝光半导体激光器。
5.根据权利要求1所述的外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,所述准直透镜包括快轴准直透镜和慢轴准直透镜,所述快轴准直透镜设置在所述半导体激光器和所述慢轴准直透镜之间。
6.根据权利要求5所述的外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,所述快轴准直透镜为非球面柱透镜,所述慢轴准直透镜为球面柱透镜。
7.根据权利要求6所述的外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,所述非球面柱透镜的焦距为300微米,所述球面柱透镜的焦距为12毫米。
8.根据权利要求1所述的外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,所述柱面透镜为平凸柱面透镜,所述平凸柱面透镜的凸起方向靠近所述衍射光栅。
9.根据权利要求1所述的外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,所述衍射光栅为平面光栅。
10.根据权利要求9所述的外腔可调谐半导体激光器,其特征在于,所述平面光栅为透射式光栅。