基于籠式共軸的可調(diào)諧外腔激光器.pdf

1、可調(diào)諧外腔半導(dǎo)體激光器可以通過(guò)外腔調(diào)節(jié)改變反饋，使其具有波長(zhǎng)選擇的功能，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各領(lǐng)域中。目前大部分的可調(diào)諧激光器均采用littrow或Littman外腔結(jié)構(gòu)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)光柵或者平面鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)調(diào)諧，Wang等人很早就提出了V型條鏡結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)調(diào)諧。在外腔反饋中采用雙縫鍍金條鏡來(lái)代替平面鏡，搭載于一維平移裝置中，通過(guò)壓電陶瓷推動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)精確穩(wěn)定的平移。
　　本論文主要搭建了基于籠式共軸搭建的可調(diào)諧外腔激光器，并進(jìn)一步

2、研究了該激光器的調(diào)諧過(guò)程和調(diào)諧性能。在外腔反饋結(jié)構(gòu)中，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并做出改進(jìn)后不僅可以大范圍平移雙縫鍍金條鏡，也可以用壓電陶瓷精確推動(dòng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)諧，并在調(diào)諧過(guò)程中通過(guò)壓電陶瓷電壓改變對(duì)移動(dòng)距離進(jìn)行標(biāo)定。最后對(duì)該激光器性能進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定功率波長(zhǎng)可連續(xù)調(diào)諧的單模和雙模激射。尤其是在輸出雙模方面，不僅實(shí)現(xiàn)了模式間隔不等的雙模輸出，還可以實(shí)現(xiàn)雙模式相對(duì)功率相等的雙模輸出。在此過(guò)程中通過(guò)改變注入電流很好的實(shí)現(xiàn)了功率的調(diào)諧。通過(guò)分析雙模

3、式的峰值強(qiáng)度與條鏡位置和激光器電流變化之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)值和理論公式計(jì)算值吻合很好。論文主要分以下幾個(gè)部分：
　　1、介紹了半導(dǎo)體激光器的研究背景，以及在近年來(lái)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器方面進(jìn)展以及本論文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　2、闡述了可調(diào)諧外腔激光器的基本結(jié)構(gòu)和理論、選模原理、以及外腔調(diào)制選模原理，詳細(xì)說(shuō)明了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)需要組件準(zhǔn)備工作：光柵底座設(shè)計(jì)（其中根據(jù)光路需要對(duì)底座角度精確計(jì)算，然后做出工程圖以及結(jié)構(gòu)的精確加工）、安裝鍍金

4、條鏡所用的平移裝置設(shè)計(jì)（其中根據(jù)移動(dòng)微小位移設(shè)計(jì)推動(dòng)條鏡的行程，以及壓電陶瓷的安裝和壓電陶瓷具體參數(shù)的選擇）、光路搭建過(guò)程中反射鏡角度、光柵角度等詳細(xì)光路參數(shù)計(jì)算、雙縫鍍金條鏡設(shè)計(jì)（包括角度、寬度和工藝加工流程）。
　　3、針對(duì)設(shè)計(jì)的籠式共軸外腔結(jié)構(gòu)研究了該外腔激光器的性能。我們主要從可調(diào)諧單模和模式間隔不等的多模兩方面來(lái)研究：在輸出單模方面，可以實(shí)現(xiàn)從閾值之下8mA到激光二極管允許同過(guò)的最大電流40mA范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定單模輸出，實(shí)

5、現(xiàn)了波長(zhǎng)和功率均連續(xù)調(diào)；在輸出多模方面，實(shí)現(xiàn)了從7到13個(gè)模式間隔不等的雙模激射，實(shí)現(xiàn)了模式間隔可調(diào)的雙模輸出。
　　4、通過(guò)對(duì)搭載在一維平移裝置中的雙縫條鏡的精確控制，首次提出并實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧且連續(xù)等功率雙模激射，通過(guò)改變電流實(shí)現(xiàn)了輸出功率的連續(xù)變化。實(shí)驗(yàn)測(cè)試了在閾值電流之下8 mA從1.45Ith到3.85Ith范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了間距1THz的雙模輸出，雙模式峰值強(qiáng)度差值小于0.07dB，邊模抑制比（SMSR）可以達(dá)到30dB以上。