基于籠式共軸的可調(diào)諧外腔激光器.pdf

1、可調(diào)諧外腔半導體激光器可以通過外腔調(diào)節(jié)改變反饋，使其具有波長選擇的功能，已經(jīng)被廣泛應用到各領(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)，通過轉(zhuǎn)動光柵或者平面鏡來實現(xiàn)波長調(diào)諧，Wang等人很早就提出了V型條鏡結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)多波長調(diào)諧。在外腔反饋中采用雙縫鍍金條鏡來代替平面鏡，搭載于一維平移裝置中，通過壓電陶瓷推動可以實現(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，并進一步

2、研究了該激光器的調(diào)諧過程和調(diào)諧性能。在外腔反饋結(jié)構(gòu)中，通過對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計并做出改進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實現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)諧，并在調(diào)諧過程中通過壓電陶瓷電壓改變對移動距離進行標定。最后對該激光器性能進行測試，實現(xiàn)了穩(wěn)定功率波長可連續(xù)調(diào)諧的單模和雙模激射。尤其是在輸出雙模方面，不僅實現(xiàn)了模式間隔不等的雙模輸出，還可以實現(xiàn)雙模式相對功率相等的雙模輸出。在此過程中通過改變注入電流很好的實現(xiàn)了功率的調(diào)諧。通過分析雙模

3、式的峰值強度與條鏡位置和激光器電流變化之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)實驗值和理論公式計算值吻合很好。論文主要分以下幾個部分：
　　1、介紹了半導體激光器的研究背景，以及在近年來可調(diào)諧半導體激光器方面進展以及本論文的主要研究內(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，詳細說明了實驗方案設(shè)計需要組件準備工作：光柵底座設(shè)計（其中根據(jù)光路需要對底座角度精確計算，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（其中根據(jù)移動微小位移設(shè)計推動條鏡的行程，以及壓電陶瓷的安裝和壓電陶瓷具體參數(shù)的選擇）、光路搭建過程中反射鏡角度、光柵角度等詳細光路參數(shù)計算、雙縫鍍金條鏡設(shè)計（包括角度、寬度和工藝加工流程）。
　　3、針對設(shè)計的籠式共軸外腔結(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研究：在輸出單模方面，可以實現(xiàn)從閾值之下8mA到激光二極管允許同過的最大電流40mA范圍內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定單模輸出，實

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