一种拉曼光谱检测用激光器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种拉曼光谱检测用激光器，包括一半导体激光器，作为产生宽带激光束的光源；其特征在于，还包括一外置共振腔，所述外置共振腔包括一体布拉格光栅，该体布拉格光栅耦合所述半导体激光器的输出激光束、并控制激光束谱线宽度和发散角度、以及对激光束横模纵模选取及控制，所述体布拉格光栅固定在所述半导体激光器的基板上。本实用新型优点在于，将体布拉格光栅直接固定在所述的半导体激光器的基板上，这样可以使所述的外置共振腔尽可能的小，使整体的结构紧凑，并提高本实用新型的机械稳定性。
【专利说明】
一种拉曼光谱检测用激光器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种激光器，尤其是一种拉曼光谱检测用激光器。
【背景技术】
[0002]拉曼光谱检测技术是使用激光得到物质分子层面的光谱信息，通过数据库对比分析待测物质的成分和浓度的技术，在无损物性分析及鉴别上具有强大的能力。拉曼光谱检测已被广泛应用于食品安全、药品检验、毒品侦测、司法鉴定、珠宝鉴定和环境检测等领域。近年来随着实际应用需求的发展，便携式拉曼光谱检测技术越来越为人们重视。便携拉曼光谱检测技术就是将拉曼技术从实验室应用推向手持、便携应用的技术。它无需样品制备、无需待检隔离区和洁净室，可以轻松方便的在任何需要的现场实时进行物料鉴定。然而由于缺少结构紧凑，机械稳定好，并能够提供高谱线亮度激光的激光器作为拉曼检测仪的光源，使得便携式拉曼光谱检测技术的发展受到阻碍。
[0003]普通的半导体激光器由于法布里-珀罗(F-P)激光共振腔内存在大量的激光模式，谱线宽度超过几个纳米，这将大大降低拉曼光谱检测的分辨率;而一般的单模激光器虽然谱线宽度小于I纳米，但其输出功率低于200毫瓦，这种功率的激光通常不足以激发足够强的拉曼光谱信号，不适合作为便携式拉曼检测仪的激光光源。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是:提供一种不仅窄带宽，高功率，结构紧凑以及机械稳定性好，而且能够提高谱线亮度的拉曼光谱检测用激光器。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种拉曼光谱检测用激光器，包括
[0006]—半导体激光器，作为产生宽带激光束的光源；
[0007]其特征在于，还包括一外置共振腔，所述外置共振腔包括一体布拉格光栅，该体布拉格光栅耦合所述半导体激光器的输出激光束、并控制激光束谱线宽度和发散角度、以及对激光束横模纵模选取及控制，所述体布拉格光栅固定在所述半导体激光器的基板上。
[0008]优选地，所述外置共振腔还设有一准直透镜，所述准直透镜位于所述半导体激光器和所述体布拉格光栅之间。
[0009]优选地，所述体布拉格光栅是一种透射式体布拉格光栅或者是一种反射式体布拉格光栅。
[0010]优选地，所述体布拉格光栅是由光热折变玻璃制成的体布拉格光栅，在该光热折变玻璃中形成一定的折射率周期变化的结构，采用这种光热折变玻璃的体布拉格光栅可以达到超过95%的透射或反射模式的衍射效率，射出激光束带宽可以达到0.1纳米甚至更小，用来实现窄带激光束的输出，激光束的波长由光栅的周期和光栅相对于入射光的倾斜角决定。
[0011]本实用新型的优点是:
[0012]1.将体布拉格光栅直接固定在所述的半导体激光器的基板上，这样可以使所述的外置共振腔尽可能的小，使整体的结构紧凑，并提高本实用新型的机械稳定性。
[0013]2.本实用新型拉曼光谱检测用激光器可作为用于输出窄带宽、高功率的激光光源。
[0014]3.该体布拉格光栅有利于减小激光束的发散角，从而提高激光束的空间亮度。
【附图说明】
[0015]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0016]图1为本实用新型透射式拉曼光谱检测用激光器的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型反射式拉曼光谱检测用激光器的结构示意图；
[0018]其中:I半导体激光器，2外置共振腔，2-1准直透镜，2-2透射式体布拉格光栅，2-3反射式体布拉格光栅，2-4反射镜。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:参照图1所示，一种透射式拉曼光谱检测用激光器，包含一个宽带半导体激光器I作为激光光源，其输出激光束经过由准直透镜2-1，透射式体布拉格光栅2-2和反射镜2-4构成的外置共振腔2，得到窄带宽的稳定出射激光束。
[0020]该透射式体布拉格光栅2-2可以对入射激光进行光谱窄化和角度选择，所选择一定的窄线宽模式将从原光束中偏转出去，而其他所有模式的激光束将不发生衍射，直接穿过光栅，没有发生衍射的激光束作为外置共振腔的主要输出。准直透镜2-1提供了对半导体激光器I输出激光自然发散的匹配和透射式体布拉格光栅2-2的角度选择性。该实施例中所采用的透射式体布拉格光栅2-2对于所需要的波长具有超过95%的透射模式衍射效率，其衍射方向如图1所不，反射镜2-4将衍射光反射回透射式体布拉格光栅2-2，并被进一步衍射返回半导体激光器I共振腔的增益介质中，被再次激发放大。被两次衍射的激光的谱线宽度由透射式体布拉格光栅2-2的带宽决定，而其波长由光栅的周期和倾斜角决定。这样通过透射式体布拉格光栅2-2的锁模作用，最终可以得到谱线宽度小于0.1纳米的出射激光束。
[0021]实施例2，参照图2所示，一种反射式拉曼光谱检测用激光器，包含一个宽带半导体激光器I作为激发光源，其输出激光束经过由准直透镜2-1，反射式体布拉格光栅2-3构成的外置共振腔2，得到窄带宽的稳定的出射激光。
[0022]反射式体布拉格光栅2-3可以将某一种模式的激光反射反馈，沿原入射光束的相反光路返回激光源，而其他所有模式的激光将透过光栅。所采用的反射式体布拉格光栅2-3对于所需要的波长具有超过95%的反射模式衍射效率，其反射方向如图2所示。准直透镜2-1消除激光源出射正交方向的高阶散射光。该反射式体布拉格光栅2-3的角度选择性匹配于准直透镜2-1的一个横向模式，并通过适当的调整使得反射反馈的光束返回激光增益介质，最终该激光束作为外置共振腔2的主要输出，由此得到谱线宽度小于0.1纳米的出射激光。
[0023]采用透射式或反射式体布拉格光栅作为外置共振腔2的激光器具有以下几点优势。由于体布拉格光栅是非色散性的，入射激光束可以用很小的尺寸准直入射到体布拉格光栅上，同时仍保持较高的光栅衍射效率。因此激光器的外置共振腔的长度可以大大缩短，增加激光器的稳定性，并使激光器整体体积缩小，适用于便携仪器。体布拉格光栅还有利于减小激光束的发散角，从而提高激光束的空间亮度。
[0024]以上所述，仅为实用新型的【具体实施方式】。本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种拉曼光谱检测用激光器，包括 一半导体激光器(I )，作为产生宽带激光束的光源； 其特征在于，还包括一外置共振腔(2)，所述外置共振腔(2)包括一体布拉格光栅，该体布拉格光栅耦合所述半导体激光器(I)的输出激光束、并控制激光束谱线宽度和发散角度、以及对激光束横模纵模选取及控制，所述体布拉格光栅固定在所述半导体激光器(I)的基板上。2.根据权利要求1所述的拉曼光谱检测用激光器，其特征在于，所述外置共振腔(2)还设有一准直透镜(2-1)，所述准直透镜(2-1)位于所述半导体激光器(I)和所述体布拉格光栅之间。3.根据权利要求1所述的拉曼光谱检测用激光器，其特征在于，所述体布拉格光栅是一种透射式体布拉格光栅(2-2)或者是一种反射式体布拉格光栅(2-3)。4.根据权利要求1所述的拉曼光谱检测用激光器，其特征在于，所述体布拉格光栅是由光热折变玻璃制成的体布拉格光栅。
【文档编号】H01S5/187GK205565288SQ201620158785
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月2日
【发明人】殷海玮, 章炜毅, 许春
【申请人】上海复享光学股份有限公司