本发明涉及一种半导体激光器。
背景技术:
常用的全固态倍频激光器往往采用的都是直线腔,在倍频过程中,二次谐波会经过增益介质,增大增益介质的热效应,影响激光器输出光束的稳定性及输出功率,为了减小增益介质的热效应,通常增益介质采用tec制冷,增益介质采用tec制冷时不可避免的要引入复杂的制冷电路系统,从而使装置结构复杂。
垂直腔面发射激光器是当前光电子领域最或与的课题之一,与直线腔半导体激光器相比,垂直腔面发射激光器具有垂直小的发散角、光斑形态好、不需对输出光束进行整形,与传统的固体激光器相比又有体积小、转换效率高等优点。
现有的垂直面发射激光器包括泵浦光源、外腔镜、散热装置、布拉格发射井、工作五只、输出耦合镜;现有的外腔镜体用球面镜,这种外腔镜调节需要十分精确,调节时间长,且激光器的机械性能和热稳定性较差。
技术实现要素:
本发明要解决现有外腔镜调节需要十分精确,调节时间长,且激光器的机械性能和热稳定性较差的问题,而提供一种垂直外腔面发射半导体激光器。
一种垂直外腔面发射半导体激光器由泵浦光源、外腔镜、输出耦合镜片、窗口层、光增益区间、dbr反射镜、散热片、热沉、微通道散热片及底座组成;
所述的窗口层、光增益区间、dbr反射镜、散热片、热沉及微通道散热片为工作区域;窗口层、光增益区间、dbr反射镜、散热片、热沉及微通道散热片由上至下依次设置于底座上;
所述的外腔镜表面镀有增反膜;所述的窗口层镀有增透膜;所述的光增益区间包括光吸收层和周期性多量子阱有源增益区;所述的外腔镜采用单片凹面镜,外腔镜的底面与底座平行,且外腔镜覆盖泵浦光源、工作区域及输出耦合镜片;所述的泵浦光源设置于底座上,且位于工作区域一侧。
本发明的有益效果是:
本发明的外腔镜位置调节简单,泵浦光增益区反射次数增加可以有效减少外腔的腔长,激光器体积小巧具有好的机械和热稳定性。
本发明采用的外腔镜为凹面镜,而且只有一个需要调的外腔镜,只要调节固定外腔镜的底座与工作区域表面平行,同时保证外腔镜将泵浦光、工作区域和输出耦合透镜覆盖即可,镜座只需要具有水平方向微调即可,无更多复杂调节装置。
本发明用于一种垂直外腔面发射半导体激光器。
附图说明
图1为本发明一种垂直外腔面发射半导体激光器的结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式,还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一:结合图1具体说明本实施方式,本实施方式一种垂直外腔面发射半导体激光器由泵浦光源1、外腔镜2、输出耦合镜片3、窗口层4、光增益区间5、dbr反射镜6、散热片7、热沉8、微通道散热片9及底座10组成;
所述的窗口层4、光增益区间5、dbr反射镜6、散热片7、热沉8及微通道散热片9为工作区域;窗口层4、光增益区间5、dbr反射镜6、散热片7、热沉8及微通道散热片9由上至下依次设置于底座10上;
所述的外腔镜2表面镀有增反膜;所述的窗口层4镀有增透膜;所述的光增益区间5包括光吸收层和周期性多量子阱有源增益区;所述的外腔镜2采用单片凹面镜,外腔镜2的底面与底座10平行,且外腔镜2覆盖泵浦光源1、工作区域及输出耦合镜片3;所述的泵浦光源1设置于底座10上,且位于工作区域一侧。
泵浦光源1发出的泵浦光经外腔镜2反射,透射经过窗口层4,入射到光增益区间5,泵浦光被光吸收层吸收并产生光生载流子,光生载流子经过周期性多量子阱有源增益区辐射复合后发光,产生光子,光子经过dbr反射镜6反射,透过光增益区间5和窗口层4,透射到外腔镜2表面,一部分光子在外腔镜2的表面和dbr反射镜6之间产生谐振,另一部分从输出至输出耦合镜片3,在dbr反射镜6和输出耦合镜片3同时也产生谐振。当达光子超过阈值强度后,有输出耦合镜片3输出激光。外腔镜2覆盖泵浦光源1、工作区域及输出耦合镜片3与之构成一个谐振腔;
所述的窗口层4镀有增透膜,在光没有达到阈值波长时,内部形成谐振腔。
本实施方式的有益效果是:
本实施方式的外腔镜位置调节简单,泵浦光增益区反射次数增加可以有效减少外腔的腔长,激光器体积小巧具有好的机械和热稳定性。
本实施方式采用的外腔镜为凹面镜,而且只有一个需要调的外腔镜,只要调节固定外腔镜的底座与工作区域表面平行,同时保证外腔镜将泵浦光、工作区域和输出耦合透镜覆盖即可,镜座只需要具有水平方向微调即可,无更多复杂调节装置。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述的泵浦光源1采用发射波长为400nm~600nm半导体或固体激光器,固体激光器为最大输出功率为2w的532nm固体激光器。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是:所述的外腔镜2的材质为bk7材料。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:所述的输出耦合镜片3为聚焦透镜。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:所述的窗口层4的透过波长为795nm。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是:所述的光吸收层为algaas,所述的周期性多量子阱有源增益区为algaas势垒。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是:所述的dbr反射镜6为25对~30对algaas/gaas。其它与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是:所述的散热片7的材质为si。其它与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是:所述的热沉8的材质为紫铜。其它与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是:所述的微通道散热片9的材质为紫铜或si。其它与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例一:
一种垂直外腔面发射半导体激光器由泵浦光源1、外腔镜2、输出耦合镜片3、窗口层4、光增益区间5、dbr反射镜6、散热片7、热沉8、微通道散热片9及底座10组成;
所述的窗口层4、光增益区间5、dbr反射镜6、散热片7、热沉8及微通道散热片9为工作区域;窗口层4、光增益区间5、dbr反射镜6、散热片7、热沉8及微通道散热片9由上至下依次设置于底座10上;
所述的外腔镜2表面镀有增反膜;所述的窗口层4镀有增透膜;所述的光增益区间5包括光吸收层和周期性多量子阱有源增益区;所述的外腔镜2采用单片凹面镜,外腔镜2的底面与底座10平行,且外腔镜2覆盖泵浦光源1、工作区域及输出耦合镜片3;所述的泵浦光源1设置于底座10上,且位于工作区域一侧;
所述的泵浦光源1采用发射波长为400nm~600nm半导体或固体激光器,固体激光器为最大输出功率为2w的532nm固体激光器;
所述的外腔镜2的材质为bk7材料;
所述的输出耦合镜片3为聚焦透镜;
所述的窗口层4的透过波长为795nm;
所述的光吸收层是algaas,所述的周期性多量子阱有源增益区为algaas势垒;
所述的dbr反射镜6为30对algaas/gaas;
所述的散热片7的材质为si;
所述的热沉8的材质为紫铜;
所述的微通道散热片9的材质为紫铜。
泵浦光源1发出的泵浦光经外腔镜2反射,透射经过窗口层4,入射到光增益区间5,泵浦光被光吸收层吸收并产生光生载流子,光生载流子经过周期性多量子阱有源增益区辐射复合后发光,产生光子,光子经过dbr反射镜6反射,透过光增益区间5和窗口层4,透射到外腔镜2表面,一部分光子在外腔镜2的表面和dbr反射镜6之间产生谐振,另一部分从输出至输出耦合镜片3,在dbr反射镜6和输出耦合镜片3同时也产生谐振。当达光子超过阈值强度后,有输出耦合镜片3输出激光。外腔镜2覆盖泵浦光源1、工作区域及输出耦合镜片3与之构成一个谐振腔。