一种半导体激光器装置的制作方法

文档序号:13038248阅读:196来源:国知局

本实用新型涉及一种半导体激光器装置,属于光电子技术领域。



背景技术:

半导体激光器属于一种熟知的激光器。一般商业上成熟的半导体激光器,其输出波长通常会受到两个因素的影响,一个是驱动电流,另一个是温度。《半导体激光器输出波长随工作电流变化的实验研究》(作者:李成仁,红外与激光工程,第32卷第4期)一文详细研究了两种半导体激光器的输出波长以及输出功率随着驱动电流和温度的变化而变化的情况,最后得出结论:波长随驱动电流和温度的增加发生基本线性的红移,并且具体测量出了驱动电流每增加10mA波长的红移量,温度每增加一度的红移量。针对该问题,为了稳定半导体的输出,现有技术给出的解决方法是使用反馈技术来控制驱动电流或者控制半导体激光器的温度,控制驱动电流遇到的问题就是会与高功率的输出产生矛盾,控制温度则需要特定的制冷器件,这会导致功耗的极大增加。



技术实现要素:

根据本实用新型的一实施例,提供了一种半导体激光器装置,其特征在于:包括半导体激光器,该半导体激光器的两个端面均镀有增透膜,增透膜的增透范围覆盖泵浦光和谐振腔的激光,还包括用于放置该半导体激光器的法布里珀罗腔,该法布里珀罗腔的至少一个腔镜可沿着腔轴向进行移动,驱动其移动的装置包括压电器件,还包括温度传感器和电流传感器,其中温度传感器用于检测半导体激光器工作时的温度变化,电流传感器用于检测半导体激光器工作时驱动电流的变化,还包括与温度传感器,半导体激光器,电流传感器以及压电器件电连接的控制器,该控制器用于实现温度和电流值的读取,半导体激光器的驱动,数值计算以及压电器件的控制。

附图说明

附图1是本实用新型的驱动方法中所使用的半导体激光器示意图;

在上述图中,1和2分别表示前后腔镜,3表示半导体激光芯片,4表示控制器,5表示致动器。

具体实施方式

下面将在结合附图的基础上详细描述本实用新型的半导体激光器驱动方法。本实用新型的工作原理基于以下构思,根据现有技术的记载该方法包括以下步骤:1)测定半导体激光器波长温度和电流漂移系数;2)将所述波长的温度和电流漂移系数转变为折射率的温度和电流漂移系数;3)对半导体激光器的两个端面镀增透膜,该增透膜覆盖了所有的波长漂移范围;4)将端面镀膜之后的半导体激光器置于至少一个反射镜可动的法布里珀罗腔内;5)测定半导体激光器工作时温度和电流相对于基准的变化量;6)根据步骤2)计算出的折射率的温度和电流漂移系数和步骤5)测定出的变化量驱动所述至少一个可动的反射镜,使得谐振腔的光学长度满足基准波长的谐振条件而不满足从基准波长到漂移后波长范围内任意波长的谐振条件。

在步骤1)中,可使用现有技术来测定相应半导体激光器的温度和电流漂移系数,例如可参考《半导体激光器输出波长随工作电流变化的实验研究》(作者:李成仁,红外与激光工程,第32卷第4期)一文,可分别得出波长的温度漂移系数A和电流漂移系数B,也即输出波长与温度和电流的近似线性关系。

在步骤2)中,半导体激光器在温度和驱动电流变化后输出波长也发生变化,但是无论怎样变化,其所输出的波长必定满足谐振腔的谐振条件,所以由此可将步骤1)中测量出的系数A和B转换为折射率温度漂移系数C和折射率电流漂移系数D,也即该步骤可得出单位温度的谐振腔内折射率变化量以及单位电流的折射率变化量。

在步骤3)中,现有技术中的半导体的端面包括镀膜和非镀膜两种,非镀膜的一半使用晶体的解理面作为谐振腔的腔镜,镀膜的端面是为了进一步的改善谐振腔腔镜的反射特性,一半都是一面泵浦光高透激光高反,另外一面是泵浦光高反而激光部分透射。而本实用新型则是将谐振腔的两个端面全部镀增透膜,并且该增透膜的增透波长覆盖了泵浦光和激光,也即无论是泵浦光还是激光都可以几乎不被反射的通过两个端面。

在步骤4)中,将镀好膜的半导体激光器置于一个法布里珀罗腔内,该法布里珀罗腔的至少一个腔镜是可以沿着该腔的纵向轴线移动,例如可使用压电陶瓷或压电晶体进行轴向驱动,在压电陶瓷或压电晶体的驱动下,可微量的改变法布里珀罗腔的腔长。

在步骤5)中,测量出初始温度和初始驱动电流下激光器的输出波长,然后监测半导体激光器的温度变化值E和驱动电流变化值F。

在步骤6)中,根据步骤5)中测量得到的温度变化值E和驱动电流变化值F,以及根据步骤2)得到的折射率温度漂移系数C和折射率电流漂移系数D,计算出温度导致的折射率变化量G和电流导致的折射率变化量H。

在步骤7),根据步骤6)计算得到的折射率变化量G和H来驱动法布里珀罗腔的所述至少一个可动腔镜进行移动,使得谐振腔的光学长度满足初始波长的谐振条件而不满足从初始波长到漂移后波长范围内任意波长的谐振条件,从而使得半导体激光器的输出恢复到初始波长。

根据本实用新型的半导体激光器包括:半导体激光器,该半导体激光器的两个端面均镀有增透膜,增透膜的增透范围覆盖泵浦光和谐振腔的激光,还包括用于放置该半导体激光器的法布里珀罗腔,该法布里珀罗腔的至少一个腔镜可沿着腔轴向进行移动,驱动其移动的装置包括致动器,所述致动器为压电器件,还包括温度传感器和电流传感器,其中温度传感器用于检测半导体激光器工作时的温度变化,电流传感器用于检测半导体激光器工作时驱动电流的变化,还包括与温度传感器,半导体激光器,电流传感器以及压电器件电连接的控制器,该控制器用于实现温度和电流值的读取,半导体激光器的驱动,数值计算以及压电器件的控制。

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