一种窄线宽激光器的制作方法

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其是涉及一种窄线宽激光器。

背景技术：

在工业、医学和科研领域中广泛地使用多种波长的激光作为工作光源，在实际使用时需要激光光源的光谱宽度比较窄。请参照图1，现有的dfb激光器包括激光器芯片1`、第一透镜2`、第二透镜3`、光纤4`、制冷器5`及外壳6`。现有的dfb激光器的窄线宽实现方式是在光纤4`上加一段反馈光栅7`，实现线宽压窄，该方案的主要问题是由于受外界环境(例如温度)、应力、光纤抖动等的影响，造成线宽、波长等的不稳定。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种线宽和波长稳定的窄线宽激光器。

一种窄线宽激光器，包括：激光器芯片、第一透镜、第二透镜以及光纤，

所述激光器芯片用于沿着预设光轴方向发射激光；

所述第一透镜位于所述激光器芯片的一侧，所述第一透镜位于所述预设光轴方向上，所述第一透镜的端面与所述预设光轴方向垂直，所述第一透镜远离所述激光器芯片的端面上镀有部分反射膜；

所述第二透镜位于所述预设光轴方向上，所述第二透镜的端面与所述预设光轴方向垂直，所述第二透镜位于所述第一透镜远离所述激光器芯片的一侧；

所述光纤沿着所述预设光轴方向延伸，所述光纤位于所述第二透镜远离所述第一透镜的一侧。

与现有技术相比，本实用新型提出的技术方案的有益效果是：通过在第一透镜远离激光器芯片的端面上镀上部分反射膜，并通过部分反射膜将激光器芯片发射出的部分激光反馈回激光器芯片，从而压窄激光器芯片发射出的激光的线宽，由于部分反射膜位于激光器内，因此激光器发出的激光的线宽和波长受外界环境、应力、光纤抖动等的影响很小，从而提高了激光器性能的稳定性。

附图说明

图1是一种现有的dfb激光器结构示意图；

图2是本实用新型提供的窄线宽激光器的一实施例的结构示意图；

图3是图2中第一透镜的结构示意图；

图4是图2中的窄线宽激光器在弱反馈和强反馈情况下的li曲线；

图中：1`-激光器芯片、2`-第一透镜、3`-第二透镜、4`-光纤、5`-制冷器、6`-外壳、7`-反馈光栅、1-激光器芯片、2-第一透镜、3-第二透镜、4-光纤、5-外壳、6-冷却装置、7-隔离器、21-部分反射膜、61-制冷器、62-热沉、63-过渡热沉。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图2，本实用新型提供了一种窄线宽激光器，包括激光器芯片1、第一透镜2、第二透镜3以及光纤4。

请参照图2和图3，所述激光器芯片1用于沿着预设光轴方向发射激光，所述激光器芯片1的背面镀有高反膜。

请参照图2，所述第一透镜2位于所述激光器芯片1的一侧，所述第一透镜2位于所述预设光轴方向上，所述第一透镜2的端面与所述预设光轴方向垂直，所述第一透镜2远离所述激光器芯片1的端面上镀有部分反射膜21。

请参照图2，所述第二透镜3位于所述预设光轴方向上，所述第二透镜3的端面与所述预设光轴方向垂直，所述第二透镜3位于所述第一透镜2远离所述激光器芯片1的一侧。

请参照图2，所述光纤4沿着所述预设光轴方向延伸，所述光纤4位于所述第二透镜3远离所述第一透镜2的一侧。

本实用新型提供的窄线宽激光器在使用时，激光器芯片1发射出发散光，发散光经过第一透镜2后，一部分被部分反射膜21反射回激光器芯片1，另一部分变成平行光射向第二透镜3，平行光经过第二透镜3后汇聚并进入光纤4。反馈回激光器芯片1的光起到压窄激光线宽的作用，由于部分反射膜21位于激光器内，因此激光器发出的激光的线宽和波长受外界环境(例如温度)、应力、光纤抖动等的影响很小。

进一步地，请参照图2，所述窄线宽激光器还包括外壳5，所述外壳5具有一密闭的容纳腔，所述第一透镜2及所述第二透镜3均固定于所述外壳5上且位于所述容纳腔内，所述光纤4固定于所述外壳5上，所述光纤4的一端位于所述容纳腔内，所述光纤4的另一端位于所述容纳腔外。

优选地，请参照图2，所述窄线宽激光器还包括冷却装置6，所述冷却装置6固定于所述外壳5上且位于所述容纳腔内，所述激光器芯片1安装于所述冷却装置6上，冷却装置6用于为所述激光器芯片1降温。

具体地，请参照图2，所述冷却装置6包括制冷器61、热沉62以及过渡热沉63，所述制冷器61安装于所述外壳5上；所述热沉62安装于所述制冷器61上；所述过渡热沉63安装于所述热沉62上，所述激光器芯片1安装于所述过渡热沉63上。

优选地，请参照图2，所述窄线宽激光器还包括隔离器7，所述隔离器7固定于所述外壳5上且位于所述容纳腔内，所述隔离器7位于所述预设光轴方向上且所述隔离器7的端面与所述预设光轴方向垂直，所述隔离器7位于所述第一透镜2和所述第二透镜3之间。隔离器7只允许单向光通过，从而提高激光器的稳定性。

优选地，请参照图2，所述激光器芯片1为dfb激光器芯片。

为了更好地理解本实用新型，以下结合图1-图3来对本实用新型提供的窄线宽激光器的工作过程进行详细说明：在使用时，激光器芯片1发射出发散光，发散光经过第一透镜2后，一部分被部分反射膜21反射回激光器芯片1，另一部分变成平行光射向第二透镜3，平行光经过第二透镜3后汇聚并进入光纤4。反馈回激光器芯片1的光起到压窄激光线宽的作用，由于部分反射膜21位于激光器内，因此激光器发出的激光的线宽和波长受外界环境(例如温度)、应力、光纤抖动等的影响很小。

实际测试表明，使用本实用新型提供的窄线宽激光器可以将普通的dfb激光器发射出的激光的线宽由兆赫兹量级压窄到100khz甚至10khz以内，不同的反射率压窄效果不同，弱反馈的情况下，可以将线宽压的更窄，且不影响dfb激光器li曲线的线性特性(图4a)，强反馈情况下，则会影响li曲线的线性特性(图4b)。

综上所述，本实用新型通过在第一透镜2远离激光器芯片1的端面上镀上部分反射膜21，并通过部分反射膜21将激光器芯片1发射出的部分激光反馈回激光器芯片1，从而压窄激光器芯片1发射出的激光的线宽，由于部分反射膜21位于激光器内，因此激光器发出的激光的线宽和波长受外界环境、应力、光纤抖动等的影响很小，从而提高了激光器性能的稳定性。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：

1.一种窄线宽激光器，其特征在于，包括：激光器芯片、第一透镜、第二透镜以及光纤，

所述激光器芯片用于沿着预设光轴方向发射激光；

所述第一透镜位于所述激光器芯片的一侧，所述第一透镜位于所述预设光轴方向上，所述第一透镜的端面与所述预设光轴方向垂直，所述第一透镜远离所述激光器芯片的端面上镀有部分反射膜；

所述第二透镜位于所述预设光轴方向上，所述第二透镜的端面与所述预设光轴方向垂直，所述第二透镜位于所述第一透镜远离所述激光器芯片的一侧；

所述光纤沿着所述预设光轴方向延伸，所述光纤位于所述第二透镜远离所述第一透镜的一侧。

2.如权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述窄线宽激光器还包括外壳，所述外壳具有一密闭的容纳腔，所述第一透镜及所述第二透镜均固定于所述外壳上且位于所述容纳腔内，所述光纤固定于所述外壳上，所述光纤的一端位于所述容纳腔内，所述光纤的另一端位于所述容纳腔外。

3.如权利要求2所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述窄线宽激光器还包括冷却装置，所述冷却装置固定于所述外壳上且位于所述容纳腔内，所述激光器芯片安装于所述冷却装置上。

4.如权利要求3所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述冷却装置包括制冷器、热沉以及过渡热沉，

所述制冷器安装于所述外壳上；

所述热沉安装于所述制冷器上；

所述过渡热沉安装于所述热沉上，所述激光器芯片安装于所述过渡热沉上。

5.如权利要求2所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述窄线宽激光器还包括隔离器，所述隔离器固定于所述外壳上且位于所述容纳腔内，所述隔离器位于所述预设光轴方向上且所述隔离器的端面与所述预设光轴方向垂直，所述隔离器位于所述第一透镜和所述第二透镜之间。

6.如权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述激光器芯片为dfb激光器芯片。

技术总结
本实用新型公开了一种窄线宽激光器，包括激光器芯片、第一透镜、第二透镜以及光纤，激光器芯片用于沿着预设光轴方向发射激光；第一透镜位于激光器芯片的一侧，第一透镜的端面与预设光轴方向垂直，第一透镜远离激光器芯片的端面上镀有部分反射膜；第二透镜位于预设光轴方向上且第二透镜的端面与预设光轴方向垂直，第二透镜位于第一透镜远离激光器芯片的一侧；光纤沿着预设光轴方向延伸，光纤位于第二透镜远离第一透镜的一侧。本实用新型的有益效果是：通过在第一透镜远离激光器芯片的端面上镀上部分反射膜，压窄激光器芯片发射出的激光的线宽，由于部分反射膜位于激光器内，激光的线宽和波长受外界环境、应力、光纤抖动等的影响很小。

技术研发人员：董旭光;王晓莉;程平;曾美琴;尹倩
受保护的技术使用者：武汉六九传感科技有限公司
技术研发日：2020.04.30
技术公布日：2021.01.15