鏡的外部諧振腔內振蕩放大;而光柵14的0級光作為實施方式 一的輸出。
[0022] 圖4是本發明提供的【具體實施方式】二。如圖4所示，包括激光二極管21、準直透鏡 22、棱鏡擴束系統、光柵24與反射鏡25。其中，激光二極管21、準直透鏡22、棱鏡擴束系統的 作用與位置關系和【具體實施方式】一相同；不同之處在于，光柵24入射光的1級衍射光，入射 到反射鏡25上，經反射鏡25反射后又回光柵24,經光柵24再次衍射的1級光原路經過棱鏡擴 束系統與準直透鏡22后，回到激光二極管21，在反射鏡25和激光二極管21輸出端面為腔鏡 的諧振腔內振蕩放大;光柵24的0級光作為實施方式二的輸出。
[0023] 圖5是本發明提供的棱鏡擴束系統的某一【具體實施方式】。如圖5所示，棱鏡擴束系 統由四個Ξ棱鏡組成，所述的棱鏡擴束系統的棱鏡材料為融石英或者氣化巧，各個棱鏡的 入射角度為所需波長激光的布儒斯特角，出射光垂直于棱鏡另外一邊。
[0024] 圖6是本發明所述棱鏡擴束系統的擴束大原理示意圖。如圖6所示，該棱鏡擴束系 統包括一個Ξ棱鏡13，ii，i2分別為光束對Ξ棱鏡13的入射角（即激光二極管11波長對應的 布儒斯特角)和折射角，Wa，Wb分別為光束擴束前后橫截面尺寸，則棱鏡擴束系統的擴束系數 Μ同時也是Ξ棱鏡13的擴束系數，為：
進一步推廣到由η個Ξ棱鏡13組成的棱鏡擴束系統的擴束系數為：
其中，Μι，Μ2，· · ·，Μη分別為棱鏡1，2，..，η的擴束系數。
[00巧]參見US20020186741A1，可知由多個Ξ棱鏡與光柵組合的激光器系統中，輸出激光 的線寬的半高寬度A λ??可W由下式決定：
其中：0div為激光二極管光束水平方向的發散角，Μ為棱鏡擴束系統的擴束倍數，QB為激 光入射到光柵的角度。Nr為激光在諧振腔內的往返次數，λ為激光波長。通過上述公式可知， 增加棱鏡擴束系統的擴束系數Μ，即可W減小輸出激光的線寬，實現激光器的線寬壓窄。
[0026] 圖7為本發明【具體實施方式】一利用延時自外差法測量的線寬對比圖。該具體實施 方式中，準直透鏡12輸出直徑為3.8mm的平行光束;棱鏡擴束系統由兩個Ξ棱鏡13組成，Ξ 棱鏡13的入射角為56.5°，擴束倍數為1.59，棱鏡擴束系統的擴束倍數為2.53;諧振腔腔長 為83.2mm;延時自外差法測量中用的延時光纖長度為13.6Km。圖7中，橫坐標為頻率間隔，縱 坐標為信號強度，虛線表示本發明【具體實施方式】一的線寬數據，實線表示原有半導體激光 器的線寬數據。數據的3地衰減帶寬反映了激光的真實線寬，本發明【具體實施方式】一的3地 衰減帶寬為19.4KHZ，原有半導體激光器3地衰減帶寬為44.3KHZ。故本發明【具體實施方式】一 線寬測量值為19.4KHz/2 = 9.7邸Z，同時可W得到線寬被壓窄了44. ：3邸z/19.4K化=2.28 倍。
[0027] 圖8為本發明【具體實施方式】二利用延時自外差法測量的線寬對比圖。該具體實施 方式二中，光柵的入射角為79%其它參數與【具體實施方式】一基本一致。圖7中，橫坐標為頻 率間隔，縱坐標為信號強度，虛線為本發明【具體實施方式】二線寬數據，實線為原有半導體激 光器的線寬數據。本發明【具體實施方式】二的3地衰減帶寬為1.9Ifflz，原有半導體激光器3dB 衰減帶寬為4.2Ifflz。故本發明【具體實施方式】二線寬測量值為1.91(化/2 = 9.71(化，同時可^ 得到線寬被壓窄了 4.21(化/1.91(化=2.21倍。可^看出本發明【具體實施方式】二比實施方式 一的線寬又壓窄了一個數量級，運是由于光柵的兩次衍射造成的線寬壓窄。
[0028]雖然參照上述【具體實施方式】詳細地描述了本發明，但是應該理解本發明并不限于 所公開的實施方式，對于本專業領域的技術人員來說，可對其形式和細節進行各種改變。W 上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之 內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于棱鏡擴束的可調諧光柵外腔半導體激光器，包括激光二極管（11)、準直透 鏡（12 )、光柵（14 )，其特征在于，還包括一個或一個以上三棱鏡（13)組成的棱鏡擴束系統； 激光二極管（11)發出的激光經過準直透鏡（12)后、經過光柵（14)之前，被棱鏡擴束系統色 散放大;每個三棱鏡（13)的入射光角度均為激光二極管（11)波長對應的布儒斯特角;每個 三棱鏡（13)的出射光勻垂直于該三棱鏡（13)的出射棱邊;棱鏡擴束系統的出射光為光柵 (14)的入射光。2. -種基于棱鏡擴束的可調諧光柵外腔半導體激光器，包括激光二極管（21)、準直透 鏡(22 )、光柵(24 )、反射鏡(25 )，其特征在于，還包括若干個三棱鏡(23)組成的棱鏡擴束系 統;激光二極管(21)發出的激光經過準直透鏡(22)后、經過光柵(24)之前，被棱鏡擴束系統 色散放大;每個三棱鏡(23)的入射光角度均為激光二極管（21)波長對應的布儒斯特角;每 個三棱鏡(23)的出射光勻垂直于該三棱鏡（13)的出射棱邊;棱鏡擴束系統的出射光為光柵 (24)的入射光，光柵(24)的1級衍射光經過反射鏡(25)反射回光柵(24)后，沿原路返回激光 二極管(21)，光柵(24)的0級光作為可調諧光柵外腔半導體激光器的輸出。
【專利摘要】本發明提供一種基于棱鏡擴束的可調諧光柵外腔半導體激光器。技術方案是：包括激光二極管、準直透鏡、光柵，其特征在于，還包括一個或一個以上三棱鏡組成的棱鏡擴束系統，使得激光二極管發出的激光經過準直透鏡后，在經過光柵之前，被棱鏡擴束系統進行色散放大。每個三棱鏡的入射光角度均為激光二極管波長對應的布儒斯特角。每個三棱鏡的出射光勻垂直于該三棱鏡的出射棱邊。本發明加入了棱鏡擴束系統后，使激光器線寬進一步壓窄。
【IPC分類】H01S5/06, H01S5/14
【公開號】CN105655870
【申請號】
【發明人】鄒宏新, 伍越, 沈詠, 劉曲, 陳國柱
【申請人】中國人民解放軍國防科學技術大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年12月11日