阅读说明：本技术 一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器 (Tunable vertical light path narrow linewidth external cavity laser easy for mass production ) 是由 朱晓琪 段志儒 李建平 吴昊林 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及激光器技术领域,且公开了一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器,包括激光器壳体,激光器壳体的内壁左侧固定安装有VECSEL芯片,VECSEL芯片的右侧固定安装有光阑,激光器壳体上下两侧的内壁上均固定安装有位于光阑右侧的限位块,限位块的相对侧固定安装有准直透镜,激光器壳体上下两侧的内壁上均活动安装有位于准直透镜右侧的调谐块,调谐块的相对侧固定安装有滤光片。该量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器,通过设计基于VECSEL芯片的垂直外腔光路,相对于传统的边发射激光器,外腔光路易调节,从而达到了便于调节光路的目的,并且容易进行量产,降低了成本,提高其经济效益,使用也比较方便,光路的设计支持极高输出功率。(The invention relates to the technical field of lasers and discloses a tunable vertical light path narrow linewidth external cavity laser easy to produce in mass production. This tunable vertical light path narrow linewidth external cavity laser of volume production, through the perpendicular external cavity light path of design based on VECSEL chip, for traditional limit emission laser, the external cavity light path is easily adjusted to reached the purpose of being convenient for adjust the light path, and carry out the volume production easily, the cost is reduced improves its economic benefits, and it is also more convenient to use, and the design of light path supports high output.)

一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体为一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器。

背景技术

激光器为能发射激光的装置，而且可调谐激光器与其他传统的固态激光器相比，具有从近紫外到近红外的宽波段调谐范围，并且其本身尺寸小、线宽窄和光学效率高，这使其在光芯片实验室、通信、传感等领域具有重要的应用前景，并且外腔技术是激光器中非常重要的手段，常用于激光波长的调谐和线宽的压窄，同时外腔结构的激光器容易产生高输出功率，因此其在冷原子物理、环境监测、生物监测、工业测量和光谱学等诸多领域中被广泛应用，其中VECSEL激光器中文全称为垂直外腔面发射激光器，垂直外腔面发射激光器是激光器中的一种。

当前已有的外腔激光器结构，使用的多是FP激光器，激光器侧面发光后，经过外腔端面返回激光器芯片中，形成振荡，这一类外腔激光器的光路调节要求非常高，严重制约了产能和成本，不容易进行量产，降低了经济效益，同时不便于对光路进行调节，调节起来过程比较繁琐，使用起来很不方便，故而提出一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器来解决上述的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器，具备容易量产等优点，解决了当前已有的外腔激光器结构，使用的多是FP激光器，激光器侧面发光后，经过外腔端面返回激光器芯片中，形成振荡，这一类外腔激光器的光路调节要求非常高，严重制约了产能和成本，不容易进行量产，降低了经济效益，同时不便于对光路进行调节，调节起来过程比较繁琐，使用起来很不方便的问题。

(二)技术方案

为实现上述容易量产目的，本发明提供如下技术方案：一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器，包括激光器壳体，所述激光器壳体的内壁左侧固定安装有VECSEL芯片，所述VECSEL芯片的右侧固定安装有光阑，所述激光器壳体上下两侧的内壁上均固定安装有位于光阑右侧的限位块，所述限位块的相对侧固定安装有准直透镜，所述激光器壳体上下两侧的内壁上均活动安装有位于准直透镜右侧的调谐块，所述调谐块的相对侧固定安装有滤光片，所述激光器壳体上下两侧的内壁上均活动安装有位于滤光片右侧的活动块，所述活动块的相对侧固定安装有反射镜，所述反射镜的右侧固定安装有压电陶瓷片，所述激光器壳体的右侧活动安装有与压电陶瓷片固定连接的出光外腔。

优选的，所述激光器壳体的内壁上开设有滑槽，且活动块通过滑槽与壳体活动连接。

优选的，所述VECSEL芯片的基板上固定安装有VECSEL激光器，VECSEL激光器的结构中包含衬底，背光面高反射率分布式布拉格反射区(DBR)，出光面低反射率分布式布拉格反射区(DBR)，有源区、抗氧化层和电极，相对于一般的VCSEL激光器芯片，其有源层的两侧中只有一侧是DBR高反射率区，另一侧只有少数层数的DBR，构成中低反射率，通过抗氧化层保护后直接出光。

优选的，所述光阑的横截面呈圆状，且光阑位于述VECSEL芯片的出光处。

优选的，所述滤光片与激光器壳体活动连接，且滤光片位于激光器壳体处于同一条中心线上。

优选的，所述准直透镜的左侧为平面，且准直透镜的右侧为圆弧状。

优选的，所述反射镜上镀有一定反射率的反射膜，且反射膜呈均匀分布于反射镜的外侧，反射镜的内侧镀有高透过率的增透膜。

优选的，所述压电陶瓷片的中心处是挖空透光的，且压电陶瓷片呈圆环状。

优选的，所述出光外腔外侧采用光滑设计，且光外腔通过螺纹与压电陶瓷片进行固定连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器，具备以下有益效果：

1、该易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器，通过设置VECSEL芯片，在进行使用时，将正电极和负电极接上电源，VECSEL芯片的发光面通过抗氧化层保护后直接出光，发出的光先经过准直透镜，准直后的光经过滤光片进行选模，之后再垂直入射到反射镜上，入射到反射镜上的光，其透射光作为最终激光器的出射光，其反射光会原路返回VECSEL芯片的发光面，完成一次激光的振荡，同时通过对压电陶瓷片进行周期性的电信号驱动，可以对压电陶瓷片的纵向产生形变，从而周期性地改变激光器振荡光路的等效腔长，产生线性调频激光，由于激光器的出光光斑为圆形，相对于传统的边发射激光器，外腔光路易调节，从而达到了便于调节光路的目的，并且容易进行量产，降低了成本，提高其经济效益，使用也比较方便。

2、该易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器，通过设置压电陶瓷片，压电陶瓷片的中心处是挖空的，在进行使用时，光斑会透过压电陶瓷片，透光的整体光路垂直发光，该激光器发射光信号容易与光波导集成，可作为片上光源，降低光源的在传播过程中的消耗，提高光的输出强度，而且由于外腔的部分不需要承受高能量密度，因而可以忍受极大的光功率输出，从而可以提高光功率的输出，这样能够提高其适用性，能够使激光器在更多的情况中进行使用，值得推广使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器结构示意图。

图中：1激光器壳体、2VECSEL芯片、3光阑、4限位块、5准直透镜、6调谐块、7滤光片、8活动块、9反射镜、10压电陶瓷片、11出光镜筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器，包括激光器壳体1，激光器壳体1的内壁上开设有滑槽，且活动块8通过滑槽与壳体1活动连接，激光器壳体1的内壁左侧固定安装有VECSEL芯片2，VECSEL芯片2的基板上固定安装有VECSEL激光器，VECSEL激光器的结构中包含衬底，背光面高反射率分布式布拉格反射区DBR，出光面低反射率分布式布拉格反射区DBR，有源区、抗氧化层和电极，相对于一般的VCSEL激光器芯片，其有源层的两侧中只有一侧是DBR高反射率区，另一侧只有少数层数的DBR，构成中低反射率，通过抗氧化层保护后直接出光，VECSEL芯片2的右侧固定安装有光阑3，光阑3的横截面呈圆状，且光阑3位于述VECSEL芯片2的出光处，激光器壳体1上下两侧的内壁上均固定安装有位于光阑3右侧的限位块4，限位块4的相对侧固定安装有准直透镜5，准直透镜5的左侧为平面，且准直透镜5的右侧为圆弧状，激光器壳体1上下两侧的内壁上均活动安装有位于准直透镜5右侧的调谐块6，调谐块6的相对侧固定安装有滤光片7，滤光片7与激光器壳体1活动连接，且滤光片7位于激光器壳体1处于同一条中心线上，激光器壳体1上下两侧的内壁上均活动安装有位于滤光片7右侧的活动块8，活动块8的相对侧固定安装有反射镜9，反射镜9上镀有一定反射率的反射膜，且反射膜呈均匀分布于反射镜9的外侧，反射镜9的内侧镀有高透过率的增透膜，反射镜9的右侧固定安装有压电陶瓷片10，压电陶瓷片10的中心处是挖空透光的，且压电陶瓷片10呈圆环状，激光器壳体1的右侧活动安装有与压电陶瓷片10固定连接的出光镜筒11，出光镜筒11外侧采用光滑设计，且出光镜筒11通过螺纹与压电陶瓷片10进行固定连接，通过设置VECSEL芯片2，在进行使用时，将正电极和负电极接上电源，VECSEL芯片2的发光面通过抗氧化层保护后直接出光，发出的光先经过准直透镜5，准直后的光经过滤光片7进行选模，之后再垂直入射到反射镜9上，入射到反射镜9上的光，其透射光作为最终激光器的出射光，其反射光会原路返回VECSEL芯片2的发光面，完成一次激光的振荡，同时通过对压电陶瓷片10进行周期性的电信号驱动，可以对压电陶瓷片10的纵向产生形变，从而周期性地改变激光器振荡光路的等效腔长，产生线性调频激光，由于激光器的出光光斑为圆形，相对于传统的边发射激光器，外腔光路易调节，从而达到了便于调节光路的目的，并且容易进行量产，降低了成本，提高其经济效益，使用也比较方便。

综上所述，该易量产的可调谐垂直光路窄线宽外腔激光器，通过设置VECSEL芯片2，在进行使用时，将正电极和负电极接上电源，VECSEL芯片2的发光面通过抗氧化层保护后直接出光，发出的光先经过准直透镜5，准直后的光经过滤光片7进行选模，之后再垂直入射到反射镜9上，入射到反射镜9上的光，其透射光作为最终激光器的出射光，其反射光会原路返回VECSEL芯片2的发光面，完成一次激光的振荡，同时通过对压电陶瓷片10进行周期性的电信号驱动，可以对压电陶瓷片10的纵向产生形变，从而周期性地改变激光器振荡光路的等效腔长，产生线性调频激光，由于激光器的出光光斑为圆形，相对于传统的边发射激光器，外腔光路易调节，从而达到了便于调节光路的目的，并且容易进行量产，降低了成本，提高其经济效益，使用也比较方便，通过设置压电陶瓷片10，压电陶瓷片10的中心处是挖空的，在进行使用时，光斑会透过压电陶瓷片10，透光的整体光路垂直发光，该激光器发射光信号容易与光波导集成，可作为片上光源，降低光源的在传播过程中的消耗，提高光的输出强度，而且由于外腔的部分不需要承受高能量密度，因而可以忍受极大的光功率输出，从而可以提高光功率的输出，这样能够提高其适用性，能够使激光器在更多的情况中进行使用，值得推广使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。