外腔半导体激光器的设计与高次谐波稳频

首先讨论了半导体激光器外腔结构参量对激光连续可调范围影响的理论计算方法,给出了Littrow结构外腔半导体激光器调谐范围的计算结果。然后介绍了半导体激光器外腔结构参量的具体设计,利用该设计得到了出射激光线宽小于1MHz、连续可调谐范围可达3GHz的780nm波段外腔半导体激光器。接着讨论了利用腔外饱和吸收谱的三次谐波稳频方法对半导体激光器进行稳频,优化激光频率短期稳定度的方法。最后根据该优化方法设计出稳频系统对半导体激光器进行稳频,得到了稳定度达到10-12量级的半导体激光输出。

外腔半导体激光器中激光二极管端面反射率的谱特性分析

考虑到端面反射率与波长有关 ,且带宽有限的实验事实 ,以及增益谱随载流子密度变化的因素 ,着重分析了激光二极管 (L D)镀膜端面反射率带宽、极小波长位置参量对光栅外腔激光器 (ECL D)调谐范围的影响。分析表明 ,除了 L D镀膜端面剩余反射率值、外腔反馈效率等因素之外 ,增大反射率带宽、精确控制极小波长位置是进一步挖掘 ECL D调谐范围的有效措施。增大反射率带宽 ,可更有效地提高参考载流子密度 ,延伸长波长端调谐区域 ,抑制 F- P腔影响。在确定的条件下 ,优化后的极小波长位置对应于调谐范围的极大值。

减反射膜与外腔半导体激光器调谐范围

由于镀了减反射膜的半导体激光二极管端面的反射曲线的谱宽有限，而且，增益峰值波长随载流子密度的变化，因而实际上起作用的反射率通常都比能测到的最低反射率高，在腔内可建立的载流子密度的上限比预期的低。在考虑了这些因素后，计算了用这种管子作外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）的增益介质时。

外腔中激光二极管模式内的调谐

作为研究外腔半导体激光器（ＥＣＬＤ）双稳特性的第一步，我们研究了在激光二极管模式内可能实现外腔振荡的相对调谐范围，在此基础上，我们导出了归一化到激光二极管模式间距的相对调谐范围，讨论了外腔反射率的影响。

宽调谐外腔式1.53μm近红外半导体激光器研究

采用闪耀光栅作为模式选择元件研制1.53μm外腔式半导体激光器,研究光栅衍射角、温度、电流对激光器输出特性的影响和P-I特性。利用单角度面SAF(Single-Angle-Facet)型芯片、改进型Littrow外腔结构实现了激光器宽调谐、单纵模激光输出,连续运转模式下最大调谐范围132nm(479cm^(–1)),最高输出功率60m W;脉冲运转模式下(占空比50%)最大调谐范围126nm(533cm^(–1)),最高输出功率26.8m W;连续模式下获得最窄线宽25pm。