TO封装的窄线宽半导体激光器的制作方法

本实用新型涉及一种激光器，特别涉及TO封装的窄线宽半导体激光器。

背景技术：

半导体激光器的光谱线宽大、温漂系数高，限制了其应用。目前能够压缩线宽的手段有DFB结构、DBR结构、外腔布拉格光栅等等。其中DFB结构和DBR结构制作工艺复杂，且稳定性差。外加布拉格光栅由于结构简单、稳定性好已经越来越多地用于半导体激光器的线宽压缩领域。

半导体激光器的封装形式中，TO形式结构简单，外形小巧，易于集成，但是传统的TO封装形式受限于体积和引脚数量，内部难以加入过多的光学和温控元件。目前的窄线宽半导体激光器基本都使用蝶形封装，引脚分布在激光器两侧，不易于集成。

技术实现要素：

本实用新型结合了布拉格光栅和TO封装的优点，将包含半导体激光器、光学整形系统和布拉格光栅在内的各元件安装在TO管壳侧壁形成的平台上，实现了TO形式封装的窄线宽半导体激光器。

技术方案：本实用新型所述的TO封装的窄线宽半导体激光器，使用圆形的TO管壳，引脚安装在TO底座上，方向与激光器光轴平行。在管壳侧壁的平台上，沿半导体激光器出光方向安装布拉格光栅和光学整形系统，其中布拉格光栅与半导体激光器共同构成谐振腔。

其中，半导体激光器可以是各种封装形式的半导体激光器，包括半导体激光器芯片、C-Mount型封装或者TO封装等。

其中，半导体制冷器冷端与热沉接触，热沉表面安装有热敏电阻，与半导体制冷器构成温度稳定系统。

其中，沿半导体激光器出光方向放置光学整形系统和布拉格光栅，布拉格光栅可以为体布拉格光栅或者光纤布拉格光栅，位置可以在光学整形系统之前或者之后。

其中，光学整形系统可以由多个元件组成，对激光的快慢轴方向分别进行整形，也可以由单个元件对快慢轴方向同时整形。

其中，在半导体激光器的前腔面、光学整形系统各元件以及体布拉格光栅表面镀增透膜。

其中，布拉格光栅的安装方向要保证半导体激光器出射的激光能够垂直或者以小于90°的角度入射到布拉格光栅。

附图说明

附图1为本实用新型的整体结构示意图。

附图2为光学整形系统由单个元件组成的光路示意图。

附图3为光学整形系统由多个元件组成的光路示意图。

图中，（1）为TO底座，（2）为TO管壳，（3）为引脚，（4）为半导体制冷器、（5）为热沉、（6）为半导体激光器、（7）为热敏电阻、（8）为光电探测器，（9）为光束整形系统，（10）为布拉格光栅。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步说明。

TO管壳为圆形，壳体一侧削平作为平台，各元件安装在该平台上，引脚安装在底座上。其中半导体制冷器（4）安装在TO管壳（2）上，热沉（5）安装到半导体制冷器（4）上，半导体激光器（6）安装到热沉（5）上。从半导体激光器出射的激光经过光束整形系统（9）后射入布拉格光栅（10），一部分光从布拉格光栅（10）出射，经过窗口片从管嘴出射，作为输出光；一部分光返回到半导体激光器（6）内部。由于布拉格光栅的波长选择性，返回半导体激光器内部的光谱宽度很窄，通过模式竞争后可以抑制其它波长的光激射，从而窄化了激光器的线宽。如图2、图3所示，光学整形系统（9）可由单个光学元件组成，对快慢轴方向上的激光同时整形，也可以由多个光学元件组成，分别对快慢轴方向上的激光进行整形。其中布拉格光栅（10）可以为体布拉格光栅或者光纤布拉格光栅，其位置可以在光学整形系统（9）之前或者之后，也可以放置在各光学元件之间。当激光器工作时，如果温度发生改变，则热沉（5）表面的热敏电阻（7）阻值发生变化，外部控制电路将改变半导体制冷器（4）的工作电流，以保证激光器工作在恒温条件下。

在本实施例中，使用TO封装，中心波长为976nm，输出光功率为500mW的半导体激光器，可实现0.2nm线宽的光谱输出。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，并且在应用上可以延伸到其他的修改、变化、应用和实施例，同时认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本实用新型的精神和范围内。