一种模场分布可控的外腔半导体激光器的制作方法

1.本实用新型属于激光器领域，具体为一种模场分布可控的外腔半导体激光器。


背景技术：

2.现有生活中，激光器在工业加工、通信、传感、医疗等领域发挥着重要的作用，尤其是半导体激光器，受益于其高集成度和低成本的优势，市场需求越来越大。对激光器而言，模场分布是重要的特征，对下游应用，比如均匀照明，光纤耦合，长距离准直等都具有重要的意义，一般而言，多模激光器的功率和量子效率更高，但是光束质量会更差，而单模激光器的功率和量子效率更低，但是光束质量会更好，多数的激光器应用要求激光器的模场分布为基模，以实现更好的光束质量输出，传统的方法是在激光器的谐振腔内做出仅适合单模传输的波导，比如半导体激光器中常用的脊波导、掩埋异质结波导，但是由于基模的模式体积较小，无法充分利用半导体芯片内的增益，从而使得基模输出的半导体激光器往往发光效率低，输出功率低，同时部分的照明需求和高端科研应用，要求激光器工作在特殊的高级模场分布下，导致极高的半导体激光器的波导设计和加工难度。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种模场分布可控的外腔半导体激光器，解决了背景技术中提到的问题。
4.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种技术方案：
5.一种模场分布可控的外腔半导体激光器，包括半导体增益芯片，所述半导体增益芯片的一侧设置有傅里叶变换镜组，所述傅里叶变换镜组远离半导体增益芯片的一侧设置有空间模场选择器，所述空间模场选择器远离傅里叶变换镜组的一侧设置有共轭反射镜。
6.作为优选，所述半导体增益芯片由一个宽条型波导的fp芯片构成。
7.作为优选，所述半导体增益芯片靠近傅里叶变换镜组的一端镀有增透膜。
8.作为优选，所述半导体增益芯片远离傅里叶变换镜组的一端镀有反射膜。
9.作为优选，所述空间模场选择器由经过刻蚀处理的玻璃或者表面镀有导电玻璃薄膜的玻璃制作而成。
10.本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型相对于传统的单模半导体激光器，实现了更高的量子效率，提高了输出光功率，并且实现了更低的制造成本，更易量产，同时实现了可控的模场输出，提高了光束质量，即可以低成本地实现任意可控的激光器模场输出，在激光照明，激光通信、激光传感等领域具有重要价值。
附图说明：
11.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
12.图1是本实用新型整体结构示意图。
13.图中：1、半导体增益芯片；2、傅里叶变换镜组；3、空间模场选择器；4、共轭反射镜。
具体实施方式：
14.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。实施例：
15.如图1所示，本实用新型提供一种模场分布可控的外腔半导体激光器，包括半导体增益芯片1，半导体增益芯片1用于为激光器提供光学增益能力；半导体增益芯片1的一侧设置有傅里叶变换镜组2，傅里叶变换镜组2用于对经过半导体增益芯片1进行增益之后的光进行空间傅里叶变换；傅里叶变换镜组2远离半导体增益芯片1的一侧设置有空间模场选择器3，空间模场选择器3用于将经过傅里叶变换后的光场进行滤波处理；空间模场选择器3远离傅里叶变换镜组2的一侧设置有共轭反射镜4，共轭反射镜4用于将入射在其上的光场进行原路反射。
16.进一步的，半导体增益芯片1由一个宽条型波导的fp芯片构成，使得激光器的输出功率更高，更充分地利用了增益，提高了量子效率。
17.进一步的，半导体增益芯片1靠近傅里叶变换镜组2的一端镀有增透膜，便于更好的为激光器提供光学增益能力。
18.进一步的，半导体增益芯片1远离傅里叶变换镜组2的一端镀有反射膜，便于更好的增加半导体增益芯片1的使用效果。
19.进一步的，空间模场选择器3由经过刻蚀处理的玻璃或者表面镀有导电玻璃薄膜的玻璃制作而成，便于更好的构成空间模场选择器3。
20.具体的：将设备安装在指定的位置，然后光经过半导体增益芯片1，通过半导体增益芯片1由一个宽条型波导的fp芯片构成，其一端镀有正常的中低反射率膜，另一端镀有高透过率的增透膜，为激光器提供光学增益能力，经过半导体增益芯片1进行增益之后的光经过傅里叶变换镜组2进行空间傅里叶变换，经过变换之后的模场经过空间模场选择器3进行滤波处理，从而构造对应的激光器输出模场，经过选模后的光场，被一个共轭反射镜4反射，经过反射后的光场，原路返回至半导体增益芯片1，完成谐振腔内的振荡，最后从半导体增益芯片1的左侧输出，通过设置半导体增益芯片1使得激光器的输出功率更高，更充分地利用了增益，提高了量子效率，同时通过设置傅里叶变换镜组2与空间模场选择器3，实现了光场的可控输出，并且通过设置共轭反射镜4，提高了外腔结构生产的便捷性。
21.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
22.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
23.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；
可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种模场分布可控的外腔半导体激光器，包括半导体增益芯片(1)，其特征在于，所述半导体增益芯片(1)的一侧设置有傅里叶变换镜组(2)，所述傅里叶变换镜组(2)远离半导体增益芯片(1)的一侧设置有空间模场选择器(3)，所述空间模场选择器(3)远离傅里叶变换镜组(2)的一侧设置有共轭反射镜(4)。2.根据权利要求1所述的一种模场分布可控的外腔半导体激光器，其特征在于，所述半导体增益芯片(1)由一个宽条型波导的fp芯片构成。3.根据权利要求1所述的一种模场分布可控的外腔半导体激光器，其特征在于，所述半导体增益芯片(1)靠近傅里叶变换镜组(2)的一端镀有增透膜。4.根据权利要求1所述的一种模场分布可控的外腔半导体激光器，其特征在于，所述半导体增益芯片(1)远离傅里叶变换镜组(2)的一端镀有反射膜。5.根据权利要求1所述的一种模场分布可控的外腔半导体激光器，其特征在于，所述空间模场选择器(3)由经过刻蚀处理的玻璃或者表面镀有导电玻璃薄膜的玻璃制作而成。

技术总结
本实用新型公开了一种模场分布可控的外腔半导体激光器，包括半导体增益芯片，半导体增益芯片的一侧设置有傅里叶变换镜组，傅里叶变换镜组远离半导体增益芯片的一侧设置有空间模场选择器，空间模场选择器远离傅里叶变换镜组的一侧设置有共轭反射镜，本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型相对于传统的单模半导体激光器，实现了更高的量子效率，提高了输出光功率，并且实现了更低的制造成本，更易量产，同时实现了可控的模场输出，提高了光束质量，即可以低成本地实现任意可控的激光器模场输出，在激光照明，激光通信、激光传感等领域具有重要价值。具有重要价值。具有重要价值。


技术研发人员：朱晓琪
受保护的技术使用者：微源光子（深圳）科技有限公司
技术研发日：2021.05.20
技术公布日：2021/11/2