一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置及锁模激光器的制作方法

1.本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置及锁模激光器。


背景技术：

2.半导体可饱和吸收镜(sesam，semiconductor saturable absorber mirror)的基本结构就是把反射镜与半导体可饱和吸收体结合在一起。底层一般为半导体反射镜，其上生长一层半导体可饱和吸收体薄膜，最上层可能生长一层反射镜或直接利用半导体与空气的界面作为反射镜，这样上下两个反射镜就形成了一个法布里-珀罗腔，通过改变吸收体的厚度以及两反射镜的反射率，可以调节吸收体的调制深度和反射镜的带宽。
3.现有的一些设有sesam的激光器在使用时，由于光束仅穿过sesam的一个点，并且由于激光的能力较大，因此仅穿过sesam的一个点容易使sesam的那个点损坏，因此sesam的使用寿命一般较短，更换周期也相对较短；并且会频繁的需要拆卸调试，提高了人力和时间的消耗；而一些sesam的换点装置一般是将光纤准直器进行移动，或是移动sesam，极大的增加了成本。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置及锁模激光器，以实现sesam的工作点切换操作，解决了sesam换点精度难以控制和换点数量较少的问题，从而延长sesam的使用寿命。
5.根据本实用新型的一方面，提供了一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置，包括：
6.壳体；
7.半导体可饱和吸收镜，固定于所述壳体的第一端；
8.光束偏移部，所述光束偏移部位于所述壳体内部，所述光束偏移部与所述壳体活动连接，所述光束偏移部包括至少一片偏移透镜；
9.激光经过所述壳体的第二端入射至所述壳体内，经过所述偏移透镜透射后入射至所述半导体可饱和吸收镜的第一工作点，所述光束偏移部带动所述偏移透镜转动预设角度，所述激光经过所述偏移透镜透射后入射至所述半导体可饱和吸收镜的第二工作点。
10.可选的，所述光束偏移部带动所述偏移透镜转动一次，切换一次所述半导体可饱和吸收镜的工作点。
11.可选的，所述光束偏移部带动所述偏移透镜沿所述偏移透镜的中心点旋转，所述半导体可饱和吸收镜的多个工作点位于同一条直线上。
12.可选的，所述壳体为筒状结构；
13.所述光束偏移部包括筒体，所述偏移透镜固定于所述筒体内，所述偏移透镜所在平面与所述筒体的轴线不垂直，所述筒体带动所述偏移透镜绕所述筒体的轴线旋转，所述
半导体可饱和吸收镜的多个工作点位于同一圆环上。
14.可选的，所述光束偏移部包括蜗轮蜗杆组件、齿轮组件、带轮组件或链轮组件，用于带动所述筒体绕所述筒体的轴线旋转。
15.可选的，所述的半导体可饱和吸收镜工作点切换装置，还包括准直组件，所述准直组件固定于所述壳体的第二端。
16.可选的，所述半导体可饱和吸收镜、所述偏移透镜和所述准直组件共光轴设置。
17.可选的，所述壳体内还包括至少一个反射镜，所述准直组件出射的激光，经过至少一个所述反射镜反射后，经过所述偏移透镜透射后入射至所述半导体可饱和吸收镜的工作点。
18.可选的，所述准直组件包括光纤准直器。
19.根据本实用新型的另一方面，提供了一种锁模激光器，包括本实用新型任一实施例的半导体可饱和吸收镜工作点切换装置。
20.本实用新型实施例提供的一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置及锁模激光器，其中sesam工作点切换装置包括壳体；半导体可饱和吸收镜，固定于壳体的第一端；光束偏移部，光束偏移部位于壳体内部，光束偏移部与壳体活动连接，光束偏移部包括至少一片偏移透镜；激光经过壳体的第二端入射至壳体内，经过偏移透镜透射后入射至半导体可饱和吸收镜的第一工作点，光束偏移部带动偏移透镜转动预设角度，激光经过偏移透镜透射后入射至半导体可饱和吸收镜的第二工作点。本实用新型实施例通过sesam工作点切换装置中的光束偏移部解决了sesam中换点数量少导致的换点处易损坏的问题，有效延长了sesam的使用寿命。
21.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的另一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例提供的又一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的一种半导体可饱和吸收镜工作点切换的运动轨迹示意图；
27.图5为本实用新型实施例提供的又一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例提供的另一种半导体可饱和吸收镜工作点切换的运动轨迹示意图；
29.图7为本实用新型实施例提供的又一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图；
30.图8为本实用新型实施例提供的又一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
32.需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
33.图1为本实用新型实施例提供的一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图，该装置可适用于对sesam工作点进行切换操作的情况，包括：
34.壳体101；
35.壳体101由内、外两个曲面围成，壳体101的内力特征使得它比平板能更充分地利用材料强度，从而具有更大的承载能力。可选的，壳体101为筒状结构。
36.半导体可饱和吸收镜102，固定于壳体101的第一端106；
37.半导体可饱和吸收镜102的基本结构是把反射镜与半导体可饱和吸收体结合在一起。底层一般为半导体反射镜，其上生长一层半导体可饱和吸收体薄膜，最上层可能生长一层反射镜或直接利用半导体与空气的界面作为反射镜，这样上下两个反射镜就形成了一个法布里-珀罗腔，通过改变吸收体的厚度以及两反射镜的反射率，可以调节吸收体的调制深度和反射镜的带宽。半导体可饱和吸收镜102固定于壳体101的第一端106，用于接收传输过来的光束。
38.光束偏移部103，光束偏移部103位于壳体101内部，光束偏移部103与壳体101活动连接，光束偏移部103包括至少一片偏移透镜104；
39.光束偏移部103位于壳体101内部，用于将接收到的光束偏移一定的角度，再按照偏移后的角度进行后续传输。光束偏移部103与壳体101活动连接，光束偏移部103包括至少一片偏移透镜104，光束偏移部103主要通过偏移透镜104的折射来改变光束传播的方向，进而光束偏移部103应至少包括一片偏移透镜104。示例性的，图1所示的半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图，包括一片偏移透镜104，图2为本实用新型实施例提供的另一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图，包括两片偏移透镜104。
40.激光经过壳体101的第二端105入射至壳体101内，经过偏移透镜104透射后入射至半导体可饱和吸收镜102的第一工作点，光束偏移部103带动偏移透镜104转动预设角度，激
光经过偏移透镜104透射后入射至半导体可饱和吸收镜102的第二工作点。
41.在光束偏移部103未带动偏移透镜104转动时，激光经过壳体101的第二端105入射至壳体101内，再经由偏移透镜104透射后入射至半导体可饱和吸收镜102，此时光在半导体可饱和吸收镜102上的落点为第一工作点。在光束偏移部103带动偏移透镜104转动前，可以先对转动预设一个角度，其中这个角度可以根据实际情况设计，然后光束偏移部103带动偏移透镜104转动该预设角度后，激光经过偏移透镜104透射后入射至半导体可饱和吸收镜102的工作点为第二工作点。
42.可选的，光束偏移部103带动偏移透镜104转动一次，切换一次半导体可饱和吸收镜的工作点。
43.预设转动角度的不同，使得光束偏移部103带动偏移透镜104转动一次，可以得到一次半导体可饱和吸收镜102的工作点，完成工作点的切换操作。
44.本实用新型实施例的技术方案，使得半导体可饱和吸收镜的工作点可以完成切换操作，解决了半导体可饱和吸收镜换点数量较少的问题，提高了半导体可饱和吸收镜的使用寿命。
45.图3为本实用新型实施例提供的又一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图，该图可由图1中的光束偏移部103带动偏移透镜104沿偏移透镜104的中心点旋转得到，旋转方向如图3所示。通过该旋转方法得到半导体可饱和吸收镜102的多个工作点位于同一条直线上。
46.在光束偏移部103带动偏移透镜104沿偏移透镜104的中心点旋转时，偏移透镜104本身在光束偏移部103内放置的角度会相应变化，变化方向参考图3，经过偏移透镜104的光束落在半导体可饱和吸收镜102的多个工作点，则位于同一条直线上。示例性的，图4为本实用新型实施例提供的一种半导体可饱和吸收镜工作点切换的运动轨迹示意图，参考图4，经过偏移透镜104的光束落在半导体可饱和吸收镜102的多个工作点，位于同一条直线上，可以是水平的、倾斜的或垂直的。
47.通过光束偏移部103带动偏移透镜104沿偏移透镜104的中心点旋转，可以在半导体可饱和吸收镜102上产生多个位于同一直线上的工作点，解决了半导体可饱和吸收镜102换点数量较少的问题。
48.图5为本实用新型实施例提供的又一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图，可适用于对半导体可饱和吸收镜工作点进行切换操作的情况，参考图5，壳体101为筒状结构；光束偏移部103包括筒体109，偏移透镜104固定于筒体109内，偏移透镜104所在平面与筒体109的轴线不垂直，筒体109带动偏移透镜104绕筒体109的轴线旋转，半导体可饱和吸收镜102的多个工作点位于同一圆环上。
49.光束偏移部103包括偏移透镜104，以及可以放置偏移透镜104的装置，该装置可通过活动连接方式保证与壳体之间的连接，可以是筒体109。偏移透镜104放置于筒体109内，如果偏移透镜104所在平面与筒体109的轴线垂直，则筒体109带动偏移透镜104绕筒体109的轴线旋转，旋转方向参考图5，半导体可饱和吸收镜102的多个工作点可能位于同一工作点上，因此偏移透镜104所在平面与筒体109的轴线不垂直，偏移角度可以为大于0度，小于90度的角度值。由于偏移透镜104有一定的偏移角度，通过筒体109带动偏移透镜104绕筒体109的轴线旋转，则经过偏移透镜104后的光束落在半导体可饱和吸收镜102的多个工作点
位于同一圆环上。示例性的，图6为本实用新型实施例提供的另一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的运动轨迹示意图，其中的内测最小的圆环表示落在半导体可饱和吸收镜102的工作点，为环形。
50.可选的，光束偏移部103包括蜗轮蜗杆组件、齿轮组件、带轮组件或链轮组件，用于带动筒体109绕筒体109的轴线旋转。
51.示例性的，连接部分由蜗轮蜗杆组件107和108组成。
52.图7为本实用新型实施例提供的又一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图，可适用于对半导体可饱和吸收镜工作点进行切换操作的情况，该装置包括：
53.壳体101；
54.半导体可饱和吸收镜102，固定于壳体101的第一端106；
55.光束偏移部103，光束偏移部103位于壳体101内部，光束偏移部103与壳体101活动连接，光束偏移部103包括至少一片偏移透镜104；
56.激光经过壳体101的第二端105入射至壳体101内，经过偏移透镜104透射后入射至半导体可饱和吸收镜102的第一工作点，光束偏移部103带动偏移透镜104转动预设角度，激光经过偏移透镜104透射后入射至半导体可饱和吸收镜102的第二工作点。
57.准直组件110，准直组件110固定于壳体的第二端105。
58.准直组件110属于光纤通信光器件的用于输入输出的一个光学元件，使光最大效率的耦合进入所需的器件中或光信号最大效率的接受，可选的，准直组件包括光纤准直器。准直组件110固定于壳体的第二端105，使得光束在进入壳体101后便能以最大效率的进行后续传输。
59.可选的，半导体可饱和吸收镜102、偏移透镜104和准直组件110共光轴设置。
60.半导体可饱和吸收镜工作点切换装置中，若装置中各光学元件不共轴，差值较大的，在半导体可饱和吸收镜102上根本就得不到落点；差值较小的，即使在半导体可饱和吸收镜102上得到落点，也是质量较差的点。这样，测量精度就不高，即增大了误差，甚至会引起切换不成功。所以，在本半导体可饱和吸收镜工作点切换装置中，半导体可饱和吸收镜102、偏移透镜104和准直组件110要进行共光轴设置，进而减小误差，提高精度。
61.图8为本实用新型实施例提供的又一种半导体可饱和吸收镜工作点切换装置的结构示意图，可适用于对半导体可饱和吸收镜工作点进行切换操作的情况，
62.可选的，壳体101内还包括至少一个反射镜111，准直组件110出射的激光，经过至少一个反射镜111反射后，经过偏移透镜104透射后入射至半导体可饱和吸收镜102的工作点。
63.光束进入壳体101内后，先经过准直组件110得到最大效率传输，之后再通过至少一个反射镜111完成反射。反射镜111主要是利用反射定律工作的光学元件，采用高反射比的反射镜可使激光器的输出功率成倍提高，且是第一反射面反射，反射图像不失真，无重影。经反射后的光束，继续通过偏移透镜104透射后入射至半导体可饱和吸收镜102的工作点。
64.本实用新型实施例解决了在光束半导体可饱和吸收镜102、偏移透镜104与准直组件110未共光轴设置的情况下，光可以从不同入射角度进入壳体内，仍能切换光束半导体可饱和吸收镜102工作点的问题。
65.本实用新型实施例还提供了一种锁模激光器，包括本实用新型任一实施例的半导体可饱和吸收镜工作点切换装置。
66.锁模激光器是利用主动或被动锁模技术发射周期性超短脉冲串的激光器，其中包括半导体可饱和吸收镜的激光器为被动锁模激光器。锁模激光器可以是半导体激光器、光纤激光器和固体激光器等。
67.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。