專利名稱：原子光反饋穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器，尤其涉及原子作頻率基準(zhǔn)的光反饋穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型由半導(dǎo)體激光器組件、準(zhǔn)直組件、頻率基準(zhǔn)源和輸出耦合器組成，其特征是，頻率基準(zhǔn)源采用原子法拉第效應(yīng)器件。
原子光反饋穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器的原理是原子法拉第效應(yīng)器件對不同的頻率有不同透射率，將其放入穩(wěn)頻激光器的諧振腔內(nèi)，腔的損耗會(huì)隨頻率的不同而改變，其中透射率最高的頻率對應(yīng)的損耗最小，諧振腔對這種頻率最有利，因此，這種頻率的起振閾值最低，模式競爭力最大，使激光器自動(dòng)的鎖定在這一輸出頻率上。并且每一透射帶的帶寬在0.001nm量級，比半導(dǎo)體激光器自由運(yùn)行的波長漂移量低3個(gè)數(shù)量級。
利用原子法拉第效應(yīng)器件具有多個(gè)高透射率頻率點(diǎn)的特點(diǎn)，半導(dǎo)體激光器可有多個(gè)輸出頻率供選擇(如銫原子在852nm附近有4種頻率)，這些頻率鎖定點(diǎn)的位置居于原子超精細(xì)共振線的兩側(cè)，而超精細(xì)共振線的頻率位置是不受外界環(huán)境影響的，因此鎖頻點(diǎn)穩(wěn)定。此外，原子法拉第效應(yīng)器件的另一特點(diǎn)是其透射譜型可通過其工作溫度和磁場進(jìn)行調(diào)整，從而可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)穩(wěn)頻激光器的輸出頻率。在這一點(diǎn)上，采用原子躍遷譜線穩(wěn)頻方式是難以做到的。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果由于利用原子法拉第效應(yīng)的器件作為頻率基準(zhǔn)源的光反饋穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器，使之既具有原子躍遷譜線頻率基準(zhǔn)的穩(wěn)定性，又具有光反饋的結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，還可以通過改變原子法拉第效應(yīng)的器件的磁場、溫度及半導(dǎo)體激光器的電流對輸出頻率進(jìn)行調(diào)整。
圖2是原子法拉第效應(yīng)器件的四個(gè)透射頻譜。
其中1半導(dǎo)體激光器組件、2準(zhǔn)直組件、3原子法拉第效應(yīng)器件、4輸出耦合器、5半導(dǎo)體激光器、6透鏡、7內(nèi)外有螺紋的圓筒、8堿金屬蒸汽泡、9亥姆霍茲線圈、10恒溫恒流控制器、11偏振片、12部分反射鏡、13多維調(diào)節(jié)架、14恒溫恒流控制器、15保溫筒、16圓桶、17蓋子、18圓環(huán)行制冷片、19金屬圓環(huán)、20圓形支架、21電熱絲、22感溫控溫元件、23金屬桿。
由

圖1所知，本實(shí)用新型由半導(dǎo)體激光器組件1、準(zhǔn)直組件2、原子法拉第效應(yīng)器件3和輸出耦合器4四部分組成。
半導(dǎo)體激光器組件1的外層是一個(gè)帶蓋子17的圓桶16，圓桶16的底部中心處有一小圓孔，緊貼桶底內(nèi)側(cè)安置圓環(huán)行制冷片18，緊貼制冷片安置一金屬圓環(huán)19，在金屬圓環(huán)的中心鑲嵌半導(dǎo)體激光器5。在蓋子17的內(nèi)側(cè)固定恒溫恒流控制器14。
準(zhǔn)直組件2的透鏡組6固定在一個(gè)內(nèi)外有螺紋的圓筒7中，圓筒在圓形支架20中可以旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，支架20固定在半導(dǎo)體激光器組件1的圓桶16底部中心的外側(cè)。
原子法拉第效應(yīng)器件3的外層為保溫筒15，保溫筒15的壁中鑲嵌亥姆霍茲線圈9，保溫筒15內(nèi)放置圓柱形堿金屬蒸汽泡8，在保溫筒15和堿金屬蒸汽泡8之間安置電熱絲21和感溫控溫元件22，通過導(dǎo)線與恒溫恒流控制器10相連，保溫筒15的兩端固定兩個(gè)相互正交的偏振片11。
輸出耦合器4的多維調(diào)節(jié)架13中心有圓孔，在圓孔中鑲嵌部分反射鏡12。
輸出耦合器4和原子法拉第效應(yīng)器件3固定在三根金屬桿23上，三根金屬桿23呈正三角形分布，固定在半導(dǎo)體激光器組件1的圓桶16底部的外側(cè)。
半導(dǎo)體激光器組件1的半導(dǎo)體激光器、準(zhǔn)直組件2的透鏡組6和輸出耦合器4的部分反射鏡12的光軸同軸。
權(quán)利要求1.原子光反饋穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器，由半導(dǎo)體激光器組件(1)、準(zhǔn)直組件(2)、頻率基準(zhǔn)源和輸出耦合器(4)組成，其特征在于，頻率基準(zhǔn)源采用原子法拉第效應(yīng)器件(3)，原子法拉第效應(yīng)器件(3)的外層為保溫筒(15)，保溫筒(15)的壁中鑲嵌亥姆霍茲線圈(9)，保溫筒(15)內(nèi)放置圓柱形堿金屬蒸汽泡(8)，在保溫筒(15)和堿金屬蒸汽泡(8)之間安置電熱絲(21)和感溫控溫元件(22)，通過導(dǎo)線與恒溫恒流控制器(10)相連，保溫筒(15)的兩端固定兩個(gè)相互正交的偏振片(11)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種原子光反饋穩(wěn)頻半導(dǎo)體激光器，該激光器由半導(dǎo)體激光器組件、準(zhǔn)直組件、頻率基準(zhǔn)源和輸出耦合器組成，采用原子法拉第效應(yīng)器件作為頻率基準(zhǔn)源，使得激光器的頻率穩(wěn)定度高，又可做成結(jié)構(gòu)簡單的光反饋形式。同時(shí)，原子法拉第效應(yīng)器件具有多透射峰的特性，且其基準(zhǔn)頻率可通過改變磁場或溫度進(jìn)行調(diào)整，從而使穩(wěn)頻器的輸出頻率可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
文檔編號H01S5/00GK2595024SQ0229061
公開日2003年12月24日 申請日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者李發(fā)泉, 龔順生, 程學(xué)武, 王嘉珉 申請人:中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所