技术领域
[0001] 本发明属于半导体激光器领域，更具体地涉及基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器。
相关背景技术
[0002] 与传统的激光器相比，半导体激光器具有体积小、结构简单、使用寿命长、光电转换效率高及稳定性高等优点，其线宽一般在10‑100MHz左右。目前已广泛应用于医疗、通信、交通等领域。而对于基础研究，例如高分辨率光谱、激光冷却、原子频标等，激光线宽仍不能满足应用要求。由肖洛汤斯线宽公式，激光器腔长越大，激光的本征线宽越窄。由于半导体激光器的腔长比气体激光器的腔长普遍短很多，导致半导体激光器输出线宽较大。因此通过利用外腔光反馈方法，加外腔等效于增加腔长，并且引入光反馈增强受激辐射从而抑制自发辐射，可以实现几十倍的激光线宽压窄。常见的外腔半导体激光器有Littrow型和Littman型光栅外腔半导体激光器，猫眼式外腔半导体激光器等，具有稳定、可靠且价格便宜、输出窄线宽激光的同时还可实现激光频率的连续大范围调谐等优势。
[0003] 目前现有外腔半导体激光器普遍采用平面镜反馈，微小的位移就会引起引起反馈光的路径发生改变，影响外腔光反馈的效率甚至导致外腔失效，使激光器输出激光线宽变宽甚至多模输出。其具有安装难度大，易受外界振动、温度变化影响导致激光功率和频率波动较大等弊端。并且目前外腔半导体激光器体积依然较大，长度一般为15cm，在诸多小体积量子领域应用场景下还无法使用。因此目前急需要获得一种结构简单、精度高、体积小且性能稳定的激光器，本技术方案提出了基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器。
具体实施方式
[0022] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023] 实施例1：
[0024] 图1为本发明实施例中的一种基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，包括：半导体激光二极管1、准直透镜2、干涉滤光片3、偏振分束立方体4、压电陶瓷5和单角锥外腔反射镜6。具体实施时，需要将压电陶瓷同单角锥外腔反射镜粘在一起，用于调节外腔腔长。其中压电陶瓷为中空圆柱形，光束可以直接从中间穿过。半导体激光二极管1发出的光经过准直透镜2输出准直光束，经过干涉滤光片3，透射到单角锥外腔反射镜6上。角锥反射面镀上激光输出波段的高反膜。经过角锥内表面对激光进行多角度反射，反射回的光沿着完全平行于入射光的方向。反回的光束部分经过偏振分束立方体4分光，透射的光与激光二极管产生共振形成激光，另一部分从侧面输出，作为激光器输出激光。调节干涉滤光片3角度可以粗调激光输出中心波长，通过电压控制压电陶瓷5可以精确微调激光输出中心波长。
[0025] 实施例2：
[0026] 图2为本发明实施例中的另一种基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，系统包括：半导体激光二极管1、准直透镜2、布鲁斯特窗口片3、干涉滤光片4、压电陶瓷5和角锥阵列外腔反射镜6。角锥反射面镀上激光输出波段的高反膜。具体实施时，将干涉滤光片4粘合在布鲁斯特窗口片3上，形成一体化器件，可替代实施偏振分束立方体和干涉滤光片的组合进行分光和滤光；将压电陶瓷5同角锥阵列外腔反射镜6粘在一起进行腔长的调节。半导体激光二极管1输出光经过准直透镜2后形成准直光束。具体实施时，调节布鲁斯特窗口片3的角度，使得入射角为布鲁斯特角。S偏振光在布鲁斯特窗口片3反射作为激光器输出光，P偏振光透射穿过布鲁斯特窗口片3，经干涉滤光片4滤光后再经角锥阵列外腔反射镜6反射回半导体激光二极管1形成共振。控制压电陶瓷电压5，可以微调外腔腔长，以实现激光输出频率的连续调谐。
[0027] 布鲁斯特窗口片利用材料的全反射特性，当光线在入射角度为布鲁斯特角时，入射光中S偏振分量被全部反射，而P分量接近全部透射。其在半导体激光器输出波段具有优异的透过性，具有较低的折射率、较好的均匀性，热膨胀系数小，同时还有很高的耐化学性和很低的荧光性等。
[0028] 角锥阵列外腔反射镜可以选择使用或四棱锥型。三棱锥型角锥阵列外腔反射镜，为由处于同一平面的多个三棱锥镜构成的三棱锥镜阵列。正三棱锥角锥阵列外腔反射镜为三棱锥型角锥阵列外腔反射镜的一种，其三个侧面为互相垂直的等腰直角三角形，底面为等边三角形。四棱锥型角锥阵列外腔反射镜为由处于同一平面的多个四棱锥镜构成的四棱锥镜阵列。正四棱锥角锥阵列外腔反射镜为四棱锥型角锥阵列外腔反射镜的一种。无论是哪一种形状的角锥阵列外腔反射镜，其都是具有一平面侧和一相对的锥面侧，锥面侧的锥面的外侧和内侧都可以对激光进行一定程度的反射，即激光垂直射在平面侧时，锥面内侧对激光进行反射，激光垂直射在锥面侧时，锥面外侧对激光进行反射，反射的激光沿原路返回。这样无论是从哪一面射在角锥阵列外腔反射镜上，其都可以对激光进行一部分的原路反射。
[0029] 最后需要注意的是，上述实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
