具体技术细节
[0004] 为满足量子精密测量、量子通信、量子计算等量子领域所需要激光器同时兼具窄线宽和宽可调谐范围等特性，以及小体积需求，本发明提出基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器。本发明提出的激光器体积小、窄线宽、稳定性高，其体积大小仅为一个拇指左右，也称其为“拇指激光器”。
[0005] 本发明提供的基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器的新颖性和创造性体现在：利用角锥反馈替换平面镜反馈。角锥反射镜反射光束沿着完全平行于入射光的方向返回，即使入射角不为零，光束也会倒置并反射180°。角锥反射不受对准的影响，反射的精度与入射角度没有关系，非常适合作为激光器中反馈腔镜光学元件，来提高机械稳定性，且安装便利。基于微加工的角锥阵列中，角锥的底面边长为微米量级，长度可小于1英寸。利用布鲁斯特窗口片粘合干涉滤光片，替代偏振分光棱镜和干涉滤光片的组合，进行分光和滤光。其体积可得到大幅度减小。利用光子元件小型化和集成化技术，对所有器件以及温控模块进行高鲁棒性微小型集成处理，可得到基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器。其具有结构简单、窄线宽、可调谐、光电转换效率高等优势，同时将其小型化后该激光器结构也提供了高机械稳定性，对环境要求较低。在量子领域应用中，激光器原理清晰、元器件简单，可应用性高。例如，我们将激光二极管选择633nm，该激光源可以用作激光测距仪进行使用。
[0006] 本发明提供的技术方案如下：
[0007] 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、准直透镜、干涉滤光片、偏振分束立方体、压电陶瓷和角锥外腔反射镜；其中半导体激光二极管输出光经过准直透镜后，形成准直光束；干涉滤光片对准直光束进行滤光后，一部分光束透射到角锥外腔反射镜上后平行返回经过偏振分束立方体，并与半导体激光二极管产生共振形成激光，另一部分光束从偏振分束立方体的侧面输出，作为激光器输出激光；通过调节干涉滤光片角度来粗调激光输出中心波长；
[0008] 或者包括半导体激光二极管、准直透镜、布鲁斯特窗口片、干涉滤光片、压电陶瓷和角锥外腔反射镜；其中半导体激光二极管输出光经过准直透镜后，形成准直光束；布鲁斯特窗口片与干涉滤光片粘合为一体用于分光和滤光，通过调节布鲁斯特窗口片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，并经干涉滤光片滤光后再经角锥阵列外腔反射镜反射回半导体激光二极管形成共振。
[0009] 优选地，角锥反馈镜反射面镀上对激光中心波长高反射率膜。
[0010] 优选地，角锥阵列外腔反射腔镜的镀膜的反射波长与半导体激光二极管输出的激光的中心波长相同。
[0011] 优选地，偏振分束立方体镀膜波长为半导体激光二极管中心波长，使得激光P偏光完全通过并反射回作为反馈激光，而激光S偏光以45度角被反射作为激光输出部分。
[0012] 优选地，布鲁斯特窗口片厚度可为2毫米，涂层设计适用半导体激光管输出的激光的中心波长；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。
[0013] 优选地，布鲁斯特窗口片上粘上干涉滤光片，调节干涉滤光片的角度可以改变激光输出波长。
[0014] 优选地，基于微加工的角锥阵列外腔反射镜，总长度为半英寸或一英寸，其中单个角锥的最长边缘尺寸为微米量级。
[0015] 优选地，角锥阵列外腔反射镜为三棱锥型或四棱锥型，一侧为平面，另一侧为锥面；通过改变三棱锥镜或四棱锥镜高度、底边形状和侧面相对于底面的倾角角度来优化的激光输出功率及对激光线宽。
[0016] 优选地，通过压电陶瓷固定角锥反射镜，可以通过控制电压，改变压电陶瓷的厚度实现腔长变化，微调输出激光频率。
[0017] 优选地，压电陶瓷选用圆柱形中空压电陶瓷。
法律保护范围
涉及权利要求数量8：其中独权1项，从权-1项
1.一种基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，其特征在于，包括半导体激光二极管、准直透镜、干涉滤光片、偏振分束立方体、压电陶瓷和角锥外腔反射镜；其中半导体激光二极管输出光经过准直透镜后，形成准直光束；干涉滤光片对准直光束进行滤光后，一部分光束透射到角锥外腔反射镜上后平行返回经过偏振分束立方体，并与半导体激光二极管产生共振形成激光，另一部分光束从偏振分束立方体的侧面输出，作为激光器输出激光；通过调节干涉滤光片角度来粗调激光输出中心波长；
或者包括半导体激光二极管、准直透镜、布鲁斯特窗口片、干涉滤光片、压电陶瓷和角锥外腔反射镜；其中半导体激光二极管输出光经过准直透镜后，形成准直光束；布鲁斯特窗口片与干涉滤光片粘合为一体用于分光和滤光，通过调节布鲁斯特窗口片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，并经干涉滤光片滤光后再经角锥阵列外腔反射镜反射回半导体激光二极管形成共振。
2.如权利要求1所述的基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，其特征在于，角锥外腔反射镜与压电陶瓷粘合形成一体化器件，通过控制压电陶瓷电压实现腔长调节，从而微调激光器输出波长。
3.如权利要求2所述的基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，其特征在于，角锥外腔反射镜的长度为0.5或1英寸，反射面镀上对激光中心波长高反射率膜。
4.如权利要求1所述的基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，其特征在于，角锥外腔反射镜为单角锥反射镜或基于微加工工艺的角锥阵列反射镜，角锥阵列反射镜单个角锥的底面边长为微米量级。
5.如权利要求1所述的基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，其特征在于，角锥外腔反射镜为由三棱锥镜组成或四棱锥镜组成，通过优化棱锥高度、底边形状和侧面相对于底面的倾角角度来优化调节激光输出功率及对激光线宽。
6.如权利要求1所述的基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，其特征在于，偏振分束立方体镀膜波长为半导体激光二极管中心波长。
7.如权利要求1所述的基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，其特征在于，压电陶瓷选用圆柱形中空压电陶瓷。
8.如权利要求1所述的基于微加工器件和工艺的量子领域专用窄线宽激光器，其特征在于，布鲁斯特窗口片涂层设计适用于半导体激光二极管输出的激光的中心波长。
