[发明专利]法布里-珀罗腔及外腔半导体激光器

权利要求书

1.一种法布里-珀罗腔，其特征在于，法布里-珀罗腔包括腔体、耦合镜、第一反射镜和第二反射镜，其中腔体具有耦合面、第一反射面和第二反射面，耦合镜、第一反射镜和第二反射镜分别设在耦合面、第一反射面和第二反射面上；

入射光束通过耦合镜射入腔体内，并正入射在第一反射镜上，入射光束被第一反射镜反射后返回到耦合镜，并在耦合镜处发生反射和透射，经耦合镜反射的光束正入射在第二反射镜上，光束被第二反射镜反射后返回到耦合镜，经耦合镜反射后再正入射在第一反射镜上，实现光束在耦合镜、第一反射镜和第二反射镜之间谐振；经耦合镜透射的透射光束沿着与入射光束共线反向的方向射出。

2.根据权利要求1所述的法布里-珀罗腔，其特征在于，

在耦合镜和第一反射镜之间的腔体中设有中空的第一光传播通道，在耦合镜和第二反射镜之间设有中空的第二光传播通道，在腔体中传播的光束通过中空的第一光传输通道和第二光传输通道进行传播。

3.根据权利要求1或2所述的法布里-珀罗腔，其特征在于，

第一反射面与第二反射面之间的夹角为90°，第一反射面和第二反射面分别与耦合面形成的夹角相同。

4.根据权利要求1或2所述的法布里-珀罗腔，其特征在于，

第一反射镜和第二反射镜为平面高反射镜或凹面高反射镜；

腔体的材料为光学石英玻璃。

5.根据权利要求1或2所述的法布里-珀罗腔，其特征在于，

耦合镜、第一反射镜和第二反射镜上镀有光学镀膜，镀膜的吸收系数小于50ppm。

6.根据权利要求5所述的法布里-珀罗腔，其特征在于，

耦合镜上光学镀膜的镀膜反射率为0.99，第一反射镜和第二反射镜上光学镀膜的镀膜反射率大于0.999。

7.一种外腔半导体激光器，其特征在于，包括半导体激光管、准直透镜、衍射光栅、法布里-珀罗腔，法布里-珀罗腔包括腔体、耦合镜、第一反射镜和第二反射镜，其中腔体具有耦合面、第一反射面和第二反射面，耦合镜、第一反射镜和第二反射镜分别设在耦合面、第一反射面和第二反射面上，其中：

半导体激光管发出的激光光束通过准直透镜入射到衍射光栅，衍射光栅对激光光束进行衍射，将零级衍射光束作为外腔半导体激光器的输出光束；并将一级衍射光束作为入射光束，通过耦合镜射入法布里-珀罗腔的腔体内，并正入射在第一反射镜上，入射光束被第一反射镜反射后返回到耦合镜，并在耦合镜处发生反射和透射，经耦合镜反射的光束正入射在第二反射镜上，光束被第二反射镜反射后返回到耦合镜，经耦合镜反射后再正入射在第一反射镜上，实现光束在耦合镜、第一反射镜和第二反射镜之间谐振；经耦合镜透射的透射光束沿着与入射光束共线反向的方向入射到衍射光栅；衍射光栅对透射光束进行衍射，并将一级衍射光束作为反馈光束，通过准直透镜入射到半导体激光管中，半导体激光管利用反馈光束实现窄线宽的激光输出。

8.根据权利要求7所述的外腔半导体激光器，其特征在于，外腔半导体激光器还包括半导体激光管热沉，用于控制半导体激光管的温度，从而控制半导体激光管发出激光光束的频率。

9.根据权利要求7所述的外腔半导体激光器，其特征在于，外腔半导体激光器还包括第一调节架，衍射光栅安装在第一调节架上，第一调节架用于对衍射光栅的角度和位置进行粗调；光栅调节架还具有第一压电陶瓷，用于对衍射光栅的角度和位置进行微调。

10.根据权利要求7所述的外腔半导体激光器，其特征在于，外腔半导体激光器还包括第二调节架，法布里-珀罗腔安装在第二调节架上，第二调节架还包括法布里-珀罗腔热沉和第二压电陶瓷，其中法布里-珀罗腔热沉用于控制法布里-珀罗腔的温度，从而实现对所述透射光束的频率进行大范围慢速调谐，第二压电陶瓷通过应力改变法布里-珀罗腔的谐振频率，用于对所述透射光束的频率进行小范围快速调谐。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的外腔半导体激光器，其特征在于，

在法布里-珀罗腔中，第一反射面与第二反射面之间的夹角为90°，第一反射面和第二反射面分别与耦合面形成的夹角相同。

12.根据权利要求7-10中任一项所述的外腔半导体激光器，其特征在于，

衍射光栅为透射型光栅或反射型光栅。