[发明专利]一种电驱动模式可调激光器

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种激光器，特别是一种电驱动模式可调激光器，主要用于光电检测、光通信、光谱测量、光学微操纵、激光加工、光存储、激光测量、激光医学、光学显微、光学系统等领域中作为激光光源。

背景技术

激光器是利用受激辐射原理在工作介质中产生光放大发射的器件，广泛应用于光电检测、光通信、光谱测量、光学微操纵、激光加工、光存储、激光测量、激光医学、光学显微、光学系统等领域，例如，在光通信领域中，不同激光模式可以作为信道进行信息传输，增加信息传输容量；在光学微操纵系统中，不同激光模式聚焦特性存在明显区别，构成光学陷阱。目前应用系统不仅对激光器基本出射光束存在要求，同时迫切需要激光器能够进行模式调控和驱动调制。

在先技术中，存在一种激光器，参见已经授权美国专利，授权美国专利名称为固态激光器（英文名称：Solid-statelaser），授权专利号：US8165182B2，授权时间：2012年4月24日，专利发明人：AdolfGiesen等人。该激光器具有相当的优点，但是，仍然存在一些本质不足：1）本激光器采用光泵浦结构，系统构建复杂，无法实现电控调制；2）系统采用基于反射式部件的固态增益结构，同时包含有基于反射镜补偿模块，使得系统对制备工艺要求很高，制备激光器的工序复杂、难度大；3）激光器系统在反射式补偿模块设置在两反射镜内，所有器件相互位置和方位设置要求高，并且导致整个系统结构复杂，装调难度大，可靠性降低，限制了光源使用范围和应用灵活性；4）此激光器在本质上无法实现小型化、微型化，无法基于半导体工艺进行批量规模化生产，难于集成；5）在本质上无法实现轴对称矢量光束出射，难于实现激光输出模式的电驱动调控。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术的不足，提供一种电驱动模式可调激光器，具有电驱动、结构简洁、制作工艺简单、可靠性高、应用范围广、应用灵活性强、易于微型化、易于批量规模化生产、便于集成、功能易于扩充、可实现矢量光束输出、模式可调控、光束质量高等特点。

本发明的基本构思是：基于垂直腔面发射激光原理，结合腔内光场选择和电场调控技术，由两个层状布拉格反射部件之间设置有工作层和限光层，构成层状激光谐振腔；在两个层状布拉格反射部件外侧分别设置有层状电极，其中一个层状电极的导电区域由离散导电区域构成；限光层上设置有边缘曲折的封闭曲线通光孔径，层状电极与驱动控制器相连接，控制离散导电区域在时间空间分布电流，工作层产生受激辐射，限光层的封闭曲线通光孔径对光场模式具有选择作用，驱动控制器通过调控激发电场时间空间分布实现激光输出模式动态调控。

本发明包括：底部层状布拉格反射部件、工作层、顶部层状布拉格反射部件；在底部层状布拉格反射部件和顶部层状布拉格反射部件之间设置有限光层，限光层上设有封闭曲线通光孔；底部层状布拉格反射部件远离工作层的一侧设置有第一电极层，在顶部层状布拉格反射部件远离工作层的一侧设置有第二电极层；第一电极层和第二电极层中的一个电极层上的导电区域由离散导电区域构成；第一电极层和第二电极层中的一个电极层上，与封闭曲线通光孔相对应的垂直平面的法线方向位置设置有激光出光区域；第一电极层的导电区域和第二电极层的导电区域均与驱动控制器相互实现电流信号连接。

所述的底部层状布拉格反射部件和顶部层状布拉格反射部件为分布式布拉格反射镜。

所述的工作层为半导体光增益波导层、掺杂增益波导层的一种。

本发明一种电驱动模式可调激光器的工作过程为：底部层状布拉格反射部件和顶部层状布拉格反射部件之间设置有限光层，构成层状激光谐振腔；限光层包含有区域和封闭曲线通光孔径；底部层状布拉格反射部件远离工作层的一侧设置有第一电极层，在顶部层状布拉格反射部件远离工作层的一侧设置有第二电极层；第二电极层的导电区域由离散导电区域构成；第二电极层的离散导电区域与封闭曲线通光孔径相对应的垂直平面的法线方向位置设置有激光出光区域；第一电极层的导电区域和第二电极层的导电区域均与驱动控制器相互实现电流信号连接。驱动控制器控制离散导电区域在时间空间分布电流，工作层产生受激辐射，限光层的封闭曲线通光孔径对光场模式具有选择作用，驱动控制器通过调控激发电场时间空间分布实现激光输出模式动态调控。