外腔半导体激光器动态模稳定性的研究

来源：激光技术杂志2016年第5期北京时间：

作者：郭海平, 万辰皓, 许成文, 严拓, 王东升

摘要：为了研究调谐过程中外腔半导体激光器的模稳定性，采用多光束干涉理论推导Littrow结构外腔半导体激光器的腔增益，并模拟其模结构。分析了光栅面和转臂不在同一平面的情形下，在光栅转动调谐时，通过匹配光栅的反馈波长变化率与外腔波长变化率，推导出最佳的初始外腔长度，并研究了动态模稳定（无跳模调谐）的范围；采用严格的耦合理论和光线变换矩阵分析了准直（耦合）透镜的位置对系统后向耦合效率的影响。结果表明，系统后向耦合效率最大可达99%，极大地压窄了中心波长为780nm半导体激光器的线宽，外腔半导体激光器的理论线宽为未加外腔时的0.96%，动态模稳定范围可达6.8nm。

关键词：激光器, 半导体激光器, 模稳定性, 外腔, 多光束干涉, 耦合效率