提供一种控制DBR激光二极管的方法，其中控制前、后DBR加热元件使得DBR区段的后光栅部的反射率低于DBR区段的前光栅部的反射率。由此，激光发射模式选择由前光栅部支配，且可控制前DBR区段加热元件用于波长调谐。此外，可控制后DBR区段加热元件，以使DBR反射光谱的光谱带宽变窄。公开并要求保护其它实施例。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】前光栅部和后光栅部的分离控制相关申请的交叉引用本申请要求2009年4月14日提交的美国申请No. 12/423, 222的优先权。背景本公开涉及分布式布拉格反射器(DBR)激光器及包含DBR激光器的经频率转换的激光源。更具体地，本公开涉及用于改进DBR激光器中的波长控制并且用于维持经频率转换的激光源的稳定且最大化输出功率的新颖设计和操作方法。
技术实现思路
尽管本公开的各概念不限于在光谱的任意特定部分中操作的激光器，然而在本文中频繁地引用倍频绿色激光器，其中激光二极管顶源的波长波动一般产生经频率转换的绿色输出功率的波动。这种绿色功率波动通常归因于激光二极管的波长变化和经频率转换的激光器中使用的波长转换器件(典型地是MgO掺杂的周期性极化铌酸锂(PPMgLN) SHG晶体或一些其它类型的波长转换的器件)的相对较窄的光谱接受曲线。如果上述经频率转换的激光器用在例如扫描投影仪中，则这些绿色功率波动可产生不可接受的图像伪影。在操作期间将DBR激光二极管的发射波长保持恒定是有挑战的。例如，沿激光二极管的不同部分的热状况变化通常导致激光二极管发射波长的变化。这些波长变化通常表现为激光器发射波长的大模式跳变、多模发射光谱或两者。根据本公开的主题，提供DBR激光器构造及相应的操作方法，以帮助消除多模光谱并缓和模式跳变，同时增加激光模块制造工艺的产量。根据本公开的一个实施例，提供一种用于控制尤其是DBR激光二极管的波长的方法。根据该方法，独立地控制前、后DBR区段加热元件。更具体地，因为前光栅部在可用的潜在激光发射模式范围内对DBR区段的反射率的贡献超过后光栅部在可用的潜在激光发射模式范围内对DBR区段的反射率的贡献，所以可控制DBR激光二极管，使得激光发射模式选择由前光栅部支配，而前DBR区段加热元件用于波长调谐。此外，可控制后DBR区段加热元件，以使DBR反射光谱的光谱带宽变窄，消除多模激光器发射光谱并减小波长变化幅度。 本公开的其它实施例涉及控制包括DBR激光二极管的经频率转换的激光源的系统和方法。附图简述本专利技术的特定实施例的以下详细描述可在结合以下附图阅读时被最好地理解，在附图中相同的结构使用相同的附图标记指示，而且在附图中附图说明图1是包含前、后DBR区段加热元件的DBR激光二极管的示意俯视图；以及图2和3是包括独立控制的前、后DBR区段加热元件的DBR激光二极管的DBR区段的示意侧视图；图4是包括并联控制的前、后DBR区段加热元件的DBR激光二极管的DBR区段的示意侧视图；图5是包括串联控制的前、后DBR区段加热元件的DBR激光二极管的DBR区段的示意侧视图6是包含DBR激光二极管的经频率转换的激光源的一般化示意图。详细描述首先参照图1和2，可通过参照激光二极管10的有源和无源区20、30来描述控制 DBR激光二极管10的方法。一般而言，激光二极管10的有源和无源区20、30沿激光二极管10的光轴对准，它们沿激光二极管10的波导15的长度行进。有源区20包括光学增益介质。无源区30包括DBR区段40和任选的相位控制区段50。DBR区段40包括布拉格光栅45，该布拉格光栅45可被调整成在激光二极管10中可用的潜在激光发射模式的范围内选择激光发射波长。无源区30的整个波导部分被调整为在所选的发射波长处为光学无源。 布拉格光栅45 —般沿无源区30的波导部分延伸且包括更接近激光二极管的有源区20的前光栅部42和更接近激光二极管10的后面12的后光栅部44。在图1和2中仅示意性示出DBR区段40和布拉格光栅45，因为它们是二区段和三区段DBR激光二极管的公知组件。DBR区段40包括沿DBR区段40的不同波导部分布置的前、后加热元件46、48。如图2示意性示出的，前、后加热元件46和48形成由不同加热元件控制节点(即前控制节点 f、后控制节点r和沿共用加热元件定位在前、后控制节点f、r之间的共用控制节点c)描绘的共用电阻加热元件的多部分。或者，如图3所示，前、后加热元件46、48可形成各自包括至少两个不同加热元件控制节点的不同电阻加热元件。在任一情况下，前加热元件46热耦合到DBR区段40的前光栅部42，且后加热元件48热耦合到DBR区段40的后光栅部44。由于DBR区段40的前光栅部42比DBR区段40的后光栅部44更接近激光二极管的有源区20，所以前光栅部42在可用的潜在激光发射模式范围内对DBR区段40的反射率的贡献超过后光栅部44对DBR区段40的反射率的贡献。因此，激光二极管10中的激光发射模式选择由前光栅部42支配，且可独立于后加热元件48控制前加热元件46，以调谐所选发射波长。在本公开的具体实施例中，可控制前、后加热元件46、48以沿DBR区段40中的波导部分建立热梯度，以降低DBR区段40中的折射率不均勻性。此外，可独立于前加热元件46控制后加热元件48，以使DBR区段40的光谱带宽变窄，使得有可能消除多模激光发射光谱并将发射光谱中的模式跳变幅度减少至一个或两个激光发射模式。本专利技术人已经认识到很多光学组件控制体系受限于相对较低的操作电压，尤其是在向DBR激光器的加热元件适当地提供较低操作电压的背景下。因此，参照图4所示的可选实施例，其中DBR区段40包括并联电连接的前、后DBR区段加热元件46、48，构想到可并联控制前、后加热元件46、48，从而与串联控制前、后加热元件的情况(参见图幻相比降低激光二极管中的加热元件电压。优选地，前光栅部42对DBR区段40的反射率的贡献将超过后光栅部44对DBR区段40的反射率的贡献。在特定的实施例中，前光栅部42对DBR区段40的反射率的贡献将超过后光栅部44对DBR区段40的反射率的贡献介于约3dB至约8bB之间。在所示的实施例中，前、后加热元件46、48包括集成在DBR区段40中的共用金属薄膜加热器或不同的金属薄膜加热器，但可构想到替换构造，只要前、后加热元件46、48允许对前、后光栅部42、44的温度的独立控制即可。例如，构想到可将前、后加热元件46、48配置成通过电流注入来加热前、后光栅部42、44。在任意情形下，可利用前加热元件控制电压控制前DBR区段加热元件46，并且利用后加热元件控制电压控制后DBR区段加热元件48。 还构想到，DBR区段40可包括沿DBR区段40的附加的不同波导部布置的附加加热元件。DBR激光二极管10可包括含有相位控制区段50的二区段激光二极管或三区段 DBR激光二极管。在DBR激光二极管10包括相位控制区段50的情况下，布拉格光栅45、有源区20的增益介质以及前、后加热元件46、48各自应定位在相位控制区段50的外部。图6是经频率转换的激光源100的示意图，该激光源100包括DBR激光二极管10、 波长转换器件60、耦合光学器件70、准直光学器件80以及输出滤色器90。在所示实施例中，DBR激光器输出光(例如顶光)可利用耦合光学器件70 (例如，两个非球面透镜)耦合到波长转换器件60 (例如，SHG晶体的PPMgLN波导)。在SHG晶体中产生的绿光和残余顶泵浦光可由准直光学器件80进行准直，且残余顶光可由滤色器90去除。尽管本公开示出利用包括增益、相位和DBR区段的边缘发射三区段DBR激光器的经频率转换的激光器配置，然而应本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·K·恩古耶，CE·扎，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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