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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

摘要：本发明技术属于激光技术领域，具体涉及一种光纤耦合半导体激光器的线宽压窄方法及装置；本发明的发明目的是旨在实现波长精准、线宽极窄、高均匀光斑输出的大功率半导体激光器，能够将大功率半导体激光器的输出波长精确锁定于原子或分子的谱线；构建的外腔半导体激光器具有中心波长稳定度好的特点，线宽能够从自由运转的nm级压缩至10pm级，能够在高能气体激光器泵浦、自旋交换泵浦、量子光学等诸多领域提供基础支撑作用。

主权项：1.光纤耦合半导体激光器的线宽压窄方法，其特征在于，该方法分为以下步骤：S1根据所需波长，选择输出光谱覆盖原子滤波器工作波长的半导体激光器；S2使用光学整形调制系统对半导体激光器输出激光进行整形及调制，一方面使输出激光束准直，使光束在外腔传输及返回过程中光斑形貌不变，以提高外腔反馈效率；另一方面产生线偏振光并对线偏振光的偏振方向进行调制，进而调节入射至原子滤波器内的偏振分量，最终实现反馈光比例可调的效果；具体过程如下：S2.1光束准直通过光学透镜实现，激光从传能光纤输出时，其发散角与传能光纤的芯径及数值孔径相关，根据传能光纤参数选择合适焦距的光学透镜，使激光在外腔往返的过程中近似为平行光传输，反馈光形貌相较于出射光形貌基本不变，达到提高反馈效率的目的；S2.2光束偏振态的调制通过偏振分光棱镜和半波片实现：偏振分光棱镜用于将传能光纤出射的圆偏振光分解为两束偏振方向互相垂直的线偏振光，从而获得原子滤波器工作所需的线偏振光，然后通过半波片调制线偏振光实现任意偏振方向的输出光；S3经过准直调制后的光束进入原子滤波器中进行选频，在原子气室内光偏振态发生偏转，且偏转量与光波长密切相关，其中偏振状态偏转90°的光透射率达到峰值，结合原子本身对光的吸收作用，不同波长的光对应不同的透射率，透射率高的反馈光更容易在腔内模式竞争中取得竞争优势，由此实现选频；原子滤波器的工作状态通过调整磁场强度和调节气室温度以调整原子浓度的方式来调节，从而改变模式竞争中取得优势的光的波长；S4根据光路可逆的原理，反射光将沿原路返回并入射至大功率光纤耦合半导体激光器的各个发光源，通过反馈光使得发光源模式竞争发生改变；发光源的光谱成分中与反馈光谱相同的部分在竞争中取得优势、与反馈光谱不同的部分受到抑制，最终实现各个发光源及整个半导体激光器的波长锁定及线宽压窄。

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百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 光纤耦合半导体激光器的线宽压窄方法及装置