一種拉曼光譜檢測用激光器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種拉曼光譜檢測用激光器，包括一半導體激光器，作為產生寬帶激光束的光源；其特征在于，還包括一外置共振腔，所述外置共振腔包括一體布拉格光柵，該體布拉格光柵耦合所述半導體激光器的輸出激光束、并控制激光束譜線寬度和發散角度、以及對激光束橫模縱模選取及控制，所述體布拉格光柵固定在所述半導體激光器的基板上。本實用新型優點在于，將體布拉格光柵直接固定在所述的半導體激光器的基板上，這樣可以使所述的外置共振腔盡可能的小，使整體的結構緊湊，并提高本實用新型的機械穩定性。
【專利說明】
一種拉曼光譜檢測用激光器
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種激光器，尤其是一種拉曼光譜檢測用激光器。
【背景技術】
[0002]拉曼光譜檢測技術是使用激光得到物質分子層面的光譜信息，通過數據庫對比分析待測物質的成分和濃度的技術，在無損物性分析及鑒別上具有強大的能力。拉曼光譜檢測已被廣泛應用于食品安全、藥品檢驗、毒品偵測、司法鑒定、珠寶鑒定和環境檢測等領域。近年來隨著實際應用需求的發展，便攜式拉曼光譜檢測技術越來越為人們重視。便攜拉曼光譜檢測技術就是將拉曼技術從實驗室應用推向手持、便攜應用的技術。它無需樣品制備、無需待檢隔離區和潔凈室，可以輕松方便的在任何需要的現場實時進行物料鑒定。然而由于缺少結構緊湊，機械穩定好，并能夠提供高譜線亮度激光的激光器作為拉曼檢測儀的光源，使得便攜式拉曼光譜檢測技術的發展受到阻礙。
[0003]普通的半導體激光器由于法布里-珀羅(F-P)激光共振腔內存在大量的激光模式，譜線寬度超過幾個納米，這將大大降低拉曼光譜檢測的分辨率;而一般的單模激光器雖然譜線寬度小于I納米，但其輸出功率低于200毫瓦，這種功率的激光通常不足以激發足夠強的拉曼光譜信號，不適合作為便攜式拉曼檢測儀的激光光源。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型目的是:提供一種不僅窄帶寬，高功率，結構緊湊以及機械穩定性好，而且能夠提高譜線亮度的拉曼光譜檢測用激光器。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種拉曼光譜檢測用激光器，包括
[0006]—半導體激光器，作為產生寬帶激光束的光源；
[0007]其特征在于，還包括一外置共振腔，所述外置共振腔包括一體布拉格光柵，該體布拉格光柵耦合所述半導體激光器的輸出激光束、并控制激光束譜線寬度和發散角度、以及對激光束橫模縱模選取及控制，所述體布拉格光柵固定在所述半導體激光器的基板上。
[0008]優選地，所述外置共振腔還設有一準直透鏡，所述準直透鏡位于所述半導體激光器和所述體布拉格光柵之間。
[0009]優選地，所述體布拉格光柵是一種透射式體布拉格光柵或者是一種反射式體布拉格光柵。
[0010]優選地，所述體布拉格光柵是由光熱折變玻璃制成的體布拉格光柵，在該光熱折變玻璃中形成一定的折射率周期變化的結構，采用這種光熱折變玻璃的體布拉格光柵可以達到超過95%的透射或反射模式的衍射效率，射出激光束帶寬可以達到0.1納米甚至更小，用來實現窄帶激光束的輸出，激光束的波長由光柵的周期和光柵相對于入射光的傾斜角決定。
[0011]本實用新型的優點是:
[0012]1.將體布拉格光柵直接固定在所述的半導體激光器的基板上，這樣可以使所述的外置共振腔盡可能的小，使整體的結構緊湊，并提高本實用新型的機械穩定性。
[0013]2.本實用新型拉曼光譜檢測用激光器可作為用于輸出窄帶寬、高功率的激光光源。
[0014]3.該體布拉格光柵有利于減小激光束的發散角，從而提高激光束的空間亮度。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0016]圖1為本實用新型透射式拉曼光譜檢測用激光器的結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型反射式拉曼光譜檢測用激光器的結構示意圖；
[0018]其中:I半導體激光器，2外置共振腔，2-1準直透鏡，2-2透射式體布拉格光柵，2-3反射式體布拉格光柵，2-4反射鏡。
【具體實施方式】
[0019]實施例1:參照圖1所示，一種透射式拉曼光譜檢測用激光器，包含一個寬帶半導體激光器I作為激光光源，其輸出激光束經過由準直透鏡2-1，透射式體布拉格光柵2-2和反射鏡2-4構成的外置共振腔2，得到窄帶寬的穩定出射激光束。
[0020]該透射式體布拉格光柵2-2可以對入射激光進行光譜窄化和角度選擇，所選擇一定的窄線寬模式將從原光束中偏轉出去，而其他所有模式的激光束將不發生衍射，直接穿過光柵，沒有發生衍射的激光束作為外置共振腔的主要輸出。準直透鏡2-1提供了對半導體激光器I輸出激光自然發散的匹配和透射式體布拉格光柵2-2的角度選擇性。該實施例中所采用的透射式體布拉格光柵2-2對于所需要的波長具有超過95%的透射模式衍射效率，其衍射方向如圖1所不，反射鏡2-4將衍射光反射回透射式體布拉格光柵2-2，并被進一步衍射返回半導體激光器I共振腔的增益介質中，被再次激發放大。被兩次衍射的激光的譜線寬度由透射式體布拉格光柵2-2的帶寬決定，而其波長由光柵的周期和傾斜角決定。這樣通過透射式體布拉格光柵2-2的鎖模作用，最終可以得到譜線寬度小于0.1納米的出射激光束。
[0021]實施例2，參照圖2所示，一種反射式拉曼光譜檢測用激光器，包含一個寬帶半導體激光器I作為激發光源，其輸出激光束經過由準直透鏡2-1，反射式體布拉格光柵2-3構成的外置共振腔2，得到窄帶寬的穩定的出射激光。
[0022]反射式體布拉格光柵2-3可以將某一種模式的激光反射反饋，沿原入射光束的相反光路返回激光源，而其他所有模式的激光將透過光柵。所采用的反射式體布拉格光柵2-3對于所需要的波長具有超過95%的反射模式衍射效率，其反射方向如圖2所示。準直透鏡2-1消除激光源出射正交方向的高階散射光。該反射式體布拉格光柵2-3的角度選擇性匹配于準直透鏡2-1的一個橫向模式，并通過適當的調整使得反射反饋的光束返回激光增益介質，最終該激光束作為外置共振腔2的主要輸出，由此得到譜線寬度小于0.1納米的出射激光。
[0023]采用透射式或反射式體布拉格光柵作為外置共振腔2的激光器具有以下幾點優勢。由于體布拉格光柵是非色散性的，入射激光束可以用很小的尺寸準直入射到體布拉格光柵上，同時仍保持較高的光柵衍射效率。因此激光器的外置共振腔的長度可以大大縮短，增加激光器的穩定性，并使激光器整體體積縮小，適用于便攜儀器。體布拉格光柵還有利于減小激光束的發散角，從而提高激光束的空間亮度。
[0024]以上所述，僅為實用新型的【具體實施方式】。本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種拉曼光譜檢測用激光器，包括 一半導體激光器(I )，作為產生寬帶激光束的光源； 其特征在于，還包括一外置共振腔(2)，所述外置共振腔(2)包括一體布拉格光柵，該體布拉格光柵耦合所述半導體激光器(I)的輸出激光束、并控制激光束譜線寬度和發散角度、以及對激光束橫模縱模選取及控制，所述體布拉格光柵固定在所述半導體激光器(I)的基板上。2.根據權利要求1所述的拉曼光譜檢測用激光器，其特征在于，所述外置共振腔(2)還設有一準直透鏡(2-1)，所述準直透鏡(2-1)位于所述半導體激光器(I)和所述體布拉格光柵之間。3.根據權利要求1所述的拉曼光譜檢測用激光器，其特征在于，所述體布拉格光柵是一種透射式體布拉格光柵(2-2)或者是一種反射式體布拉格光柵(2-3)。4.根據權利要求1所述的拉曼光譜檢測用激光器，其特征在于，所述體布拉格光柵是由光熱折變玻璃制成的體布拉格光柵。
【文檔編號】H01S5/187GK205565288SQ201620158785
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月2日
【發明人】殷海瑋, 章煒毅, 許春
【申請人】上海復享光學股份有限公司