MOGLabs超稳定外腔半导体激光器，空间&光纤双输出！强势回归！！！

2024-06-27 13:28:52, 圈内人都会关注上海昊量光电设备有限公司

外腔半导体激光器的主要特性及应用优势：

外腔半导体激光器(ECDL)具有高度可控的发射特性，是相干光通信、光学和原子物理等领域的理想激光源。ECDL使用频率选择性反馈来实现窄线宽和可调谐性，通常使用Littrow或Littman–Metcalf配置的衍射光栅。有很多文献对ECDL的设计做出评论，提到了它许多的优点，包括线宽、被动稳定性、可调性、结构简单、紧凑等。

在原子钟中的应用，原子相干过程，如电磁感应透明，和超快光纤通信的相干检测的新发展，需要远低于1MHz的被动激光线宽。一些研究已经介绍了重要的参数和贡献，注意到固有线宽取决于从外部腔的反馈。实验研究了腔长、功率、光栅参数以及外腔模相对于光栅角的失谐效应。从而发现，准直透镜的焦点会影响外腔反馈的效率，从而影响激光器的线宽。镜头焦点的微小或不明显的变化可以对线宽产生相当大的影响，但只有在技术噪声小(与固有腔线宽相当)时才明显。

猫眼式外腔半导体的独特优势：

猫眼式反射镜的一个重要优势在于猫眼反射镜本身是自对准的，无论入射角如何，入射光束经过猫眼光学系统后能够按照入射方向原路返回二极管，即使光束没有很好地准直。因此输出激光对机械干扰非常不敏感，也确保了高反馈耦合效率，从而获得窄线宽。Thompson和Scholten的文章中通过780nm二极管激光器演示了猫眼式外腔半导体激光器原理，表明波长通过旋转滤波器可以调谐超过14nm，而测量到的窄线宽为26kHz，与传统基于光栅设计的半导体激光器相比，频率噪声和对震动的灵敏度大大降低。

图1 猫眼式外腔半导体激光器的示意图

图1展示了猫眼式外腔半导体激光器的示意图。由激光二极管的后反射面和输出耦合器（OC）组成的外腔决定了激光频率。用腔内超窄带宽滤波器选择纵模模式。输出耦合器与腔内透镜组成猫眼反射镜，光通过腔外输出透镜进行再准直。

半导体激光器跳模现象多由温度和电流的改变引起

半导体的禁带宽度随温度升高更变窄，温度升高时，半导激光器的发射波长以阶梯形式跳跃变化。同样，注入电流的变化会导致载流子浓度的变化，从而引起材料折射率和增益系数的改变，也会使激光器的发射波长以阶梯形式跳跃变化。

而MOGLabs的激光器控制器可以很好的解决这一问题，它是一款超低噪声半导体激光器控制器，一款集电流控制、温度控制、频率锁定等功能为一体的ECDL控制器，集八大功能于一体，提供用于驱动ECDL激光器和将其锁定到外部参考源的重要部件。每一台DLC控制器都包括：微分低噪声探测器，700kHz带宽；超低噪声二极管电流源，< 100pA/√Hz，直流至1MHz；带有珀尔帖TEC驱动的温度控制器；扫描振荡器；一对高压压电驱动；解调器（锁相放大器）；微分光电探测器；交流调制源；伺服反馈回路滤波电路；人体工程学控制，包括5位数字显示，示波器选择器；内置射频(2.5GHz)输入的激光连接和保护板；电缆和操作手册。

可调谐外腔半导体激光器正朝着窄线宽、宽调谐范围、高输出功率等方向发展

通过新材料（光学反馈元件、半导体激光器）的选择、新的外腔结构设计，以及主动稳频等技术来改善激光器的光谱质量，满足各种应用的要求，实现体积小、线宽窄、调谐范围宽、无模式跳变、扫描频率快、频率和波长稳定、相位和频率噪声低，以及与光纤耦合的高性能激光器，在未来光通信和精密测量等领域将有广泛的应用前景，包括激光冷却与捕获、波色爱因斯坦凝聚、囚禁离子、量子光学中的压缩、Electromagnetic transparencyand slow ligh。

MOGLabs公司Cateye（猫眼式）外腔半导体激光器（ECDL）是一种新型的外腔半导体激光器，采用猫眼式反射镜+超窄带宽滤波器组合替代传统准直敏感的基于光栅设计的Littrow或Litman-Metcalf结构。