高功率半導體激光器的波長穩定技術

　　前面提到，最常見的外部波長穩定方案是將一個單獨的塊狀VHG直接置于快軸準直透鏡之后。這種布局的一個重要的缺點是對smile效應靈敏。由于smile效應，一些發射體不正好在光軸上，導致準直后產生偏轉角，最終導致反射光相對于發射體的初始位置的偏移（見圖2）。不在光軸上的發射體將接收到較少的光學反饋，如圖2中的右圖所示。

　　圖2. Smile效應對采用體全息光柵波長穩定技術的半導體激光器bar條的光學反饋的影響
Off optical axis：偏離光軸
Onoptical axis：在光軸上
Diode bar with smile：具有smile效應的半導體激光器bar條
Reflected intensity：反射強度
Optical feedback by VHG：VHG的光學反饋
Optical axis：光軸

　　克服smile效應靈敏度的一種方法是將光柵結構集成到FAC中。[12]這樣的元件對smile效應和非準直并不敏感。由于未經準直的光束具有更大的發散角，加之光柵的小角度選擇性，因此只有一小部分光束被反射回半導體激光器腔內。在未準直或是存在smile效應的情況下，另外一部分光束將被反射用于提供反饋。與此相反，將光柵集成到FAC中，這種方案的一個理想情況是具備精確的準直且沒有smile效應，此時幾乎所有從VHG反射的光都被耦合至半導體激光器腔內。另一方面，這意味著要得到有效的波長鎖定，VHG-FAC的反射率需要大幅提高到70％。

　　集成VHG的FAC的更大的優點是：只需要操作和調整一個獨立的元件。VHG-FAC的一個缺點是基于石英的PTR材料相對較低的折射率（n＝1.45）。FAC通常是由S-TiH53 或 N-LAF21之類的高折射率材料制造的。如果使用折射率較低的材料，對于同樣的焦距，使用較小的曲率半徑，將會影響高數值孔徑工作條件下的透鏡像差。

參考文獻：
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