半导体激光器的线宽压窄及频率连续调谐.PDFVIP

( ) 量子光学学报 10 2 : 82～86 ,2004 Acta Sinica Quantum Optica ( ) 文章编号 : 1007 - 6654 2004 02 - 0082 - 05 　 半导体激光器的线宽压窄及频率连续调谐 王 　波 , 　姚景芹 , 　武海斌 , 　沈 　云 + , 　谢常德 , 　王 　海 (量子光学与光量子器件国家重点实验室 ,山西大学光电研究所 , 山西 太原 030006) 摘要 : 我们利用共焦 F - P 腔光学弱反馈技术 ,实现了单模 GaAlAs 半导体激光器线宽压窄、频率锁定及连续调 谐。其线宽从自由运转时的 10 MHz 被压窄到 45 kHz , 并可将频率锁定于共焦 F - P 腔。实验证明 ,在弱反馈情况 下 ,激光器的频率连续调谐范围与共焦 F - P 腔的光强反馈量近似成正比 ,实现了在铷原子 D2 线附近 1. 2 GHz 的 频率连续调谐。 关键词 : 窄线宽半导体激光器 ; 　共焦 F - P 腔 ; 　反馈量 ; 　频率调谐范围 中图分类号: O431 　　　文献标识码 : A 0 　引言 馈可使激光器线宽压窄到 1 MHz 以下,但频率连续 ( ) [3 ] 单模半导体激光器具有频率可调谐、结构简单 调谐范围较小 几百兆赫兹 。近年来发展起来的 和易于运转等优点 ,受到广泛关注。然而 , 自由运转 共焦腔反馈的方法可极大地压窄半导体激光器的线 的单模半导体激光器线宽达几十MHz , 不适合用于 宽。几个研究组[5～7 ] 的研究表明 ,利用共焦 F - P 腔 ( ) 高分辨率光谱、激光冷却和原子的量子相干效应等 CFP 腔 光学反馈方法可以将半导体激光器线宽压 研究。最近发展起来的外部光学反馈[1～7 ] 和快速电 窄到几十 kHz 到几 kHz 之间 ,频率连续调谐范围通 反馈技术[8 ]可以压窄半导体激光器线宽 ,极大地降 常在 500 MHz 左右[5 ] , 如果采用电流 - 反馈相位 ( φ) ( ) [6 ] ,可 低了半导体激光器的相位噪声 ,使之成为光与原子 PZT - - CFP 腔长 PZT - C 同步扫描技术 相互作用研究的一个重要光源[9 ] 。外部光学反馈技 以使频率连续调谐范围达 10 GHz 左右。 术包括 :光栅反馈[1 ,2 ] 、平面镜反馈[3 ] ,光纤反馈[4 ] , 本文采用文献[5 ]提出的 CFP 腔外部光学弱反 共焦 F - P 腔反馈[5～7 ] 等。其中光栅反馈和平面镜 馈方法 ,实现了半导体激光器线宽的压窄和频率连 反馈的激光器具有结构简单 ,运转方便等优点。光 续调谐。通过差拍