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外腔可调谐半导体激光器
资料介绍
一、基本定义与核心优势
外腔可调谐半导体激光器（External Cavity Tunable Diode Laser, ECTDL）是一类通过在半导体增益芯片外部构建光学谐振腔，实现输出激光波长灵活调谐的半导体激光器。与普通分布反馈（DFB）、法布里-珀罗（FP）型固定式波长半导体激光器相比，它通过将谐振反射结构移出半导体芯片内部，实现了波长调谐范围与激光输出性能的解耦，兼具半导体激光器体积小、成本低、电光转换效率高的优势，同时拥有更宽的波长调谐范围、更窄的线宽和更高的波长精度，是当前精密光谱测量、光通信、传感检测等领域应用最广泛的可调谐激光源之一。
二、核心结构与工作原理
外腔可调谐半导体激光器的核心结构分为四个部分：半导体增益芯片、光学耦合元件、外腔波长选择元件、输出耦合镜，各部分协同实现波长选择与激光振荡。
（一）半导体增益芯片
增益芯片是产生光增益的核心部件，通常采用InP、GaAs等化合物半导体异质结结构，通过电流注入实现粒子数反转，对特定波长范围的光提供增益。与单片集成半导体激光器不同，外腔结构的增益芯片一般会对出光面进行增透镀膜（AR coating），减少芯片内部端面的反射，让大部分光输出到外腔中参与波长选择，避免芯片端面反射形成的寄生谐振影响外腔选模效果。
（二）光学耦合元件
耦合元件的作用是实现增益芯片输出光束与外腔光学元件之间的模式匹配，减少光损耗，一般采用非球面透镜或梯度折射率透镜，将增益芯片输出的发散光束准直为平行光，或聚焦到波长选择元件上，保证外腔整体的光耦合效率高于90%。
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