体全息光栅的制作及其改善半导体激光器光谱特性的研究

研究一种制作高衍射效率的布拉格体全息光栅的技术方法，根据实际需求设计光栅参数，利用此光栅改善大功率激光二极管输出波长的温度漂移特性，并实现波长的可调谐输出。主要包括体全息光栅的参数设计和制作工艺研究，体全息光栅稳定半导体激光输出光谱的机制，作为反馈元件进行半导体激光外腔注入的光谱选择特性和反馈特性，以及技术方案设计。.通过实验方法获得制作体全息光栅的可靠工艺，既保证光栅的稳定性，又可获得较高的衍射效率。将体全息光栅用于稳定半导体激光器的输出光谱，对在15－35摄氏度温度变化范围内运行的连续和脉冲半导体激光器实现波长稳定。连续LD单管的中心波长漂移小于0.3nm，LD bar小于0.5nm，并通过选择不同的体光栅器件实现波长的可调谐输出，调谐范围为30nm。

高功率激光二极管无论是在科研领域还是工业加工领域都有着广泛的应用，但是由于其发光谱线对运行温度有着强烈的依赖，只有对激光二极管实现精确的温度控制，才能达到稳定的激光输出波长，这给实际的应用带来了极大的限制。本项目的内容是研究一种制作布拉格体全息光栅（以下简称“体全息光栅”）的技术方法，根据实际需求设计光栅参数，利用此光栅改善大功率激光二极管输出波长的温度漂移特性，实现在不同温度和不同工作电流的情况下，激光二极管输出波长基本稳定不变。.通过项目研究，掌握了体全息光栅的基本特性和参数设计方法，并针对反射式体全息光栅，提出了一种紫外曝光的方法，通过在光栅材料后表面引入高反射层，在光栅材料内部形成了干涉条纹，简化了实验装置，提高了制作体全息光栅的稳定性。根据实际反馈的需要制作了衍射效率为32%的反射式体全息光栅，并应用于改善激光二极管输出波长的温度漂移特性，实现了在15℃－35℃温度变化范围内的波长锁定输出。.