Simon Rauch 高功率、窄线宽脊形波导激光器 Joachim Sacher … · 780,016 780,018 780,020 780,022 780,024 780,026 780,028 780,030 780,032 780,034 780,036 Wavelength / nm

Simon RauchJoachim Sacher高功率、窄线宽脊形波导激光器

780nm用全息体光栅稳频的外腔激光器

瀚宇科技香港有限公司 www.hisky-hk.comHisky Technology (Hong Kong) Limited

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Motivation

� Focus:�

� Applications:�

� Means:�

� Advantages:�

高稳定性外腔半导体激光器，几百毫瓦的输出功率

冷原子捕获，拉曼光谱，激光探测与测量，时间标准等

全息体光栅（VHG）反馈，紧凑封装

超高机械稳定性，较低生产成本


3900µm

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Laser Realization

3900µm

�

�

�

�

�

�

芯片长度：

后面：镀有高反膜

激光二极管�

�

� 前面：镀有高透膜

准直方式：分快轴和慢轴

准直

布拉格光栅

中心波长：780nm

光谱宽度：0.1nm

反射率：12%


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General Performance

�

�

�

�

� > 50dB

�

�

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�

输出功率

最大输出功率：380mW

量子转换效率：0.8W/A

边模抑制比

波长调谐

不调模范围：5.2GHz

通过电流调谐：0.5pm/mA

通过温度调谐：10pm/K


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Wavelength Tuning

�

�

�

�

�

�

�

�

200 220 240 260 280 300780,016

780,018

780,020

780,022

780,024

780,026

780,028

780,030

780,032

780,034

780,036

Wav

elen

gth

/ nm

Injection Current / mA

调谐机理

初始状态

激光电流改变

模式位置改变

波长调谐

相对于光栅

模式位置改变

跳模定义

当一个模式离开光栅

的反射带，另一个

模式转入

(a) (b)

(b)

(c)


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Spectral Linewidth

�

�

�

�

� 36kHz @ 1ms/2MHz

�

（外差法）拍频测试

两个相同VBG激光拍频节点

不使用外部锁定

洛伦兹拟合

线宽：18kHz（FWHM)

(FWHM):


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Relative Intensity Noise (RIN)

�

�

�

�

Laser Driver

Diode Laser

Detector

Oszi

Amplifier

RIN 测试

>1kHz时，低的，接近恒定RIN -136dB/Hz

没有微腔共振

更高的操作电流会较低RIN


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Application Example: Rubidium Spectroscopy

�

�

�

�

�

�

� Spectrum Repeats at different Power levels

200 220 240 260 280 300780,016

780,018

780,020

780,022

780,024

780,026

780,028

780,030

780,032

780,034

780,036

Wav

elen

gth

/ nm


光谱套件

Rb的饱和吸收光谱

结论

铷D2跃迁峰

超精细兰姆凹陷清晰可见

稳定不跳模调谐5.4GHz


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Examples for Other NIR Wavelength

� 760nm: Oxigen

� 795nm: Rubidium D1

� 852nm: Cesium D2

120 180 240760,08

760,10

760,12

760,14

Wav

elen

gth

(nm

)

Current (mA)

22°C

60 80 100 120 140 160 180

794,965

794,970

794,975

794,980

794,985

794,990

794,995

Wav

elen

gth

(Vac

uum

) / n

m


8°C

60 80 100 120 140 160 180 200

852.10

852.12

852.14

Wav

elen

gth

(Air)

/ nm


11,2°C, mit Kappe + Fenster

氧

铷D1线

铯D2线


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Examples for Other NIR Wavelength

� 895nm Cesium D1

� 785nm: Raman Spectroscopy

� 830nm: Raman Spectroscopy

90 100 110 120 130 140 150 160894,56

894,57

894,58

894,59

894,60

894,61

Wav

elen

gth

(Vac

uum

) / n

m


16°C

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120785,105

785,110

785,115

785,120

785,125

785,130

785,135

785,140

785,145

Wav

elen

gth

(nm

)

Injection Current (mA)

50 100 150

829,86

829,88

829,90

Wav

elen

gth

/ nm


铯D1线

拉曼光谱

拉曼光谱


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Application Example: Raman Spectroscopy

�

�

�

�

�

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

100

150

200

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

100

150

200

250

measure time: 6saverage: 4

Ram

an S

igna

l [a.

u.]

Raman Shift [cm-1]

Ethanol

430

880

10901055 1460

1280

Acetone

790

14401727measure time: 6s

average: 4

光谱套件

785nm拉曼光谱

结论

丙酮

乙醇


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Summary

�

�

�

一种紧凑、窄线宽全息体光栅外腔激光器780nm有高达380nm输出功率

超高稳定性，波长可以通过电流和温度调谐

全息体光栅，周期可以在可见光及近红外波段任意选择


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Thank You For Your Attention!

�


Documents

Simon Rauch 高功率、窄线宽脊形波导激光器 Joachim Sacher … · 780,016 780,018 780,020 780,022 780,024 780,026 780,028 780,030 780,032 780,034 780,036 Wavelength / nm