本實用新型涉及到使用內(nèi)置衍射光柵的激光鎖波芯片作為高功率半導體激光器核心光源領(lǐng)域，具體地說，是涉及到一種基于內(nèi)置體布拉格衍射光柵實現(xiàn)激光鎖波的高功率半導體激光技術(shù)，用于光纖激光器的泵浦領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖激光器的泵浦波長與摻雜材料有關(guān)，無論摻釹或者摻鉺的光纖激光器對976nm均具有很高的吸收峰，是長距離光纖通信中普遍使用的摻鉺光纖放大器的重要泵浦源（黃毅澤，980nm高功率半導體激光器波長鎖定器研究，2013）?，F(xiàn)有的光纖激光器泵浦光源主要采用915nm波長的半導體激光器，但是光纖激光器對915nm的波長吸收低于對976nm的吸收峰的三倍。目前為止仍然使用915nm的半導體激光器作為光纖激光器泵浦源的主要原因是無法實現(xiàn)對976nm波長的精確控制在+/-2nm，以及無法實現(xiàn)窄線寬在1nm之內(nèi)的高功率半導體激光器研制。傳統(tǒng)的976nm半導體激光器輸出波長范圍在10-20nm之間，線寬為6nm甚至更大，波長隨溫度變化為0.3nm/℃，用戶只能在低的生產(chǎn)率和高的投入成本之間進行選擇。由于目前無法實現(xiàn)窄線寬的976nm激光器，文獻中一般采用980nm作為基本波長進行研究。使用布拉格光纖光柵波長鎖定器優(yōu)于在半導體激光器端面鍍增透膜的方法，傳統(tǒng)采用F-P腔半導體激光器與光纖光柵組成弱反饋外腔激光器，通過控制激光器電流和溫度，調(diào)諧光纖布拉格波長獲得單模輸出（黃毅澤，980nm高功率半導體激光器波長鎖定器研究，2013）。
目前國內(nèi)外對半導體激光器的光譜特性及其穩(wěn)定性技術(shù)有多年的研究，但是半導體激光器輸出功率較低，對其波長進行鎖定的技術(shù)不能應用到高功率激光器陣列中。近年來，反射式體布拉格光柵（RBG）被應用于高功率半導體激光器的波長穩(wěn)定和光譜壓縮，取得了明顯的效果（A.Gourevitch，Continuous Wave，30W laser-diode bar with 10GHZ linewidth for Rb laser pumping，OPTICS LETTERS，April 1,2008；張雪，體布拉格光柵外腔實現(xiàn)激光二極管同相模輸出，強激光與粒子束，2009）。但是該結(jié)構(gòu)是外置布拉格衍射光柵式，結(jié)構(gòu)大，成本高，不利于高功率半導體激光器的廣泛使用，同時光敏材料在處理過程中會收縮，對于濕度也很敏感，熱穩(wěn)定性不夠好，不能承受高功率激光的連續(xù)輻射，而且難以做到足夠的厚度，雖然后期美國中佛羅里達大學研制出了PTR玻璃，解決了上述問題，但是依舊存在成本高的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種采用內(nèi)置式鎖波芯片的激光器模塊。
一種采用內(nèi)置式鎖波芯片的激光器模塊，包括殼體、COS、散熱臺階、底板，其中殼體和底板共同構(gòu)成容器，COS、散熱臺階位于容器內(nèi)部的底板上，所述的COS焊接到散熱臺階，散熱臺階為多層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多個COS串聯(lián)；所述的COS采用布拉格衍射光柵鎖波芯片焊接到ALN熱沉構(gòu)成。
所述的COS采用內(nèi)置布拉格衍射光柵芯片實現(xiàn)976nm鎖波。
所述的COS采用金錫焊料將芯片和ALN熱沉焊接一體，實現(xiàn)芯片高效散熱。
所述的COS采用錫銀銅焊料將COS和散熱臺階焊接一體，實現(xiàn)COS高效散熱。
所述的散熱臺階與底板是一體結(jié)構(gòu)，并采用分體式結(jié)構(gòu)將殼體和底板鎖在一起。
所述的散熱臺階的長度、寬度和高度差參數(shù)采用ZEMAX、MATLAB散熱模擬得到最優(yōu)化值。
所述的布拉格衍射光柵鎖波芯片刻布在半導體材料P-N結(jié)之間。
所述的COS串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高功率激光輸出。
所述的激光器模塊采用精確的溫度控制，實現(xiàn)波長鎖定。
基于上述技術(shù)方案，本實用新型具有如下技術(shù)優(yōu)點：
1、本實用新型的一種用內(nèi)置鎖波芯片的激光器模塊是采用在半導體材料P-N結(jié)之間刻布拉格光柵的鎖波芯片實現(xiàn)激光輸出。
2、本實用新型的一種用內(nèi)置鎖波芯片的激光器模塊是首家采用線寬小于1nm的976nm激光芯片。
3、本實用新型的一種用內(nèi)置鎖波芯片的激光器模塊是首家采用波長范圍小于+/-2nm的976nm激光芯片。
4、本實用新型的一種用內(nèi)置鎖波芯片的激光器模塊是首家采用波長溫度系數(shù)控制在0.08nm/℃的976nm激光芯片。
5、本實用新型采用臺階式散熱方式的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高光束質(zhì)量輸出的激光模塊。
6、本實用新型采用多管芯串聯(lián)結(jié)構(gòu)方式實現(xiàn)高功率976nm激光輸出的激光模塊。
7、本實用新型提供一種分體式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)裝配簡易、維護維修方便的半導體激光器結(jié)構(gòu)。
8、本實用新型實現(xiàn)了功率損耗低、熱損耗低、能源損耗低、冷卻系統(tǒng)小、增益光纖短、光纖光子暗化效應低的優(yōu)點。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖中, 殼體1、布拉格衍射光柵鎖波芯片2、散熱臺階3、底板4。
具體實施方式
，一種采用內(nèi)置式鎖波芯片的激光器模塊，包括殼體1、COS、散熱臺階3、底板4，其中殼體1和底板4共同構(gòu)成容器，COS、散熱臺階3位于容器內(nèi)部的底板4上，所述的COS焊接到散熱臺階3，散熱臺階3為多層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多個COS串聯(lián)；所述的COS采用布拉格衍射光柵鎖波芯片2焊接到ALN熱沉構(gòu)成。
所述的COS采用內(nèi)置布拉格衍射光柵芯片2實現(xiàn)976nm鎖波。
所述的COS采用金錫焊料將芯片和ALN熱沉焊接一體，實現(xiàn)芯片高效散熱。
所述的COS采用錫銀銅焊料將COS和散熱臺階3焊接一體，實現(xiàn)COS高效散熱。
所述的散熱臺階3與底板4是一體結(jié)構(gòu)，并采用分體式結(jié)構(gòu)將殼體1和底板4鎖在一起。
所述的散熱臺階3的長度、寬度和高度差參數(shù)采用ZEMAX、MATLAB散熱模擬得到最優(yōu)化值。
所述的布拉格衍射光柵鎖波芯片2刻布在半導體材料P-N結(jié)之間。
所述的COS串聯(lián)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高功率激光輸出。
所述的激光器模塊采用精確的溫度控制，實現(xiàn)波長鎖定。
實施例
使用內(nèi)置式布拉格衍射光柵的976nm鎖波芯片，其波長范圍小于+/-2nm，波長溫度系數(shù)控制在0.08nm/℃，將該芯片使用高溫金錫焊料焊接到ALN熱沉上，形成976nmCOS，分別將六個該鎖波的COS使用低溫錫銀銅焊料焊接到底板的六個臺階上，利用金絲鍵合將六個COS串聯(lián)，在7.5A的電流驅(qū)動下，實現(xiàn)60W激光輸出。通過快慢軸光束整形和光束耦合，實現(xiàn)200um0.22NA的激光輸出，得到波長范圍小于+/-2nm，線寬小于1nm，波長溫度系數(shù)0.08nm/℃，功率大于50W的高光束質(zhì)量高功率激光，通過控制溫度有效避免紅移和藍移現(xiàn)象。使用內(nèi)置式布拉格衍射光柵的976nm鎖波激光芯片的激光器模塊在目前還未有相同的產(chǎn)品。
本實用新型解決了使用傳統(tǒng)技術(shù)無法實現(xiàn)窄線寬和精確波長控制的976nm高功率半導體激光器的問題，解決了目前作為光纖激光器泵浦源的915nm激光光源線寬較寬、波長漂移等存在的根本問題，而且同時提高了光纖激光器泵浦的效率，降低了成本。