littrow和littman结构..docx

Littrow和littman结构两种结构的比较：谐振腔设计LittrowLittman结构复杂程度简单复杂输出功率高低调谐范围宽窄谱线宽度宽窄零级光束（单面出光）动态静态体积小大成本低高从Thorlabs的产品规格可以看出，中心波长在1300nm附近的两种结构的激光器的阈值电流和边模抑制比一样。Littman结构和Littrow结构各有自己的优缺点。一般，Littrow结构有比较高的输出光功率，然而由于先进的芯片制造技术和光学薄膜技术的采用，Littman结构也会有很高的输出光功率。另外，因为光栅保持固定，输出光束的方向也是固定的，不需要额外的光束补偿器。Littrow谐振腔通过使用光栅给增益元件提供反馈。增益元件的一端必须能让光束出射，比如SAF设计。从这个端面出射的光束首先被准直。然后光栅对这个准直光进行衍射，一级衍射再耦合回增益元件，用来维持激射。激光器的波长调谐可以通过改变光栅相对于谐振腔的角度来实现。光栅的零阶衍射光从激光谐振腔出射的角度取决于光栅的角度。Littman结构的ECL同时使用光栅和反射镜来进行调谐。与Littrow结构相似，从增益元件未镀膜端出射的光束必须先准直。然后用光栅对此光束进行衍射。零级衍射光从反射镜反射回到光栅，在耦合回到增益元件前发生第二次衍射。由于光束发生了两次衍射，损耗较高（功率损耗），但是边摸抑制比（SMSR）增加，产生了更窄线宽的激光。在该结构中，光栅保持静止，而转动反射镜来调谐激光谐振腔的支持波长。与Littrow激光器不同，零级自由空间光束的方向保持不变，这在某些应用中是有益的。Littrow和Littman光栅外腔反馈的光路为：激光器发出光经透镜准直射到光栅表面，经光栅选模，将1级衍射光线按原路反馈回激光器有源区，使选出的模式在激光器内腔中的增益得到放大从而在模式竞争中获得优势最后作为光栅0级衍射光（即反射光）输出出去。两种结构有所不同，Littrow结构较简单，出射光为光栅0级衍射光，出射光会随着光栅转动；Littman结构用平面镜将+1级光经光栅二次反射回有源区，二次衍射可以压窄线宽，光栅固定，只转动平面镜，但是镜面反射在光栅上的0级光会损失掉，而且该结构体积较大，往往要采用电控旋转镜面，造价较高，因此实验中所用的光栅外腔结构一般均为Littrow结构。Thorlabs的Littman结构可调谐激光器的原理图Thorlabs的Littman结构可调谐激光器的实物图Littman和Littrow结构设计上的差别是波长选择机制。与Littrow结构不同，Littman结构中光栅角度是固定不变的。激光通过光栅发生衍射，然后通过反射镜再次反射回光栅发生二次衍射，耦合回增益元件。由于在这个装置中光束发生了两次衍射，该激光谐振腔结构在牺牲功率和调谐范围的情况下通常提供更短的线宽。Thorlabs的Littrow结构可调谐激光器的实物图Thorlabs的Littrow结构可调谐激光器的原理图从增益元件发射的光束经过透镜准直，然后被光栅衍射。衍射光随后耦合回增益元件，从而提供基于光栅角度的波长选择，这样使谐振腔波长可调谐。中心波长在1300nm的Littrow结构的可调谐激光器调谐曲线中心波长在1300nm的Littman结构的可调谐激光器调谐曲线中心波长在1300nm的Littrow结构的可调谐激光器P-I曲线中心波长在1300nm的Littman结构的可调谐激光器P-I曲线两种结构的规格