405 nm 蓝紫光半导体激光器：宽调谐范围与窄线宽研究

"这篇研究论文探讨了如何利用反射式全息光栅来实现宽调谐范围和窄线宽的405纳米蓝紫光半导体激光器。通过在Littrow结构下设置光栅外腔，研究人员成功地降低了激光二极管的阈值电流并显著缩窄了谱线宽度，从而提供了稳定、窄线宽的激光输出。实验中，使用2400 l/mm和3600 l/mm不同刻线密度的光栅，阈值电流分别降至19.7 mA和21.3 mA，谱线宽度降低至0.03 nm以下。此外，激光器还展示了5.45 nm和5.33 nm的波长调谐能力，这对于蓝紫光激光二极管在拉曼散射等光谱应用中的使用具有重要意义。" 本文详细介绍了蓝紫光半导体激光器的研究进展，特别是针对其窄线宽和波长调谐特性的优化。自由运行的半导体激光器通常会产生多纵模的光谱输出，谱线宽度较宽，这在需要精细光源特性的应用中并不理想，比如拉曼光谱分析。为了改善这种情况，研究者采用了反射式全息光栅技术。这种光栅可以作为外腔的一部分，通过选择性地反射特定波长的光，有效过滤掉不需要的频率成分，从而显著窄化激光的谱线宽度。 实验部分，研究团队使用了高分辨率的单色仪来检测Littrow布局下的光栅外腔半导体激光器的输出光谱。他们观察到，采用不同刻线密度的光栅能够改变激光器的阈值电流，这个电流是激光器开始产生激光输出的关键参数。较低的阈值电流意味着激光器可以在更低的功率下工作，这有助于提高效率和稳定性。同时，光栅的使用也显著减少了谱线宽度，从自由运行的约1 nm减小到0.03 nm或更小，实现了亚纳米级的线宽，这对需要极高线宽精度的应用至关重要。 此外，该研究还揭示了激光器的波长调谐能力，通过调整光栅的刻线密度，激光器的输出波长可以在5.45 nm和5.33 nm的范围内进行调谐。这种宽范围的波长调谐能力极大地扩展了蓝紫光半导体激光器在各种应用中的适用性，包括光谱分析、光学存储、生物医学检测以及精密测量等领域。 这篇论文深入探讨了405 nm蓝紫光半导体激光器的优化方法，特别是通过光栅外腔设计实现窄线宽和宽调谐范围的策略。这些研究成果对于推动蓝紫光激光技术的发展，尤其是对光源线宽有严格要求的科学和技术应用，具有重要的理论和实践价值。