简述耦合腔波长可调谐激光器的工作原理

正确答案: 耦合腔半导体激光器可以实现单纵模工作，这是靠把光耦合到一个外腔实现的，如图4.4.1所示。外腔镜面把光的一部分反射回激光腔。外腔反馈回来的光不一定与激光腔内的光场同相位，因为在外腔中产生了相位偏移。只有波长几乎与外腔纵模中的一个模相同时才能产生同相反馈。实际上，面向外腔的激光器界面的有效反射与波长有关，从而导致产生如图4.4.1所示的损耗曲线，它最接近增益峰，并且具有最低腔体损耗的纵模才变成主模。
一种单片集成的耦合腔激光器称为C³激光器。C³指的是切开的耦合腔（CleavedCoupledCavity），如图4.4.2所示。这种激光器是这样制成的，把常规多模半导体激光器从中间切开，一段长为L，另一段为D，分别加以驱动电流。中间是一个很窄的空气隙（宽约1m），切开界面的反射约为30%，只要间隙不是太宽，就可以在两部分之间产生足够强的耦合。在本例中，因为L>D，所以L段中的模式间距要比D段中的密。这两段的模式只有在较大的距离上才能完全一致，产生复合腔的发射模，如图4.4.2（b）所示。因此C³激光器可以实现单纵模工作。改变一个腔体的注入电流，C³激光器可以实现约为20nm范围的波长调谐。然而，由于约2nm的逐次模式跳动，调谐是不连续的。