锥形半导体激光放大系统的详细介绍

锥形半导体激光放大系统是一种采用锥形半导体激光器放大种子光的结构。由于单频单模的激光器的输出功率受限，可以采用波长可调谐、单模特性以及光束质量等激光特性较好的种子光，通过聚焦透镜注入到锥形波导放大器中，而激光则从放大器的锥形区射出，在不改变激光原有特性的基础上，实现激光功率的放大。

MOGLabs的MSA光放大系统是一个半导体激光放大器包含种子激光器。系统的核心是放大器模块（Amplifier block）搭载了半导体锥形放大器二极管。柱形镜（Cylindrical lens）提供散光补偿，还包含两个法拉第隔离器（Faraday isolator），锥形放大器输入侧的隔离器为了防止放大器激光反向运行干扰种子激光，而输出侧的隔离器为了保护TA二极管，以防输出的高功率激光反射回到二极管中，造成损坏。

锥形激光器包含输入侧的小面积脊型主振荡器( Main oscillator，MO) 和输入侧的大面积锥形放大器( Power Amplifier，PA) 两部分组成。前者脊型主振荡器通过折射率导引机制提供单模、小功率的种子光注入，后者锥形放大器通过增益导引机制对单模种子光注入进行放大，而不会产生高阶模激射，达到高功率、高光束质量的目的。

锥形放大器的前端面尺寸较小，为了使注入激光更好地耦合进放大器中，在进入锥形放大器前需要通过一个非球面透镜，起到聚焦作用，使注入激光和放大器中的激光模式达到较好的匹配。而输出的放大激光也需要通过另一个非球面透镜，起到准直的作用。两块非球面透镜被固定在放大器模块的挠曲支架上，控制横向位置，提供精确的镜头对准与机械稳定性。此外, 锥形放大器提供了高功率和良好的空间模式，当被注入单模外腔半导体激光器(ECDL)时，可以保留注入种子光优秀的窄线宽特性，在冷原子方面得到了很好的运用。

MOGLabs提供了三种配置，分别为搭载了内置种子激光器的版本MSA，以及无种子激光器仅包含锥形放大模块的版本MOA，其中又分为包含一个在锥形放大输出方向上的法拉第隔离器的版本MOA(L)，以及无隔离器的最紧凑版本MOA(C)，可供客户按需求选择。

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