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外腔半导体激光器具有窄线宽、大调谐范围、高稳定度等优点，被广泛用于通信、传感、检测等领域。近几年空间及工程应用对外腔激光器的性能提出了更高的要求，尤其在小型化、窄线宽及调谐三个方面。小型化的要求使得很多具有复杂机械结构的外腔方案难以实施。同时，产业界也出现一些线宽性能优越的小型化蝶形封装外腔激光器产品，得到较好的市场反应，但其调谐性能受限。本论文主要研究蝶形封装下的窄线宽外腔激光器技术，以及该技术平台下的调谐性能的拓展开发。主要内容包括: 1.设计蝶形封装下的光纤光栅外腔半导体激光器方案，搭建实验平台，验证光栅负反馈对线宽的压窄效应。制作工程一体化样品，得到了稳定的窄线宽输出(13kHz)并进行多项性能测试。同时对光路耦合效率进行ZEMAX分析;对光纤光栅进行了理论建模，得到光栅反射谱相位信息后代入腔纵模间隔参数的计算及分析。最后计算了线宽、F因子，并根据实测光谱信息将我们的样品和RIO的进行F因子对比分析。 2.针对单模光纤的封装工艺展开研究。通过对胶水、衬底材料、工艺条件的系统性研究，成功开发了小型化（不增加额外长度）、光谱维持度好（封装前后不变，温漂过程不变）、热敏系数大的V槽塑料衬底光纤光栅全胶灌装工艺。这对后面的外腔热调谐方案是非常关键的。塑料衬底的V槽封装在热敏性方面有很大的设计灵活性，通过衬底材料的选择和胶水固化工艺的微调，实现从60pm/K到150pm/K的任意热敏值。同时，非塑料材料（如氮化铝）等的V槽封装工艺得到了开发，可用于其他对光纤散热有要求的场合。 3.在窄线宽激光器的调谐方面，我们利用新开发的光纤光栅热增敏技术成功研发了光纤光栅外腔激光器的热调谐技术。实现了65pm/K的热调谐速率，是普通光纤光栅外腔激光器的六倍。同时可以获得35kHz的窄线宽输出，与普通光纤光栅外腔方案性能一致。无跳模调谐范围0.5nm。通过缩减非热敏区域光程比，还有望大幅提高无跳模调谐范围。提出激光器快速电调谐方案，采用飞秒激光加工铌酸锂波导光栅，替代普通光纤光栅。联合强光实验室进行飞秒激光刻写铌酸锂波导光栅的实验。圆圈波导的传输性能已经达到了目标的1dB/cm，与文献结果接近。