Abstract. A quasicontinuously wavelength tuned self-injection locked blue laser diode system employing a prism is presented. A rigorous analysis of the injection ratio (IR) in the form of three systems, namely high (HRS, ∼ − 0.7 dB IR), medium (MRS, ∼ − 1.5 dB IR), and low (LRS, ∼ − 3.0 dB IR) reflection systems, showed a direct relationship with the wavelength tunability whereas the usable system power exhibited an inverse correlation. In particular, MRS configuration demonstrated a concurrent optimization of tuning window and system power, thus emerging as a highly attractive candidate for practical realization. Moreover, a comprehensive investigation on two distinct MRS configurations employing different commercially available InGaN/GaN blue lasers, i.e., MRS-1 and MRS-2, displayed a wavelength tunability (system power) of ∼8.2 nm (∼7.6 mW) and ∼6.3 nm (∼11.6 mW), respectively, at a low injection current of 130 mA. In addition, both MRS configurations maintained high-performance characteristic with corresponding average optical linewidths of ∼80 and ∼58 pm and a side-mode-suppression-ratio of ≥12 dB. Lastly, a thorough stability analysis of HRS and MRS configurations, which are more prone to system instabilities due to elevated IRs, is performed at critical operation conditions of a high injection current of ≥260 mA and a temperature of 40°C, showing an extended stable performance of over 120 min, thus further substantiating the promising features of the prism-based systems for practical applications.

中文翻译：

---

基于棱镜的可调谐 InGaN/GaN 自注入锁定蓝色激光二极管系统：研究温度、注入比和稳定性

摘要。提出了一种采用棱镜的准连续波长调谐自注入锁定蓝色激光二极管系统。以三个系统的形式对注入比 (IR) 进行严格分析，即高 (HRS, ∼ − 0.7 dB IR)、中 (MRS, ∼ − 1.5 dB IR) 和低 (LRS, ∼ − 3.0 dB IR) ) 反射系统，与波长可调性有直接关系，而可用系统功率则呈负相关。特别是，MRS 配置展示了调谐窗口和系统功率的并发优化，因此成为实际实现中极具吸引力的候选者。此外，对采用不同商用 InGaN/GaN 蓝色激光器（即 MRS-1 和 MRS-2）的两种不同 MRS 配置进行的综合研究显示，波长可调性（系统功率）为~8.2 nm（~7. 6 mW) 和 ~6.3 nm (~11.6 mW)，在 130 mA 的低注入电流下。此外，两种 MRS 配置都保持了高性能特性，相应的平均光线宽为~80 和~58 pm，边模抑制比≥12 dB。最后，在 ≥ 260 mA 的高注入电流和 40°C 的温度的临界操作条件下，对 HRS 和 MRS 配置进行了彻底的稳定性分析，这些配置更容易因 IR 升高而导致系统不稳定超过 120 分钟的稳定性能，从而进一步证实了基于棱镜的系统在实际应用中的前景。两种 MRS 配置都保持了高性能特性，相应的平均光线宽为 ~80 和 ~58 pm，边模抑制比≥12 dB。最后，在 ≥ 260 mA 的高注入电流和 40°C 的温度的临界操作条件下，对 HRS 和 MRS 配置进行了彻底的稳定性分析，这些配置更容易因 IR 升高而导致系统不稳定超过 120 分钟的稳定性能，从而进一步证实了基于棱镜的系统在实际应用中的前景。两种 MRS 配置都保持了高性能特性，相应的平均光线宽为 ~80 和 ~58 pm，边模抑制比≥12 dB。最后，在 ≥ 260 mA 的高注入电流和 40°C 的温度的临界操作条件下，对 HRS 和 MRS 配置进行了彻底的稳定性分析，这些配置更容易因 IR 升高而导致系统不稳定超过 120 分钟的稳定性能，从而进一步证实了基于棱镜的系统在实际应用中的前景。