[发明专利]稳偏激光器

说明书

本专利申请的优先权请求是依据题目为《稳偏激光器》，专利申请号为： 61/028462，申请日为：2008年2月13日的美国专利申请的全部内容而提出的。

技术领域

本发明属于稳偏激光器的装置和应用技术领域，特别涉及产生包括可调谐和波长扫 描激光器在内的产生激光光束的技术、设备和系统。

背景技术

一个激光器包含一个光学腔或谐振腔，以及激光腔内的产生激光的介质。一个激光 器可以设计成包含一个频率调节元件，用来在激光器运转的时候扫描激光频率或波长。 例如，用于光学断层扫描技术(OCT)的高速波长扫描激光器和用于光传感询答应用的 激光器。

可调谐激光器和波长扫频光纤激光器对偏振变化的敏感度是激光器制造技术的一大 挑战。因为在激光器中产生偏振的激光腔会包含光纤，因此当温度和机械应力改变的时 候，会产生各种不同的因素，其结果就是激光输出功率会因为温度、震动或者施加于光 纤上的应力而变的异常灵敏。可调谐激光器和波长扫频激光器可以被设计成各种不同的 构造，包括光纤激光器的激光腔的增益介质和光程可以设计到光纤里面或者与光纤结合 在一起。例如，快速波长扫频激光器可以基于傅立叶域锁模技术，单模(SM)光纤的 长度(例如几公里)是用来增加激光器的腔长，以满足频域锁模的条件。在这个设计 中，波长扫描速度等同于激光腔内光的往返时间。R.Huber，M.Wojtkowski，J.G.Fujimoto 描述了这样一个例子：“傅立叶域锁模：一种新的激光操作模式和光学相干断层扫描应 用。”摘自光学快车，Vol.14，No.8，pp.3225-3237(2006).由于单模光纤的长期使用，激 光腔内的偏振往往会出现波动，因此造成输出功率和输出激光偏振的波动。

其他构造的激光器也能表现出光偏振敏感性并且由于激光谐振腔中光偏振的变化， 输出激光的性能可能会严重退化。

发明内容

本发明提出一种稳偏激光器，以克服光偏振在激光器的激光腔中引起的波动和变 化。

本发明提出的一种稳偏激光器，其特征在于，该激光器包括：

一个光偏振分束器(PBS)，该偏振分束器具有第一端口、第二端口和第三端口。 处于第一光偏振态的光在第一端口和第二端口之间传输，处于与第一偏振态垂直的第二 偏振态的光在进入第一端口后被导向第三端口；一个第一光路，该第一光路包括第 一端点和第二端点，第一端点与PBS的第一端口相连接，用来将光导入到PBS的第一端 口中，并接收以第一偏振态的方式从第二端口传输到第一端口的光；

一个偏振反射器被连接到第一光路的第二端口，用来反射接收自第一光路的光使之 返回到第一光路，反射回第一光路的光的偏振态与最初进入到连接在PBS第一端口的第 一光路的光偏振态相垂直；

一个第二光路，该第二光路包括第一端点和第二端点，第二光路的第一端点与所述 PBS的第三端口相连接，用来接收来自第三端口的第二偏振态的光，并将接收到的光导 向第二端口；

一个光环形器，该光环形器包括第一端口，第二端口和第三端口，用来将第一端口 接收的光传输到第二端口，将第二端口接收到的光传输到第三端口，第一端口与第二光 路的第二端点相连接，将第二光路的光导向第二端口；

一个光学单元，该光学单元连接到所述光环形器的第二端口上，用来接收光，并将 返回光束引导至光环形器的第二端口；

一个第三光路，该第三光路连接在所述光环形器第三端口及PBS的第二端口之间， 用来将该光环形器第三端口的光学单元的返回光束引导至PBS的第二端口，从PBS第二 端口至第一端口传输的第三光路的光处于第一偏振状态；第一光路，第二光路中至少放 置一个光学放大器，将经由第一光路从所述偏振反射器到PBS、经由第二光路从PBS回 到该偏振反射器的光放大并引起激光震荡。

本发明提出的另一种稳偏激光器，其特征在于，该激光器包括：

一个光偏振分束器(PBS)，含有第一端口，第二端口及第三端口，第一偏振态的 光经由PBS的第一端口和第二端口传输，第二偏振态的光垂直于第一偏振态的光由第一 端口进入，由第三端口输出；

第一光路，含有第一端点和第二端点，第一端点连接PBS的第一端口将光导入到 PBS的第一端口，并将接收到的第一偏振状态的光，由PBS的第二端口传输到第一端 口；