[发明专利]基于摩尔效应的波长可调谐混合激光器

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种可调谐激光器。

背景技术

在光纤通信、光纤传感、医疗检测、环境监测、科学研究等领域中激光器

被广泛应用。尤其是可调谐激光器，由于其在一定范围内可以改变激光输出波长，使其在多种环境下有着重要的应用。现有的可调谐激光器有半导体DFB激光器、半导体DBR激光器、全息光栅外腔激光器、啁啾光纤光栅锁模激光器、光纤光栅外腔半导体激光器，其中半导体DFB激光器是通过改变注入电流和芯片温度进行调谐，其调谐范围小，调谐速度缓慢；半导体DBR激光器通过改变光栅区的注入电流和温度进行调谐，其同样调谐范围小，调谐速度慢的缺点；全息光栅外腔激光器是通过旋转全息光栅的方法进行调谐，但是由于存在机械运动部件，因此其可靠性和牢固性受到影响；啁啾光纤光栅锁模激光器是用不同频率的射频信号锁定激光器到相应的光栅波长，但是这个激光器只能工作在脉冲状态，而且其脉冲频率和波长是关联的，限制了其使用范围；光纤光栅外腔半导体激光器是通过对外部的光纤光栅进行伸缩和温度控制实现波长调谐，它的调节范围较小，由于存在机械运动和机械疲劳，可靠性和重复性受到影响。但是大量的实际应用环境需要一种能够快速、有效的波长调谐方法。本申请正是基于上述目的而进行的开发设计。

发明内容

本发明目的是提供一种调谐范围较大、调谐效率较高的混合激光器。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于摩尔效应的波长可调谐混合激光器，其包括可调谐波长选择性滤波单元、位于波长选择性滤波单元端部用于形成谐振腔的增益部、用于将谐振腔中的光信号导出的激光输出部，所述的可调谐波长选择性滤波单元包括第一波长选择元件和第二波长选择元件，所述的增益部位于第一波长选择元件与第二波长选择元件之间，所述的第一波长选择元件和第二波长选择元件分别为具有多反射峰的波长滤波器，且所述的第一波长选择元件与第二波长选择元件的峰值周期相接近但不相同，所述的第一波长选择元件与第二波长选择元件的重叠波长决定激射波长，通过微调第一波长选择元件或第二波长选择元件，使其任一个波长移动，所述的激射波长将发生较大范围的变化。

对上述技术方案所作的进一步变换和解释如下：

所述的第一、第二波长选择元件和增益部分均由半导体材料制成。

所述的第一、第二波长选择元件和增益部分均由光纤材料制成。

所述的第一和第二波长选择元件为半导体光栅或光纤光栅中的一种。

所述的激光输出部采用光纤直接熔接、光纤透镜耦合或光学透镜耦合。

所述的光学透镜包括光纤透镜、球透镜、非球透镜、GRIN透镜。

所述的第一和第二波长选择元件通过改变流经其中的电流、调节其温度、施加拉伸应力来实现波长移动。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明采用两个具有多反射峰且峰值周期相近的波长选择元件作为激光器的组成部分，通过使两个波长选择元件中的一个波长选择元件的波长发生移动，二组波长选择性条纹就会发生相对移动，由于其中一个的波长发生移动，它们的重叠条纹也会发生变化。这种重叠条纹的移动明显大于单个条纹移动的现象，我们称之为摩尔效应。本发明激光器的激射波长就是由所述两个波长选择元件联合完成的，从而实现了以小调谐得到大的波长移动的效果。本激光器的优点是波长调谐范围较宽，波长调谐速度较快、波长移动效率较高。

附图说明

附图1为根据本发明技术方案所具体实施的一种混合激光器的结构示意图；

附图2为本发明混合激光器波长调谐原理图；

具体实施方式

下面结合附图，对本发明优选的具体实施例进行说明：

在进行本发明技术方案之前，我们首先对摩尔效应作一介绍，以为本发明混合激光器的提出做一铺垫：

所谓摩尔效应，或称摩尔纹（Moire Stripes），最初是摄影和影像显示上的一个术语。也就是当对有栅格或条纹的物体进行拍照或显示的时候，在影像上产生明暗条纹的现象。这个条纹产生的原因是被拍摄或显示物的栅格和拍摄或显示的装置本身的像素栅格相互叠加，当这两组栅格的周期接近的时候，叠加的重合部分会形成新的条纹。通常这个条纹的周期比栅格的周期要大。这个现象对于摄影和影像显示来说是负面和消极的。而在本发明中，我们巧妙地利用了这种由于栅格叠加而形成的摩尔纹，在特定设计的激光器结构中，放大了调谐的效能和范围，有效地实现了非连续的波长调谐。