[发明专利]偏振耦合的双增益介质的外腔式宽带可调谐激光器

说明书

技术领域

本发明属于光电子领域，尤其是一种偏振耦合的双增益介质的外腔式宽带可调谐激光器。

背景技术

在外腔式可调谐激光器中，主要有以下一些调谐技术：(1)通过精密步进马达带动光栅的旋转来进行调谐的，其主要缺点有以下几个：一是为实现光频率的精密调谐，对步进马达的步进精度和重复性要求很高，因此制造成本比较高；二是由于采用步进马达，不易做到小型化；三是在恶劣工作环境下的工作稳定性比较差，特别是抗各类机械振动的能力比较差，由于存在上述几个方面的问题，因此，采用这种技术的可调谐激光器只适合用于实验室工作环境中使用。(2)利用光栅或激光谐振腔中的其他光学滤波器件，如光学标准具等的透射光频率随温度漂移的特点进行调谐，这种技术的优点是调谐精度高和输出光的光谱带宽比较窄，缺点是速度比较慢，特别是在要求调谐光谱范围宽的情况下，这个缺点尤为明显，例如：光学滤波器件的温度漂移系数是0.2纳米/度，要求的光频谱范围是80纳米，温度调节范围是400度，因此，这在实际应用中是很难实现的。(3)通过微电机系统(MEMS)，其主要缺点是在恶劣工作环境下的工作稳定性比较差，特别是抗各类机械振动的能力比较差。(4)利用可调谐声光滤波器进行调谐，其优点是调谐速度快，没有机械移动部件，可以做到小型化，其缺点是调谐精度不高和滤波带宽比较宽，因此，单纯采用这种技术的可调谐激光器只适合用于对调谐精度和输出带宽不高的应用中。(5)采用单一激光增益介质，其光谱范围很难做到覆盖C光谱带和L光谱带。

综上所述，现有技术不能满足要求可调谐激光器具有小型化，在宽光谱范围内的快速调谐，窄带激光输出和在恶劣环境下长期稳定工作的各类应用，特别是光纤通讯中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能稳定上课可靠、体积小、成本低且易于安装及生产的偏振耦合的双增益介质的外腔式宽带可调谐激光器。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种偏振耦合的双增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，包括依次安装在激光腔内的第一激光增益介质、第一腔内准直透镜、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器、腔内反射镜、光学标准具和腔内全反镜，在第一激光增益介质上安装有第一激光腔端面镜，还包括：

第二激光增益介质、安装在第二激光增益介质上的第二激光腔端面镜、安装在第二激光增益介质后的第二腔内准直透镜和安装在第二腔内准直透镜后的无源偏振旋光器，所述的第二激光增益介质、第二腔内准直透镜、无源偏振旋光器与第一激光增益介质、第一腔内准直透镜成垂直方向；

一个光偏振合成器，安装在第一个腔内准直透镜和无源偏振旋光器后，并与第一个腔内准直透镜和无源偏振旋光器的输出光束均成45度，用于耦合上述第一激光增益介质和经过无源偏振旋光器输出的光束；

一个有源偏振旋光器，安装在激光器输出光束的光路上，用于将无源偏振旋光器输出光束的偏振态旋转90度，使其和第一激光增益介质输出光束的偏振态一致；

一个射频信号源，用于提供给可调谐声光滤波器射频能量并通过改变射频频率来调节激光谐振腔的振荡波长；

两个激光增益介质的泵浦源、有源光相位调制器的驱动源、有源偏振旋光器的驱动源和激光器驱动控制电路。

而且，所述的第一激光增益介质、第二激光增益介质的增益光谱分别为C光谱带和L光谱带。

而且，所述的第一激光腔端面镜是在C光谱带范围内的全反镜或为部分反射镜，所述的第二激光腔端面镜是在L光谱带范围内的全反镜或为部分反射镜。

而且，所述的腔内反射镜和腔内全反镜至少在C光谱带和L光谱带光谱范围内等于或接近100％的反射率，所述的腔内反射镜和腔内全反镜为以下几种类型的反射镜之一：平面镜、凸面镜和凹面镜。

而且，所述的光学标准具的光谱范围大于或等于186.15～196.10THz光谱带，其透射光谱峰值间隔为50GHz并具有高锐度系数；所述的有源光相位调制器的光谱范围大于或等于186.15～196.10THz光谱带；所述无源偏振旋光器的光谱范围大于或等于186.15～196.10THz光谱带；所述有源偏振旋光器的光谱范围大于或等于186.15～196.10THz光谱带。

而且，所述的有源偏振旋光器以下几种类型之一：电光偏振旋光器，或者是磁光偏振旋光器，或者是液晶旋光器，或者是声光旋光器，或者是基于物理光学效应的其他形式的旋光器，或者是上述各类旋光器的组合且其光谱范围等于或大于光谱范围大于或等于186.15～196.10THz。