[发明专利]一种宽带连续可调谐激光器

说明书

技术领域

本发明属于光电领域，尤其是一种采用可调谐法布里-珀罗滤波器和可调谐声光滤波器的外腔式宽带连续可调谐激光器。

背景技术

在外腔式宽带连续可调谐激光器中，常用的调谐技术主要有以下方式：1、通过精密步进马达带动光栅的旋转来进行调谐的，其存在的问题体现在：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，因此，采用该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，缺点是可调谐声光滤波器的滤波带宽比较宽，使得激光器的调谐精度不高，因此，单纯采用这种技术的可调谐激光器很难做到精密连续可调谐，只适合用于对调谐精度和输出带宽不高的应用中。3、利用光栅或激光谐振腔中的其他光学滤波器件，如光学标准具等透射光频率随温度漂移的特点进行调谐，其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0.02纳米/度，要求的光频谱范围是20纳米，温度调节范围是100度，这在实际应用中是很难实现的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种调谐速度快、精度高、成本低、尺寸小且易于生产的宽带连续可调谐激光器。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种宽带连续可调谐激光器，包括依次安装在激光腔内的第一激光腔反射镜、激光增益介质、腔内准直透镜、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器，还包括腔内反射镜、可调谐法布里-珀罗滤波器、第二激光腔反射镜及激光器驱动控制系统；所述腔内准直透镜用于将所述激光增益介质发出的光准直，并以布拉格角进入所述可调谐声光滤波器；所述腔内反射镜放置的位置使得由所述可调谐声光滤波器第一次衍射的一级衍射光被再次反射到所述可调谐声光滤波器中而得到第二次衍射，并能消除由第一次衍射造成的光频率多普勒漂移；在第二次衍射的一级衍射光的光轴方向上设置所述可调谐法布里-珀罗滤波器，在所述可调谐法布里-珀罗滤波器后设置所述第二激光腔反射镜；由所述的第一激光腔反射镜、所述的腔内反射镜和所述的第二激光腔反射镜构成了激光器谐振腔；所述的第一激光腔反射镜、宽带激光增益介质、腔内准直透镜、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器、可调谐法布里-珀罗滤波器和腔内反射镜安放的位置使得只有经过所述可调谐声光滤波器的第一次和第二次衍射的一级衍射光的光线才能在所述激光谐振腔内形成激光振荡；所述宽带连续可调谐激光器的输出光束和第一次衍射的零级光重合。

而且，所述第一激光腔反射镜、腔内反射镜和第二激光腔反射镜均为下列几种反射镜之一：平面镜，凹面镜和凸面镜，具有部分或100%的反射率并与所述激光增益介质具有相同光谱范围；所述第一激光腔反射镜或者是直接镀在激光增益介质一个端面上的多层介质膜；所述腔内反射镜或者是一种反射型光栅或其他具有光色散的反射镜。

而且，所述激光增益介质是一种宽带激光增益介质。

而且，所述有源光相位调制器可以是下列几种类型之一：电光相位调制器、声光相位调制器、磁光相位调制器或上述几种相位调制器的某种组合。

而且，所述可调谐声光滤波器包括一块声光晶体和设置在所述声光晶体上的一个电声换能器。

而且，所述可调谐法布里-珀罗滤波器由第一反射镜、液晶模块和第二反射镜依次连接构成；在没有外加电场时的本征自由光谱范围介于10GHz和400GHz之间，由所述的第一反射镜的第一个通光面和所述的第二反射镜的第二个通光面构成法布里-珀罗腔。

而且，所述的第一反射镜的第一个通光面设置高反射率多层介质膜；所述的第一反射镜的第二个通光面依次设置光学增透膜、透明电极和电极隔离膜；

而且，所述液晶模块的材料是一种向列相型液晶材料,厚度为几微米到十几微米，在外加电场的驱动下对某一方向的线偏振光具有至少2π的光相位延迟，并具有与激光增益介质相同的光谱范围。