[发明专利]一种外腔可调谐激光器以及其腔模锁定方法

权利要求书

1.一种外腔可调谐激光器，包括半导体光放大器(1)、光功率检测装置(12)，半导体光放大器(1)两端面上分别镀有部分反射膜与增透膜，所述外腔可调谐激光器的外腔设置在增透膜一侧，外腔包括扩束准直透镜(2)、外腔反射镜(6)；扩束准直透镜(2)、外腔反射镜(6)之间设置有可调谐滤波器(3)、固定栅格滤波器(4)，其特征在于：所述外腔可调谐激光器的外腔进一步包括大相位调节组件(5)和相位快速调节组件(7)；所述大相位调节组件(5)能够对所述外腔可调谐激光器的外腔的腔长进行大范围的调节；所述相位快速调节组件(7)能够对所述外腔可调谐激光器的外腔的腔长进行快速的调节；所述大相位调节组件(5)、相位快速调节组件(7)、可调谐滤波器(3)、半导体光放大器(1)、光功率检测装置(12)同控制单元(13)相连；控制单元(13)计算光功率检测装置(12)当前的光功率采样值与最大光功率采集值P1_Max的差值，当差值超过设定阈值时，控制单元(13)记录此时相位快速调节组件(7)的驱动输入值D_f和大相位调节组件(5)驱动输入值D_L，控制单元(13)启动相位快速调节组件(7)补偿相位快速直至达到最大的光功率采样值P2_Max，记录相位快速调节组件(7)在P2_Max下对应的驱动输入值CD_f；控制单元(13)计算驱动输入值CD_f与驱动输入值D_f间的差值，根据相位快速调节组件(7)、大相位调节组件(5)分别与激光器输出光频率间近似线性拟合关系计算获得的线性比例系数K，换算获得大相位调节组件(5)驱动输入变化量△D_L＝K*(D_f－CD_f)；将相位快速调节组件(7)调整至驱动输入值D_f，将大相位调节组件(5)驱动输入调节为(D_L+△D_L)，完成波长锁定。

2.根据权利要求1所述的一种外腔可调谐激光器，其特征在于：所述相位快速调节组件(7)包括位移控制元件，所述位移控制元件固定于外腔反射镜(6)上且可带动外腔反射镜(6)沿垂直于外腔反射镜镜面方向快速微小移动。

3.根据权利要求2所述的一种外腔可调谐激光器，其特征在于：所述大相位调节组件(5)设置于外腔中的扩束准直透镜(2)、外腔反射镜(6)之间光路的任意位置；所述大相位调节组件(5)包括一个或多个受控光学组件，所述受控光学组件能够在控制单元(13)的控制下通过改变所述受控光学组件的折射率和/或厚度来改变控制激光器外腔的光学腔长。

4.根据权利要求3所述的一种外腔可调谐激光器，其特征在于：所述受控光学组件为基于热光效应的温度可调热光组件或基于电光效应的驱动电压可调的光学组件或基于电光效应的驱动电流可调的光学组件。

5.根据权利要求4所述的一种外腔可调谐激光器，其特征在于：所述基于热光效应的温度可调热光组件由通光面镀有增透膜的硅片、加热电阻片和温度传感器组成，加热电阻片和温度传感器分别粘接在硅片前后通光面的非通光区域，控制单元(13)与加热电阻片和温度传感器相连以实现对硅片的温度闭环控制。

6.根据权利要求4所述的一种外腔可调谐激光器，其特征在于：所述基于电光效应的驱动电压可调的光学组件或基于电光效应的驱动电流可调的光学组件采用通光面镀有增透膜的相位可调的液晶片，控制单元(13)控制液晶片的加载电压或电流，使液晶片的光轴发生旋转，改变液晶片的折射率从而改变光程。

7.根据权利要求4所述的一种外腔可调谐激光器，其特征在于：所述基于热光效应的温度可调热光组件由基板(16)、半导体制冷片(17)、温度传感器(15)组成，温度传感器(15)设置于基板(16)上，基板(16)下方设置半导体制冷片(17)，半导体制冷片(17)和温度传感器(15)与控制单元(13)相连。

8.根据权利要求2所述的一种外腔可调谐激光器，其特征在于：所述大相位调节组件(5)由基板(16)、半导体制冷片(17)、温度传感器(15)组成，温度传感器(15)设置于基板(16)上，基板(16)下方设置半导体制冷片(17)，半导体制冷片(17)和温度传感器(15)与控制单元(13)相连。