[发明专利]一种通信波段1.5微米激光波长标准产生方法及其装置

说明书

本发明提供一种通信波段1.5微米激光波长标准产生方法，包括：(1)使由镀增透膜的激光二极管发出的激光通过由射频激励的铷原子5P‑4D激发态1529nm滤光器，对激光的频率进行选模；(2)经过选模后的激光被激光腔镜反馈回所述激光二极管；(3)所述激光二极管输出在铷原子滤光对应的5P‑4D跃迁波长1529nm之上形成激射的激光波长标准。本发明利用镀增透膜的激光二极管及由射频激励的铷原子5P‑4D激发态1529nm滤光器和激光腔镜反馈的方法，实现了一种通信波段1.5微米激光波长标准，具有长期稳定性和准确性，可为一种国际上新型的光通信领域提供长期稳定的1.5微米激光波长标准。

【技术领域】

本发明属于空间光通信和激光技术领域，具体涉及一种通信波段1.5微米激光波长标准装置，以及所述方法的相关装置

【背景技术】

当人们谈及光通信时，自然会想到激光器、光纤及高速数据传输，因为它们是现代光通信技术的代表。然而现代意义上的光通信源自于爱因斯坦受激辐射概念的提出以及激光器的正式出现。由于光纤通信近年在激光器等领域的飞速发展，使通信波段的激光波长标准具备更坚实的基础和明确的应用目标，对其性能指标也提出了更高的要求。对于光源来说，除了要求输出光束质量好、工作频率高、出射光谱窄以外、还要考虑到激光器的热稳定性、频率稳定性和工作寿命等。近年来，各国纷纷把光纤通信的成熟技术和器件引入到了卫星激光通信，相应地工作波段也向1.5微米波段发展。由于多模激光器光谱较宽，所以大气色散和光学系统误差都会引起一定的脉冲扩展，它对通信速率的限制不可忽视。然而通信波长的单模激光器，尽管激光线宽可以很窄，但是由于存在长期的频率漂移，没有准确性，而且没有绝对的频率参考，对环境的抗干扰能力差，这些缺陷严重制约了光通信领域的发展。

现在国际上普遍应用的通信波段1.5微米激光都是光纤激光器，其线宽窄，温度漂移系数小，但是此波段绝对的频率参考激光标准，都较复杂，系统成本较高。为此，国际上，为了达到作为具有绝对的频率值的通信波段1.5微米激光波长标准，需要将激光频率锁定在乙炔分子或者铷原子的激发态上。然而，一方面，乙炔分子信号幅度很小，锁频过程复杂；另一方面，国际上常规的铷原子激发态1529nm(铷原子1529nm，5P-4D激发态)稳频系统中，都需要另外一套价格昂贵的稳频泵浦激光和复杂的伺服环路，其成本高且体积庞大。现有技术中，目前还没有不需要另加昂贵的稳频泵浦激光，而是直接用射频激励铷原子气室实现一种对温度及电流噪声免疫的通信波段1.5微米激光波长标准的系统。另一方面，因为射频激励铷原子气室会发射较强的荧光谱线，通常不适合用作空间光滤波器。

【发明内容】

本发明的目的是克服现有技术缺陷，结合由射频激励的铷原子滤光技术实现一种无需伺服系统的、长期稳定、窄线宽的通信波段1.5微米激光波长标准，可应用于光通信领域作为通信波段激光绝对波长标准。

本发明的思路是考虑由于激射输出的1.5微米激光波长标准具有良好的相干性，尽管存在较强的荧光谱线，但由于它们的各向异性，因此不会给激射输出的1.5微米激光波长标准带来干扰。

为了获得低成本、窄线宽、频率长期稳定、高抗干扰的通信波段1.5微米激光波长标准，以提高通信速率和可靠性，结合由射频激励的铷原子5P-4D激发态滤光技术把激光频率稳定在与铷原子滤光对应的5P-4D跃迁波长1529nm上，不需要另加一套昂贵的稳频泵浦激光，直接实现一种通信波段1.5微米激光波长标准。这种方法获得的1.5微米激光波长标准相比传统途径获得的应当具有更窄的线宽，并有更好的长期稳定性、更小的设备体积和更低的产生成本。

为此，本发明提供一种通信波段1.5微米激光波长标准装置，所述装置在铷原子滤光对应的5P-4D跃迁波长1529nm之上形成激射，所述装置包括镀增透膜的激光二极管1、由射频激励的铷原子5P-4D激发态1529nm滤光器和激光腔镜10；