[发明专利]一种半导体锁模激光器及锁模激光器调谐设置方法

说明书

本发明公开了一种半导体锁模激光器，包括：第一反射器与第二反射器相对设置；饱和吸收体设置于第一反射器的一侧；半导体增益介质设置于饱和吸收体远离第一反射器的一侧；时延调制器设置于半导体增益介质远离饱和吸收体的一侧；第二反射器设置于时延调制器远离所述半导体增益介质的一侧。本发明还公开了一种半导体激光器的调谐方法。通过本发明提供的半导体锁模激光器及调谐方法，可在不影响锁模激光器正常工作情况下，改变腔体内部的有效光程，以输出重复频率可连续调谐的超窄光脉冲。

技术领域

本发明涉及半导体激光器领域，尤其是一种半导体锁模激光器及锁模激光器调谐设置方法。

背景技术

半导体锁模激光器(semiconductor mode-locking laser，另称脉冲激光器)，是指将激光器腔体内具有随机初始相位关系的多纵模，通过技术手段调整为具有固定相位差，最终实现输出超窄脉宽、高光强的时序光脉冲，其频域上表现为具有固定模式间隔的光学频率梳。目前，激光器运用范围和运用前景十分广泛，例如在高速光通信中时钟恢复、毫米波/太赫兹信号产生、微波信号处理、生物医学成像中发挥着重要作用。

现有激光器的技术方案中，激光器振荡腔的有效光程为固定值，导致激光器的重复频率为固定值。这一技术缺点限制了激光器的在众多场景中的运用，例如在基于耦合光电振荡微波信号源的具体运用中，重复频率的不可调节导致信号源只能产生频率单一的微波信号；在基于频域特性的光学频率梳中，梳子的间隔为固定值，导致只能采用频率间隔为一倍或多倍频光学频率梳，无法实现连续可调的性能。此外，在需要精确脉冲重复频率的具体运用中，由于半导体器设计和制作上的工艺误差，导致无法准确控制脉冲重复频率满足设计需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种半导体锁模激光器。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种半导体锁模激光器，包括：第一反射器、第二反射器、饱和吸收体、半导体增益介质、时延调制器；

所述第一反射器与所述第二反射器相对设置；

所述饱和吸收体设置于所述第一反射器的一侧；

所述半导体增益介质设置于所述饱和吸收体远离所述第一反射器的一侧；

所述时延调制器设置于所述半导体增益介质远离所述饱和吸收体的一侧；

所述第二反射器设置于所述时延调制器远离所述半导体增益介质的一侧。

进一步地，所述时延调制器由环形谐振腔组合所构成。

进一步地，所述第一反射器为全反射镜，所述第二反射器为半反射镜。

进一步地，所述饱和吸收体和所述半导体增益介质为半导体放大器。

进一步地，当耦合系数为[1,1,1,1]时，环形谐振腔的时延为理论最大值τ_max＝C_RR*n_eff/c；当耦合系数为[0,0,0,0]时，时延为理论最小值τ_max＝L_S*n_eff/c。

进一步地，所述半反射镜为有源分布式布拉格光栅。

为此，本发明的第二个目的是提供一种半导体激光器的调谐方法。

第二方面，本发明提供一种半导体锁模激光器的调谐方法，在第一反射器的一侧设置一饱和吸收体；

在所述饱和吸收体远离所述第一反射器的一侧设置一半导体增益介质；

在所述半导体增益介质远离所述饱和吸收体的一侧设置一时延调制器；