[发明专利]用于注入锁定激光器的非互易光学组件在审
申请号: | 201980101121.6 | 申请日: | 2019-12-27 |
公开(公告)号: | CN114731024A | 公开(公告)日: | 2022-07-08 |
发明(设计)人: | V·伊琴科;卢福拉·马莱基;I·格鲁迪宁 | 申请(专利权)人: | 通用汽车巡航控股有限公司 |
主分类号: | H01S5/065 | 分类号: | H01S5/065;H01S5/00;H01S5/02;H01S5/10;H01S5/12;G01S17/06 |
代理公司: | 隆天知识产权代理有限公司 72003 | 代理人: | 王翡 |
地址: | 美国加*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 注入 锁定 激光器 非互易 光学 组件 | ||
描述了一种用于将激光器注入锁定到谐振器的非互易光学组件。激光器发射光束,谐振器接收光束并将反馈光束返回到激光器,使得反馈光束引起注入锁定。非互易光学组件插入在激光器与谐振器之间并且光学耦合到激光器和谐振器。非互易光学组件包括接收来自激光器的光束的第一端口,以及将光束输出到谐振器并接收来自谐振器的反馈光束的第二端口。第一端口还将反馈光束输出到激光器。光束以第一功率损耗穿过非互易光学组件,反馈光束以第二功率损耗穿过非互易光学组件(第一功率损耗不同于第二功率损耗)。
背景技术
各种常规的架构采用注入锁定到谐振器的激光器。例如,激光器可以发射光束,该光束被发送到谐振器。激光器和谐振器光学耦合,使得来自激光器的光束被提供给谐振器,在谐振器内部循环且经历全内反射,并从谐振器提供回激光器。当被注入锁定时,激光器的频率从属于谐振器的频率(例如,谐振器可以使激光器以与谐振器的频率相比基本相似的频率发射光束)。
可用于注入锁定的示例性谐振器是高品质因数(Q)回音壁模式谐振器。由于这种谐振器的电光特性和尺寸,可以利用相对窄的线宽来线性地调制回音壁模式谐振器的频率。根据示例,施加到谐振器的锯齿波形电压可以导致注入锁定到谐振器的激光器发射频率跟随锯齿波形的光束。
为了使激光器能够被注入锁定到谐振器,由激光器发射的光束的特定部分的功率会被返回到激光器。例如,从激光器发射并返回激光器的光束的约为25dB的总功率损耗可以提供激光器保持注入锁定到谐振器的稳定状态。然而,如果入射到谐振器上的光束处于较高的功率水平,则谐振器的工作特性可能改变,这会导致不利的影响,例如热光频率牵引和光折变损伤。例如,入射到谐振器上的光束的功率水平提高会导致形成谐振器的材料的折射率发生半永久性变化,这会影响采用注入锁定到谐振器的激光器作为光源的系统的校准。相应地,各种常规方法采用以适度功率水平工作的激光器,以使入射到谐振器上的光束的功率水平处于在其以下会遭遇不利影响的水平。此外,由于激光器以适度的功率水平工作,因此这些常规方法通常通过采用增强光放大器(BOA)来增强输出的注入锁定光束。
发明内容
以下是本文更详细描述的主题的简要概述。此概述并不意图限制权利要求的范围。
本文描述了与经由非互易光学组件将激光器注入锁定到谐振器有关的各种技术。激光器可以被配置为发射光束。此外,谐振器可以被配置为接收由激光器发射的光束并将反馈光束返回到激光器,使得反馈光束导致激光器注入锁定到谐振器。非互易光学组件可以插入在激光器与谐振器之间并且光学耦合到激光器和谐振器。非互易光学组件可以包括被配置为接收来自激光器的光束的第一端口和被配置为将光束输出到谐振器的第二端口。此外,第二端口被配置为接收来自谐振器的反馈光束,第一端口被配置为将反馈光束输出到激光器。光束可以以第一功率损耗从第一端口穿过非互易光学组件到达第二端口。此外,反馈光束可以以第二功率损耗从第二端口穿过非互易光学组件到达第一端口,其中,第一功率损耗不同于第二功率损耗(例如,第一功率损耗可以大于第二功率损耗)。非互易光学组件还可以包括第三端口,该第三端口被配置为输出注入锁定光束。
根据各个实施例,非互易光学组件可以包括法拉第盘、第一半波片、偏振分束器和第二半波片。第一半波片可以光学耦合到法拉第盘,偏振分束器可以光学耦合到第一半波片,第二半波片可以光学耦合到偏振分束器。光束通过非互易光学组件的路径可以穿过法拉第盘,然后穿过第一半波片,然后穿过偏振分束器,然后穿过第二半波片。此外,反馈光束通过非互易光学组件的路径可以穿过第二半波片,然后穿过偏振分束器,然后穿过第一半波片,然后穿过法拉第盘。
与许多常规架构相比,非互易光学组件使得激光器能够注入锁定到谐振器,而在激光器以更高的功率水平工作的同时不会不利地影响谐振器。例如,入射到谐振器上的光束的功率水平可以低于导致热光频率牵引或光折变损伤的水平。此外,非互易光学组件能够以不需要增强(例如,经由增强光放大器,用于激光雷达传感器系统)的功率水平输出注入锁定光束。
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