[发明专利]一种片上集成高重频激光谐振腔器件和超短脉冲激光器

说明书

本申请公开了一种片上集成高重频激光谐振腔器件和超短脉冲激光器，其中片上集成高重频激光谐振腔器件包括两端分别镀有半导体可饱和吸收镜和二色介质膜的半导体基片和置于半导体基片上的光纤槽中的增益光纤，增益光纤的两端分别对接半导体可饱和吸收镜的内表面和二色介质膜的内表面。超短脉冲激光器包括泵浦激光发生系统、耦合系统和上述片上集成高重频激光谐振腔器件。本申请器件集成度高，实用性强。进一步，本申请还通过压电致动器带动增益光纤伸缩以实现脉冲激光重复频率的调谐；本申请还通过在在半导体基片上布设多个激光谐振腔以实现脉冲激光阵列输出；本申请还通过控制调压器对各压电制动器独立调压实现多路脉冲激光频率同步。

技术领域

本申请涉及光电子器件技术领域，具体涉及一种片上集成高重频激光谐振腔器件和超短脉冲激光器。

背景技术

高重频超快激光在非线性医学成像、特种材料加工、任意波形产生以及高速光通信系统上有重要应用前景。根据被动锁模理论，重复频率与谐振腔的长度成反比，因此实现1GHz重复频率的超短脉冲激光需要把激光谐振腔的腔长缩短至10cm。目前这种激光腔通过用陶瓷插芯或套管通过轴向对接连接而成，面临着光纤模式不匹配和易受外界干扰等实用性不足问题。

发明内容

本申请的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种片上集成高重频激光谐振腔器件和超短脉冲激光器。其集成度高，实用性强，不易受外界干扰。

为达成上述目的，采用如下技术方案：

第一技术方案涉及一种片上集成高重频激光谐振腔器件，其包括：半导体基片，其沿第一方向的两端分别设有半导体可饱和吸收镜和二色介质膜，并设有至少一个沿第一方向贯穿所述半导体基片的光纤槽；和增益光纤，其数量与所述光纤槽的数量相同且一一对应地装设于所述光纤槽中并相对所述半导体基片固定；所述增益光纤的两端分别与所述半导体可饱和吸收镜的内表面和所述二色介质膜的内表面对接。

第二技术方案基于第一技术方案，其还包括温度调节器，所述温度调节器贴附于所述半导体基片的下表面，其包括半导体致冷片和温度传感器；所述温度传感器用于测量所述半导体基片的温度，所述半导体致冷片用于调节所述半导体基片的温度。

第三技术方案基于第一技术方案，其中，所述增益光纤的长度不超过10厘米。

第四技术方案基于第一至第三技术方案中任一项，其中，所述光纤槽开设于所述半导体基片的上表面，所述增益光纤嵌设于对应的所述光纤槽中。

第五技术方案基于第四技术方案，其还包括压电致动器；所述半导体基片还设有容置槽，所述容置槽的数量与所述光纤槽的数量相同且一一对应地与所述光纤槽连通；所述容置槽开口于所述半导体基片的上表面；所述压电致动器数量与所述容置槽的数量相同且一一对应地置于所述容置槽中；所述压电致动器在施以不同的电压时沿第一方向伸缩变形；所述增益光纤粘接于所述压电致动器的上表面。

第六技术方案基于第五技术方案，其中，所述光纤槽截面呈半圆形，其直径与对应的所述增益光纤的直径匹配。

第七技术方案基于第五技术方案，其中，所述压电致动器以不影响其自身沿第一方向伸缩变形的方式固接于所述容置槽中。

第八技术方案基于第五技术方案，其中，所述增益光纤与所述压电致动器的上表面粘接的部分被去除涂覆层。

第九技术方案基于第五技术方案，其中，所述半导体基片还设有引线通道，所述引线通道与所述容置槽数量相同且一一对应地连通；所述压电致动器的正、负极的引线分别通过所述引线通道引出至所述半导体基片的表面并对应地连接正、负极接线端子。

第十技术方案涉及一种超短脉冲激光器，其包括泵浦激光发生系统、耦合系统和第二至第九技术方案中任一项所述的片上集成高重频激光谐振腔器件；所述泵浦激光发生系统出射泵浦激光；所述耦合系统将所述泵浦激光耦合至各所述增益光纤，并引出各增益光纤形成的高重频脉冲激光。