[发明专利]一种窄线宽光源

说明书

本申请涉及光学技术领域，公开了一种窄线宽光源，本申请通过使用弱耦合的互注入技术的光源结构实现了光源线宽的降低，通过使用两个线宽特性较差的光源实现一个具有较好线宽特性的窄线宽光源，与强耦合互注入结构不同的是两个激光器之间的耦合强度很弱，可显著提升光源的线宽，且具有量级的改变，经过分立器件的实验验证，本申请可实现长时间稳定工作。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体涉及一种窄线宽光源。

背景技术

半导体激光器被应用于众多技术领域，如光纤通信、成像、固态激光器泵浦光源等，具有高可靠性、高转化效率以及便于集成等优点。在光纤通信中，单模激光器的线宽特性对系统有着重要影响，在过去的几十年中，产业及学术界为提高半导体激光器的噪声特性投入了大量的人力物力。

当前降低半导体激光器线宽的主要方法有三种：第一种是在保证激光单模特性的前提下提高激光器的输出功率，使用该技术可以使线宽降低到300 kHz以下，然而空间烧孔效应以及热效应引入的非线性限制了激光器在高功率输出环境下的单模特性；第二种是采用外腔结构，采用高Q值的外腔以增加光子寿命，但是这种方法需要对外腔进行精确控制以避免多模的产生；第三种则是采用单向注入锁定技术，其原理是从激光器的线宽与主激光器相同，用窄线宽的主激光器注入锁定从激光器以降低其线宽，这种方法的前提是需要有一个窄线宽的主激光器，因此限制了其应用。

最近研究发现互注入锁定技术是提高激光器的线宽特性的新选择。当前激光器互注入锁定的研究主要集中于复杂的非线性，如混沌、同步等。在减小线宽方面的研究较少，且主要是强耦合的互注入锁定，即两个激光器之间的耦合强度较高，需要考虑激光器自反馈的影响。这种强耦合的注入锁定技术，虽然使得激光器的线宽有了一定的提升，但是提升能力有限，其线宽降低程度都没有超过一个量级。强耦合条件下的物理本质为在于，强耦合使得两个互注入的激光器更像是一个整体，可看作一个激光器进行研究，其线宽的降低是由于等效地增加腔长、输出功率、光子寿命导致的。

例如在现有技术中，公开号为CN104143757A，公开日为2014年11月12日，发明名称为“基于分布布拉格反射激光器的波长可调谐窄线宽光源”的发明专利，其技术方案为：本发明公开了一种基于分布布拉格反射激光器的波长可调谐窄线宽光源。该光源中，将单片集成的分布布拉格反射半导体激光器(Distributed ragg eflector emiconductor aser)激射的光作为种子光，通过外部的两个并列的、不同长度的光纤环，对DBR激光器进行自注入反馈实现线宽的压缩。最后充分利用DBR激光器的波长可调谐特性实现一种输出波长可调谐的窄线宽光源。

上述现有技术本质上就是采用的背景技术中的第二种方式，即采用外腔结构，利用高Q值的外腔以增加光子寿命，因此上述方法存在需要对外腔进行精确控制以避免多模的产生的缺点。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题和缺陷，本申请提出了一种窄线宽光源，通过使用弱耦合的互注入技术的光源结构以实现光源线宽的降低。

为了实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：