專利名稱：一種外腔可調(diào)諧激光器，及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種外腔可調(diào)諧激光器，及其使用方法。
背景技術(shù)：
大容量高速光傳輸以及更為靈活的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是光通信發(fā)展的趨勢。為了達(dá)到單波大于40Gbps的傳輸速率,一般米用高階調(diào)制和相干接收技術(shù)，需要光載波線寬小于IOOKHz,以便抑制相位噪聲而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)相位的探測。另一方面，智能靈活的光網(wǎng)絡(luò)，具有波長動(dòng)態(tài)分配的特點(diǎn)，可以采用光載波的波長或頻率可 調(diào)來實(shí)現(xiàn)。因此窄線寬可調(diào)激光器對(duì)光通信系統(tǒng)的演進(jìn)具有重要意義。目前線寬小于IOOKHz的窄線寬可調(diào)諧激光器的實(shí)現(xiàn)主要依靠外腔可調(diào)激光器來實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)有的外腔可調(diào)諧激光器性能不甚理想，面臨著調(diào)諧速度低，控制復(fù)雜，裝配容差小，可靠性不高等問題。如圖I所示的外腔可調(diào)諧激光器包含增益芯片、準(zhǔn)直鏡、波長選擇元件以及反射鏡構(gòu)成。圖I所示的外腔可調(diào)諧激光器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)單縱模激射，主要是利用了兩個(gè)波長可調(diào)諧元件透射譜的相互交疊來挑選出一個(gè)精細(xì)波長，即使用了游標(biāo)(Vernier)效應(yīng)。具體原理如下從增益芯片(12)出射的光束經(jīng)準(zhǔn)直鏡(20)擴(kuò)束準(zhǔn)直之后，依次經(jīng)過兩個(gè)可調(diào)諧的波長選擇元件(24)和(26)，被兩個(gè)可調(diào)諧的波長選擇元件(24)和(26)濾波的出射光束入射反射鏡(14)，然后被反射鏡(14)反射并完全按原先入射路徑折返回到增益芯片(12)的有源區(qū)，完成外腔諧振?？烧{(diào)諧的波長選擇元件(24)和(26)的透射譜如圖2的兩個(gè)自由光譜區(qū)(Free Spectral Range 1,2, FSRl以及FSR2)所示，由于FSRl與FSR2的透射峰僅在λ I波長處有交疊，因此當(dāng)λ I與外腔激光器的縱模譜對(duì)應(yīng)的時(shí)候，就能實(shí)現(xiàn)波長為λ I的單縱模激射?，F(xiàn)有技術(shù)采用的Vernier效應(yīng)是通過調(diào)節(jié)兩個(gè)FSR不同的波長選擇元件的透射譜，使只有一個(gè)透射峰重合而剩余透射峰錯(cuò)開，以實(shí)現(xiàn)與重合透射峰對(duì)應(yīng)的單縱模激射。然而為了準(zhǔn)確實(shí)施單縱模激射，需要“同時(shí)精確控制”兩個(gè)波長選擇元件的透射譜分布，使得控制極其困難，因此控制系統(tǒng)復(fù)雜，且調(diào)諧速率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種外腔可調(diào)諧激光器，及其使用方法，使波長調(diào)諧選擇過程更為快捷簡便。一種外腔可調(diào)諧激光器，包括增益芯片、準(zhǔn)直鏡、波長選擇元件、光程差生成光路；增益芯片的一個(gè)腔面位于準(zhǔn)直鏡的焦平面；波長選擇元件位于準(zhǔn)直鏡與光程差生成光路之間；準(zhǔn)直鏡對(duì)增益芯片的所述腔面出射的光束進(jìn)行準(zhǔn)直，形成平行光束并將其發(fā)送至波長選擇元件；波長選擇元件對(duì)來自準(zhǔn)直鏡的平行光束進(jìn)行濾波后發(fā)送至光程差生成光路；所述光程差生成光路將入射光程差生成光路的平行光束分割成至少兩束支路光束，并將各支路光束按入射方向反射至增益芯片，所述光程差生成光路可調(diào)節(jié)各支路光束的光程之間的光程差。一種外腔可調(diào)諧激光器的使用方法，包括在本發(fā)明實(shí)施例提供的任意一項(xiàng)所述的外腔可調(diào)諧激光器的增益芯片被激發(fā)產(chǎn)生光束后，調(diào)整光程差生成光路中各支路光束的光程之間的光程差，使得所述外腔可調(diào)諧激光器實(shí)現(xiàn)波長調(diào)諧功能。從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)外腔諧振光路包括增益芯片，準(zhǔn)直鏡、波長選擇元件和光程差生成光路。其中波長選擇元件可以起到初次濾波 選模的效果；光程差生成光路起到第二次濾波選模的作用，能夠從初次濾波選出的具有一定頻率間隔的模式進(jìn)一步挑選出期望的激射模，并抑制剩余模式以實(shí)現(xiàn)單縱膜激射。由于光程差生成回路起到了粗選模的作用，因此不需要精確控制調(diào)節(jié)，使得波長調(diào)諧選擇過程更為快捷簡便。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)外腔可調(diào)諧激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為與圖I所示的外腔可調(diào)諧激光器調(diào)節(jié)的自由光譜區(qū)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例外腔可調(diào)諧激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例外腔可調(diào)諧激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例經(jīng)過Etalon — I濾波后的透射光譜以及雙光束干涉形成的干涉譜；圖6為本發(fā)明實(shí)施例經(jīng)過Etalon — I與光程差生成光路共同濾波作用后的模式增益譜圖；圖7a為本發(fā)明實(shí)施例M=29. 15 μ m模式增益譜圖；圖7b為本發(fā)明實(shí)施例M = 29. 17 μ m模式增益譜圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例透射譜分部圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例外腔可調(diào)諧激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例外腔可調(diào)諧激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部份實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種外腔可調(diào)諧激光器，如圖3所示，包括
增益芯片100、準(zhǔn)直鏡200、波長選擇元件300、光程差生成光路400 ；其中圖3所示的增益芯片100的兩端為腔面1001和腔面1002 ;后續(xù)圖中也均采用此種標(biāo)識(shí)，不再一一贅述。增益芯片100的一個(gè)腔面位于準(zhǔn)直鏡200的焦平面；圖2中腔面1002位于準(zhǔn)直鏡200的焦平面；波長選擇元件300位于準(zhǔn)直鏡200與光程差生成光路400之間；準(zhǔn)直鏡200對(duì)增益芯片100的上述腔面出射的光束進(jìn)行準(zhǔn)直，形成平行光束并將其發(fā)送至波長選擇元件300 ;波長選擇元件300對(duì)來自準(zhǔn)直鏡200的平行光束進(jìn)行濾波后發(fā)送至光程差生成光路400 ;如圖3所示的波長選擇元件300發(fā)送至光程差生成光路400的濾波后的平行光束600 ；上述光程差生成光路400將入射光程差生成光路400的平行光束分割成至少兩束支路光束，并將各支路光束按入射方向反射至增益芯片100，如圖3所示的支路光束700和支路光束800，上述光程差生成光路400可調(diào)節(jié)各支路光束的光程之間的光程差。 上述實(shí)施例中，外腔諧振光路包括增益芯片，準(zhǔn)直鏡、波長選擇元件和光程差生成光路。其中波長選擇元件可以起到初次濾波選模的效果；光程差生成光路起到第二次濾波選模的作用，能夠從初次濾波選出的具有一定頻率間隔的模式中進(jìn)一步挑選出期望的激射模，并抑制剩余模式以實(shí)現(xiàn)單縱膜激射。由于光程差生成回路起到了粗選模的作用，因此不需要精確控制調(diào)節(jié)，使得波長調(diào)諧選擇過程更為快捷簡便?？蛇x地，在本發(fā)明實(shí)施例中提供了兩種上述光程差生成光路400的具體結(jié)構(gòu)方案，需要說明的是在后續(xù)實(shí)施例中支路光束均為兩路的結(jié)構(gòu)，支路光束為兩路以上時(shí)原理與如下實(shí)施例相同，因此以下實(shí)施例中兩路支路光束的結(jié)構(gòu)不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。實(shí)施例一、如圖4所示，上述光程差生成光路400包括至少兩個(gè)反射鏡401 (圖4所示的兩個(gè)反射鏡反射鏡401A和反射鏡401B)，且至少有一個(gè)反射鏡401的位置可調(diào)；可以是反射鏡401A位置可調(diào)，也可以是反射鏡401B位置可調(diào)，還可以是反射鏡401A和反射鏡40IB位置均可調(diào)。各反射鏡401位于上述入射光程差生成光路400所生成的支路光束的傳播方向上并且各反射鏡401的反射面與上述的支路光束的傳播方向垂直；上述光程差生成光路400可調(diào)節(jié)各支路光束光程之間的光程差，具體為調(diào)節(jié)反射鏡401中位置可調(diào)的至少一個(gè)反射鏡401的位置，使入射至光程差生成光路400中各反射鏡401的各支路光束的光程之間的光程差發(fā)生改變。例如反射鏡401A位置可調(diào),那么調(diào)節(jié)反射鏡401A的位置(例如,前后平行移動(dòng)反射鏡401A)則會(huì)改變反射鏡401A所在支路光束的光程，使得反射鏡401A所在支路光束的光程與反射鏡401B所在支路光束的光程之間的差異隨反射鏡401A的位置的變化而變化。需要說明的是本發(fā)明實(shí)施例中反射鏡可以是普通的反射鏡也可以是全反射鏡，均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例并達(dá)到相應(yīng)效果。由于全反射鏡對(duì)光的反射率更高效果更好，因此可以優(yōu)選使用全反射鏡?；趯?shí)施例一，外腔可調(diào)諧激光器的工作原理如下波長選擇元件300濾波后的出射平行光束均分成兩支路光束后分別反射，但因?yàn)榉瓷溏R40IA和反射鏡401B的位置不同而使得各支路光束光程之間存在光程差。對(duì)應(yīng)的具有光程差的反射支路光束完全沿著原入射光路折回，經(jīng)過準(zhǔn)直鏡200的聚焦后干涉合波并進(jìn)入增益芯片100的內(nèi)腔。如圖4所示的，設(shè)置外腔的等效腔長(Lc)為I. 2163厘米(cm)，此時(shí)外腔形成的縱模間隔約為O. 0988納米(nm)。這里采用法布里泊羅標(biāo)準(zhǔn)具Etalon(記為Etalon-I)作為圖4所示的波長選擇元件300，其透射峰的間隔為O. 4nm。此時(shí)，經(jīng)過Etalon-I濾波后透射光譜如圖5所示。其中橫軸為波長(Wavelength),表示光譜；縱軸為歸一化強(qiáng)度(NormalizedPower)，后續(xù)圖6、圖7a以及圖7b的橫軸為波長，表示光譜；縱軸為歸一化強(qiáng)度；另外還示意了透射光譜和干涉譜，后續(xù)圖不再一一說明。圖5為經(jīng)過Etalon-I濾波后的透射光譜以及雙光束干涉形成的干涉譜，從圖5可以看到，由于Etalon-I具有FSR小，濾波精細(xì)度高的特點(diǎn)，能夠?qū)⒃却嬖诘闹T多外腔縱模模式進(jìn)行初步選擇，使得僅有少數(shù)幾個(gè)縱模模式以接近于I的透射率出射。同時(shí)圖5的虛線也給出了具有光程差的兩支路光束干涉合波后得到的干涉譜，如圖4所不,該光程差由位置差M=29. 17 μ m的兩反射鏡401A和反射鏡401B引入?？梢钥吹礁缮孀V的峰值位于λ = 1535. 7nm處，對(duì)應(yīng)了 Etalon-I濾波初選后得到的其中一個(gè)模式，而偏離λ = 1535. 7nm的剩余模式則被干涉譜的分布所抑制，從而形成足夠的增益差，使得只有λ = 1535. 7nm的縱模模式能夠激射，即對(duì)應(yīng)了圖6所示的經(jīng)過 Etalon-I與光程差生成光路共同濾波作用后的模式增益譜圖。由于雙光束干涉形成的干涉譜是一個(gè)相對(duì)緩變的包絡(luò)，此時(shí)即便兩個(gè)反射鏡的位置差M =29. 17微米(μ m)，如圖7a中M=29. 15 μ m與圖7b中M=29. 19 μ m的情況所示，仍然能夠使λ = 1535. 7nm的縱模模式具有接近于I的增益，同時(shí)繼續(xù)有效地抑制偏離λ = 1535. 7nm的剩余模式的增益，保持單縱模激射狀態(tài)。這就意味著對(duì)位置差M的控制不需要做到非常精確的程度，從而有效地提高波長調(diào)諧速率并提高選模的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)波長調(diào)節(jié)，需要通過調(diào)節(jié)Etalon-I的透射譜以及合波干涉譜分布來實(shí)現(xiàn)。Etalon的透射峰對(duì)應(yīng)的波長Xm由式(I)所決定
^ _ 2nd cos Θ=......
m(I)其中η = I為折射率，d = 2. 0445mm為Etalon前后反射面的間隙，Θ = O。為入射光與Etalon面的夾角，m為波長的序號(hào)。為了將選模波長調(diào)諧到λ = 1540nm，將d減小40nm，此時(shí)Etalon-I的透射譜變?yōu)閳D8所示的分布。同時(shí)M在原29. 17 μ m基礎(chǔ)上增大130nm，使得干涉譜的峰值移至λ = 1540nm的縱模模式位置，以實(shí)現(xiàn)抑制其他縱模模式而實(shí)現(xiàn)λ = 1540nm的單縱膜激射。實(shí)施例二，如圖9所示，上述光程差生成光路400包括分束鏡402 ;至少兩個(gè)反射鏡403 (圖9所示的兩個(gè)反射鏡反射鏡403A和反射鏡403B)，且至少有一個(gè)反射鏡403位置可調(diào)；具體可以是反射鏡403A位置可調(diào)，也可以是反射鏡403B位置可調(diào)，還可以是反射鏡403A和反射鏡403B位置均可調(diào)。上述分束鏡402位于上述入射到光程差生成光路400的平行光束的光路中，用于將入射分束鏡402的平行光束分割成至少兩束支路光束；上述反射鏡403個(gè)數(shù)與上述支路光束數(shù)目相同，一個(gè)反射鏡403位于一束支路光束的光路中，并且各反射鏡403的反射面與其所在光路的支路光束垂直；上述光程差生成光路400可調(diào)節(jié)各支路光束的光程之間的光程差具體為調(diào)節(jié)反射鏡403中位置可調(diào)的至少一個(gè)反射鏡403的位置，使入射至光程差生成光路400中各反射鏡403的各支路光束的光程之間的光程差發(fā)生改變。例如反射鏡403A位置可調(diào)，那么調(diào)節(jié)反射鏡403A的位置則會(huì)改變反射鏡403A所在支路光束的光程，使得反射鏡403A所在支路光束的光程與反射鏡403B所在支路光束的光程之間的差異雖著反射鏡403A的位置的變化而變化?；谝詫?shí)施例二，外腔可調(diào)諧激光器的工作原理如下經(jīng)過波長選擇元件300濾波后的出射光束入射分束鏡402后被分成兩支路，其中一支路入射反射鏡403后被反射并沿原入射路徑折回；另一支路入射反射鏡403后被反射并沿原入射路徑折回，這兩路支路光束會(huì)因兩個(gè)反射鏡403相對(duì)位置的不同而引入光程差，并沿最終干涉合波折回增益芯片100的內(nèi)腔。上述兩個(gè)反射鏡403中至少有一個(gè)是位置可調(diào)的，通過其調(diào)節(jié)支路光束的光程差從而最終改變干涉合波的光譜分布，實(shí)現(xiàn)波長調(diào)諧。為了增加分束鏡402的透光率，可選地，上述分束鏡402表面鍍有增透膜。在圖9所示的結(jié)構(gòu)中分束鏡402的分束面的透過率和反射率均為50%，而四個(gè)通光面均鍍上增透膜。
進(jìn)一步地，如圖10所示，上述激光器還包括聚焦鏡500，上述聚焦鏡500位于波長選擇元件300與光程差生成光路400之間； 上述波長選擇元件300對(duì)來自準(zhǔn)直鏡200的平行光束進(jìn)行濾波后發(fā)送至光程差生成光路400具體為波長選擇元件300對(duì)來自準(zhǔn)直鏡200的平行光束進(jìn)行濾波后發(fā)送至聚焦鏡500，聚焦鏡500縮小來自波長選擇單元300的平行光束的光斑，并將縮小光斑后的平行光束發(fā)送至光程差生成光路400。聚焦鏡500與準(zhǔn)直鏡200構(gòu)成雙透鏡系統(tǒng)，增益芯片100與雙透鏡系統(tǒng)，以及各支路光束的反射鏡403 (或者反射鏡401)共同構(gòu)成了回程反射(retro-reflection)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)對(duì)增益芯片的橫向位移變化不敏感，從而提高了器件的裝配容忍度。因?yàn)樗猛馇还饴肥且环N雙透鏡系統(tǒng)，其中聚焦鏡和準(zhǔn)直鏡構(gòu)成雙透鏡，增益芯片一雙透鏡系統(tǒng)一反射鏡形成準(zhǔn)4f系統(tǒng)，且是回程反射結(jié)構(gòu)，經(jīng)仿真計(jì)算和實(shí)踐檢驗(yàn)，對(duì)橫向位移不敏感，有利于提高實(shí)際器件裝配的容忍度?？蛇x地，上述波長選擇元件300具體為法布里泊羅標(biāo)準(zhǔn)具。可選地，上述波長選擇元件300為具有固定頻率間隔的固定波長選擇元件，或是可調(diào)諧的波長選擇元件。可調(diào)諧的波長選擇元件，是相對(duì)于固定波長選擇元件而言的，可調(diào)諧的波長選擇元件是具有調(diào)節(jié)透射的光的波長這一功能的元件，具體實(shí)現(xiàn)選擇的波長的可調(diào)諧的方式很多，例如可以通過反射或衍射或者透射的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光譜的濾波作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從含有多個(gè)波長的入射光中挑選出期望波長的光。可調(diào)諧的波長選擇元件可以是含了 Etalon (以太龍)，光柵等光學(xué)器件，實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧的意義在于通過改變可調(diào)諧的波長選擇元件的器件參數(shù)，如Etalon的反射鏡間距，或者溫度；如對(duì)于光柵來說，即是入射光與光柵法線的夾角，通過改變這些參數(shù)，可以使得可調(diào)諧的波長選擇元件能夠靈活地挑選出期望的波長，如A工作條件下，可以利用波長選擇元件挑選出“波長=lambda_l”的光；在B工作條件下則可以改變波長選擇元件的參數(shù)挑選出“波長=lambda_2”的光?？蛇x地，上述可調(diào)諧的波長選擇元件為熱調(diào)型法布里泊羅標(biāo)準(zhǔn)具、液晶電壓調(diào)諧型法布里泊羅標(biāo)準(zhǔn)具或者間距可調(diào)型法布里泊羅標(biāo)準(zhǔn)具中的一種。進(jìn)一步地，上述激光器，還包括
微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷，上述微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷與位置可調(diào)的反射鏡連接，用于驅(qū)動(dòng)并調(diào)諧位置可調(diào)的反射鏡的位置。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種外腔可調(diào)諧激光器的使用方法，如圖11所示，包括1101 :本發(fā)明實(shí)施例提供的任意一項(xiàng)上述的外腔可調(diào)諧激光器的增益芯片被激發(fā)產(chǎn)生光束；1102:本發(fā)明實(shí)施例提供的任意一項(xiàng)上述的外腔可調(diào)諧激光器的增益芯片被激發(fā)產(chǎn)生光束后，調(diào)整光程差生成光路中各支路光束的光程之間的光程差，使得上述外腔可調(diào)諧激光器實(shí)現(xiàn)波長調(diào)諧功能。具體地，若上述光程差生成光路包括至少兩個(gè)反射鏡，且至少有一個(gè)反射鏡位置可調(diào)；則上述調(diào)節(jié)光程差生成光路中各支路光束的光程之間的光程差包括
調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)反射鏡中位置可調(diào)的至少一個(gè)反射鏡的位置，使入射至光程差生成光路中各反射鏡的各支路光束的光程之間的光程差發(fā)生改變。具體地，若上述外腔可調(diào)諧激光器包括微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷；則上述調(diào)節(jié)光程差生成光路中各支路光束光程使各支路光束的光程之間的光程差包括啟動(dòng)微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷，使得微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)反射鏡中位置可調(diào)的反射鏡以調(diào)諧上述位置可調(diào)的反射鏡的位置。另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，相應(yīng)的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。以上僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明實(shí)施例揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種外腔可調(diào)諧激光器，其特征在于，包括 增益芯片(100 )、準(zhǔn)直鏡(200 )、波長選擇元件(300 )、光程差生成光路(400 ); 增益芯片(100)的一個(gè)腔面位于準(zhǔn)直鏡(200)的焦平面；波長選擇元件(300)位于準(zhǔn)直鏡(200)與光程差生成光路(400)之間；準(zhǔn)直鏡(200)對(duì)增益芯片(100)的所述腔面出射的光束進(jìn)行準(zhǔn)直，形成平行光束并將其發(fā)送至波長選擇元件(300);波長選擇元件(300)對(duì)來自準(zhǔn)直鏡(200)的平行光束進(jìn)行濾波后發(fā)送至光程差生成光路(400)； 所述光程差生成光路(400)將入射光程差生成光路(400)的平行光束分割成至少兩束支路光束，并將各支路光束按入射方向反射至增益芯片(100)，所述光程差生成光路(400)可調(diào)節(jié)各支路光束的光程之間的光程差。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述激光器，其特征在于，所述光程差生成光路(400)包括至少兩個(gè)反射鏡(401)，且至少有一個(gè)反射鏡(401)位置可調(diào)； 各反射鏡(401)位于所述入射光程差生成光路(400)所生成的支路光束的傳播方向上并且各反射鏡(401)的反射面與所述的支路光束的傳播方向垂直； 所述光程差生成光路(400)可調(diào)節(jié)各支路光束的光程之間的光程差，具體為調(diào)節(jié)反射鏡(401)中位置可調(diào)的至少一個(gè)反射鏡(401)的位置，使入射至光程差生成光路(400)中各反射鏡(401)的各支路光束的光程之間的光程差發(fā)生改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述激光器，其特征在于，所述光程差生成光路(400)包括分束鏡(402);至少兩個(gè)反射鏡(403)，且至少有一個(gè)反射鏡(403)位置可調(diào)； 所述分束鏡(402)位于所述入射光程差生成光路(400)的平行光束的光路中，用于將入射分束鏡(402)的平行光束分割成至少兩束支路光束； 所述反射鏡(403)個(gè)數(shù)與所述支路光束數(shù)目相同，一個(gè)反射鏡(403)位于一束支路光束的光路中，并且各反射鏡(403)的反射面與其所在光路的支路光束垂直； 所述光程差生成光路(400)可調(diào)節(jié)各支路光束的光程之間的光程差具體為調(diào)節(jié)反射鏡(403)中位置可調(diào)的至少一個(gè)反射鏡(403)的位置，使入射至光程差生成光路(400)中各反射鏡(403)的各支路光束的光程之間的光程差發(fā)生改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述激光器，其特征在于，所述分束鏡(402)表面鍍有增透膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意一項(xiàng)所述激光器，其特征在于，所述激光器還包括聚焦鏡(500),所述聚焦鏡(500)位于波長選擇元件(300)與光程差生成光路(400)之間； 所述波長選擇元件(300)對(duì)來自準(zhǔn)直鏡(200)的平行光束進(jìn)行濾波后發(fā)送至光程差生成光路(400)具體為 波長選擇元件(300 )對(duì)來自準(zhǔn)直鏡(200 )的平行光束進(jìn)行濾波后發(fā)送至聚焦鏡(500 )，聚焦鏡(500)縮小來自波長選擇單元(300)的平行光束的光斑，并將縮小光斑后的平行光束發(fā)送至光程差生成光路(400 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意一項(xiàng)所述激光器，其特征在于， 所述波長選擇元件(300)具體為法布里泊羅標(biāo)準(zhǔn)具。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4任意一項(xiàng)所述激光器，其特征在于， 波長選擇元件(300)為具有固定頻率間隔的固定波長選擇元件，或是可調(diào)諧的波長選擇元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述激光器，其特征在于，所述可調(diào)諧的波長選擇元件為熱調(diào)型法布里泊羅標(biāo)準(zhǔn)具、液晶電壓調(diào)諧型法布里泊羅標(biāo)準(zhǔn)具或者間距可調(diào)型法布里泊羅標(biāo)準(zhǔn)具中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8任意一項(xiàng)所述激光器，其特征在于，還包括 微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷，所述微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷與位置可調(diào)的反射鏡連接，用于驅(qū)動(dòng)并調(diào)諧位置可調(diào)的反射鏡的位置。
10.一種外腔可調(diào)諧激光器的使用方法，其特征在于，包括 在權(quán)利要求I至9任意一項(xiàng)所述的外腔可調(diào)諧激光器的增益芯片被激發(fā)產(chǎn)生光束后，調(diào)整光程差生成光路中各支路光束的光程之間的光程差，使得所述外腔可調(diào)諧激光器實(shí)現(xiàn)波長調(diào)諧功能。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述方法，其特征在于，若所述光程差生成光路包括至少兩個(gè)反射鏡，且至少有一個(gè)反射鏡位置可調(diào)；則所述調(diào)節(jié)光程差生成光路中各支路光束的光程之間的光程差包括 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)反射鏡中位置可調(diào)的至少一個(gè)反射鏡的位置，使入射至光程差生成光路中各反射鏡的各支路光束的光程之間的光程差發(fā)生改變。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述方法，其特征在于，若所述外腔可調(diào)諧激光器包括微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷；則所述調(diào)節(jié)光程差生成光路中各支路光束光程使各支路光束的光程之間的光程差包括 啟動(dòng)微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷，使得微型機(jī)電系統(tǒng)或壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)反射鏡中位置可調(diào)的反射鏡以調(diào)諧所述位置可調(diào)的反射鏡的位置。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種外腔可調(diào)諧激光器，及其使用方法，其中外腔可調(diào)諧激光器包括增益芯片、準(zhǔn)直鏡、波長選擇元件、光程差生成光路；增益芯片的一個(gè)腔面位于準(zhǔn)直鏡的焦平面；波長選擇元件位于準(zhǔn)直鏡與光程差生成光路之間；準(zhǔn)直鏡對(duì)增益芯片的腔面出射的光束進(jìn)行準(zhǔn)直，形成平行光束并將其發(fā)送至波長選擇元件；波長選擇元件對(duì)來自準(zhǔn)直鏡的平行光束進(jìn)行濾波后發(fā)送至光程差生成光路；光程差生成光路將入射光程差生成光路的平行光束分割成至少兩束支路光束，并將各支路光束按入射方向反射至增益芯片，光程差生成光路可調(diào)節(jié)各支路光束的光程之間的光程差。由于光程差生成回路起到了粗選模的作用，不需要精確控制調(diào)節(jié)，使得波長調(diào)諧選擇過程更為簡便。
文檔編號(hào)H01S5/14GK102812602SQ201280000837
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者陳波, 高磊, 張光勇, 陳熙 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司