[發(fā)明專利]波長轉換器裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810131715.5
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101499610A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設計）人: 福士一郎;東條公資;渡邊一馬
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941;G02B6/00;G02B5/18;G02B27/00;H01S3/13;H01S5/068
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 戈 泊

技術領域

本發(fā)明涉及波長轉換器裝置，尤其涉及安排成使其波長選擇器件 穩(wěn)定地選出波長的波長轉換器裝置。采用光纖和體型元件作為波長選 擇器件使控制器件溫度的工作變得容易并能夠在相對更小的結構設置 中穩(wěn)定由激光二極管發(fā)射的波長。

背景技術

在設有用于改變由激光二極管所發(fā)射基波的波長的波長轉換器件 的波長轉換器裝置中，要將基波的波長保持在由波長轉換器件確定的 允許范圍內，以便產生其所需級別的光輸出。不過，由于控制以常數 級別轉換的光輸出引起的激光二極管驅動電流的變化，可能由于使諧 振腔長度變化或產生模式跳躍現象的增益頻譜的改變而使激光二極管 的振蕩波長移動。模式跳躍現象在光輸出中引起瞬時改變，由此不允 許控制系統(tǒng)執(zhí)行將光輸出保持成始終如一的級別的工作，因此光輸出 將呈現出變化或噪聲。

為了補償不穩(wěn)定性，已知用于鎖定基波波長的技術。作為一種熟 悉的技術，提供具有在光纖芯中形成的布拉格衍射光柵的光纖布拉格 光柵用作外腔中的波長選擇器件，用于執(zhí)行光學反饋到激光二極管的 工作并選擇振蕩波長(見專利文獻1)。

同樣，已知另一種技術，其中提供反射型體全息光柵作為外腔中 的波長選擇器件，用于執(zhí)行光學反饋到激光二極管的工作并選擇振蕩 波長(見專利文獻2)。

專利文獻1：US專利No.5485481。

專利文獻2：US專利No.5691989。

在采用上述傳統(tǒng)技術之一的光纖布拉格光柵作為波長選擇器件的 情況下，發(fā)現其布拉格反射波長影響轉換波長的工作并且其溫度必須 保持在始終如一的溫度的熱特性。不過，將光纖溫度保持在始終如一 的溫度是困難的，這處理起來相當麻煩。另外，當光纖承受物理壓力 用于控制溫度時，其光輸出的偏振狀態(tài)可能受到顯著干擾。通常，由 于波長轉換器件接收的入射光的偏振保持固定，所以其被干擾的形式 可能直接影響光輸出。

同樣，在采用反射型體全息光柵作為波長選擇器件的另一傳統(tǒng)技 術中，激光二極管的諧振腔模式和波長選擇器件的外腔模式將相互競 爭，除非從激光二極管延伸到反射型體全息光柵的光路長度被設置成 明顯長于相干長度。從而，幾乎不能使激光二極管的振蕩波長選擇在 反射型體全息光柵的中心波長處。在從激光二極管延伸到反射型體全 息光柵的光路在空間上被增大的情況下，其設置將使裝置的整體體積 增大。

因此本發(fā)明的目的是提供一種波長轉換器裝置，將其波長選擇器 件安排成穩(wěn)定地選出波長，同時不需要進行在其相對更小的結構安排 中嚴格控制器件溫度的工作。

發(fā)明內容

作為本發(fā)明的第一特征，提供一種波長轉換器裝置，具有用于產 生基波的激光二極管和用于轉換基波的波長并產生其產生的輸出光的 波長轉換器件，而其特征在于光纖與激光二極管的輸出側光學結合， 并將體型(bulk?type)波長選擇器件放在所述光纖的輸出側中，并且所 述波長轉換器件位于所述體型波長選擇器件的輸出側。

特別是，體型波長選擇器件不是例如光纖光柵的線性元件，而是 例如反射型全息光柵、反射型衍射光柵或帶通濾波器的體型元件。

在第一特征的波長轉換器裝置中，光纖不用作波長選擇器件，因 此不需要嚴格控制其溫度。同樣，由于具有光纖，將激光二極管和體 型波長選擇器件之間的光學長度(外腔的長度)設置成充分長于相干 長度。這使得激光二極管的諧振腔模式和外腔模式不相互競爭，因此 使激光二極管的振蕩波長的改變最小化。同樣，由于波長選擇器件是 體型的，因此其溫度易于操控并能夠被精確控制，由此使環(huán)境溫度變 化引起的波長選擇器件中心波長的變化最小化。從而，可以穩(wěn)定用于 鎖定波長的波長選擇器件的工作。此外，將光纖安排得緊湊由此有助 于整體設備的縮小化。

作為本發(fā)明的第二特征，可以更改第一特征的波長轉換器裝置， 其中波長選擇器件是反射型體全息光柵。

在第二特征的波長轉換器裝置中，體型光學器件被實施成反射型 全息光柵，該反射型全息光柵是光學衍射光柵元件并且其溫度更易于 控制。

作為本發(fā)明的第三特征，可以更改波長轉換器裝置，其中由透鏡 將光纖的輸出光聚焦成NA(數值孔徑)為0.07或者更高的聚焦光束， 而其光束的束腰位于波長選擇器件內部。