[發明專利]一種使用可調諧法布里-珀羅濾波器的可調諧激光器

無效

• 申請號: 201210416719.4
• 申請日: 2012-10-28
• 公開（公告）號: CN103779777A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 高培良
• 申請（專利權）人: 天津奇譜光電技術有限公司
• 主分類號: H01S3/106
• 分類號: H01S3/106;H01S3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光電子領域，尤其是一種使用可調諧法布里-珀羅濾波器的可調諧激光器。

背景技術

在外腔式可調諧激光器中，常用的調諧技術主要有以下方式：1、通過精密步進馬達帶動光柵的旋轉來進行調諧的，其存在的問題體現在：一是為實現光頻率的精密調諧，對步進馬達的步進精度和重復性要求很高，因此制造成本比較高；二是由于采用步進馬達，不易做到小型化；?三是在惡劣工作環境下的工作穩定性比較差，特別是抗各類機械振動的能力比較差，因此，采用該技術的可調諧激光器只適合用于實驗室工作環境中使用。2、利用可調諧聲光濾波器進行調諧，其優點是調諧速度快，沒有機械移動部件，可以做到小型化，缺點是可調諧聲光濾波器的濾波帶寬比較寬，使得激光器的調諧精度不高，因此，單純采用這種技術的可調諧激光器很難做到精密可調諧，只適合用于對調諧精度和輸出帶寬不高的應用中。3、利用光柵或激光諧振腔中的其他光學濾波器件，如光學標準具等透射光頻率隨溫度漂移的特點進行調諧，其優點是調諧精度高和輸出光的光譜帶寬比較窄，缺點是速度比較慢，特別是在要求調諧光譜范圍寬的情況下，這個缺點尤為明顯，例如：光學濾波器件的溫度漂移系數是0.02納米/度，要求的光頻譜范圍是20納米，溫度調節范圍是100度，這在實際應用中是很難實現的。?

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種調諧速度快、精度高、成本低、結構簡單、尺寸小且易于生產的可調諧激光器。

本發明解決現有的技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種使用可調諧布里-珀羅濾波器的可調諧激光器，包括依次安裝的激光腔端面鏡、激光增益介質、腔內準直透鏡、有源光相位調制器、可調諧法布里-珀羅濾波器、輸出鏡和激光器驅動和控制系統，由所述激光腔端面鏡和輸出鏡構成了激光器諧振腔，所述可調諧法布里-珀羅濾波器包括兩種設計方案：第一種設計方案包括依次安裝的第一帶通濾波器、液晶相位調制器、第二帶通濾波器和驅動電路，液晶相位調制器設置在由第一帶通濾波器和第二帶通濾波器構成的法布里-珀羅腔內，驅動電路通過控制所述法布里-珀羅腔內液晶材料的有效折射率實現濾波器的調諧功能；第二種設計方案包括依次安裝的長波通階躍式濾波器、液晶相位調制器、短波通階躍式濾波器濾波器和驅動電路，液晶相位調制器設置在由長波通階躍式濾波器和短波通階躍式濾波器構成的法布里-珀羅腔內，驅動電路通過控制所述法布里-珀羅腔內液晶相位調制器的液晶材料的有效折射率實現濾波器的調諧功能。激光器的輸出調諧范圍和調諧精度由所述可調諧法布里-珀羅濾波器的調諧范圍和調諧精度決定。

而且，所述第一帶通濾波器和第二帶通濾波器是兩個具有相同透射帶寬的帶通濾波器，在透射帶寬內具有部分反射率，該反射率決定了所述可調諧法布里-珀羅濾波器的透射光銳度，可根據需要設置不同的反射率，對于光纖通訊的應用，一般在70%到95%之間，在透射帶寬外具有100%或接近100%的反射率。

而且，所述長波通階躍式濾波器對于小于截止頻率的光具有100%或接近100%的反射率，對于大于截止頻率的通帶內有部分反射率，所述短波通階躍式濾波器對于大于截止頻率的光具有100%或接近100%的反射率，對于小于截止頻率的通帶內具有部分反射率，所述長波通階躍式濾波器的帶內的反射率與所述短波通階躍式濾波器的通帶內的反射率相同，該反射率決定了所述可調諧法布里-珀羅濾波器的透射光銳度，可根據需要設置不同的反射率，反射率越高，透射光銳度越高，對于光纖通訊的應用，一般在70%到95%之間，所述長波通階躍式濾波器的截止頻率小于所述短波通階躍式濾波器的截止頻率。

而且，所述第一帶通濾波器、所述第二帶通濾波器、所述長波通階躍式濾波器和所述短波通階躍式濾波器是一種在光學透明材料的內側面鍍的多層介質膜，在所述光學透明材料的外側鍍光學增透膜。

而且，所述激光增益介質是一種寬帶激光增益介質。

而且，所述激光器驅動和控制系統包括有源相位調制器驅動源和激光增益介質泵浦源和系統控制電路，所述液晶相位調制器的驅動電路和所述系統控制電路相連接。

而且，所述有源光相位調制器可以是下列幾種類型之一：電光相位調制器，聲光相位調制器，磁光相位調制器或上述幾種相位調制器的某種組合。

而且，所述液晶相位調制器內的液晶材料是一種向列相型液晶（nematic?phase?liquid?crystal）材料,厚度為幾微米到十幾微米，在外加電場的驅動下對某一方向的線偏振光具有至少2π的光相位延遲，并具有與所述激光增益介質相同的光譜范圍。