[發(fā)明專利]一種可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210582939.4
• 申請(qǐng)日: 2012-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103022890A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳建偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/23
• 分類號(hào): H01S3/23;H01S3/08;H01S3/10
• 代理公司: 重慶大學(xué)專利中心 50201
• 代理人: 唐開(kāi)平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域中的可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)，主要應(yīng)用在太赫茲技術(shù)、光學(xué)記憶和光開(kāi)關(guān)等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代激光技術(shù)中，具有外腔反饋的半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)得到了廣泛開(kāi)發(fā)研究，在外腔結(jié)構(gòu)中，通常采用具有不同周期結(jié)構(gòu)的光纖光柵元件對(duì)從激光器輻射的激光模式進(jìn)行選擇反饋，被反饋的激光模式將再次注入激光的激活區(qū)，如此反復(fù)，被反饋的激光模在整個(gè)反饋激光系統(tǒng)里面被振蕩放大，最后輸出單?；蚨嗄＜す?。其中，由于雙模激光在現(xiàn)代太赫茲技術(shù)中有十分突出的應(yīng)用，因此，應(yīng)用具有光學(xué)反饋的半導(dǎo)體激光系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)雙模激光輸出具有功耗低、經(jīng)濟(jì)價(jià)廉和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)倍受青睞。但由于光纖光柵的周期不容易靈活控制，因此輻射的激光模式動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)狹窄。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)，它能實(shí)現(xiàn)雙色激光的空間頻率間隔從吉赫茲到太赫茲連續(xù)可調(diào)諧，激光調(diào)節(jié)操作靈活。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括有多模激光器、環(huán)形器、Y型耦合器、濾波器和摻餌光纖放大器，所述多模激光器通過(guò)光纖連接環(huán)形器的端口二，具有單向傳輸特性的環(huán)形器的端口三光纖連接第一Y型耦合器的輸入端，從第一Y型耦合器輸出兩個(gè)分支路：第一個(gè)分支路光纖連接第一濾波器，進(jìn)入第二Y型耦合器的一個(gè)輸入端；第二個(gè)分支路光纖連接第二濾波器和摻餌光纖放大器，進(jìn)入第二Y型耦合器的另一個(gè)輸入端；第二Y型耦合器合并兩個(gè)分支路，其輸出端光纖連接環(huán)形器的端口一，再通過(guò)環(huán)形器的端口二反饋進(jìn)入多模激光器中。

本發(fā)明的工作原理：多模激光器可以采用法布里-珀羅多模激光器，調(diào)節(jié)法布里-珀羅多模激光器的注入電流到閾值以上，使其有效發(fā)射多模激光，改變激光激活區(qū)的操作溫度，可以改變輸出激光的波長(zhǎng)，根據(jù)濾波器的濾波范圍，通過(guò)控制法布里-珀羅多模激光器的操作溫度和注入電流，使法布里-珀羅多模激光器所輻射的激光模波長(zhǎng)位于濾波器的濾波范圍內(nèi)。

從法布里-珀羅多模激光器輸出的多模激光經(jīng)過(guò)光纖連接的環(huán)形器到達(dá)第一Y型耦合器，該Y型耦合器第一個(gè)分支路的第一濾波器的濾波波長(zhǎng)固定在中心模的波長(zhǎng)位置處，因?yàn)橹行哪５姆逯倒β首畲?，所以在反饋腔中不需要放大器?duì)其功率進(jìn)行再次放大；第二個(gè)分支路的第二濾波器的濾波波長(zhǎng)可根據(jù)需要連續(xù)可調(diào)，由于其他波長(zhǎng)的光能量明顯低于中心模的光能量，所以采用摻餌光纖放大器對(duì)其功率進(jìn)行提高。

兩個(gè)波長(zhǎng)的激光在第二Y型耦合器中合并為一個(gè)光路進(jìn)入環(huán)形器，再由環(huán)形器反饋進(jìn)入法布里-珀羅多模激光器中，反饋的激光光束在法布里-珀羅多模激光器中也將通過(guò)受激輻射獲得一定的增益，從而使其他的激光模獲得增益降低，最后，法布里-珀羅多模激光器被鎖定在由外腔反饋所導(dǎo)致的兩個(gè)激光模處，其他激光模功率被抑制，這就是經(jīng)典的注入鎖定行為，以至于在光譜分析儀上能觀察到具有有效邊摸抑制比的雙色激光光譜。

由于采用了上述技術(shù)方案，利用法布里-珀羅多模激光器為核心元件，并結(jié)合具有光學(xué)濾波器、放大器和耦合器的光學(xué)反饋裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)雙色激光輻射的光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了雙色激光的空間頻率間隔連續(xù)可調(diào)，整個(gè)裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)；由于使用濾波器比光纖光柵容易調(diào)節(jié)光譜，本發(fā)明操作更靈活。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的附圖說(shuō)明如下：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明所輻射的空間頻率間隔0.285?THz的雙色激光光譜圖；

圖4為本發(fā)明所輻射的空間頻率間隔0.705?THz的雙色激光光譜圖；

圖5為本發(fā)明所輻射的空間頻率間隔1.69?THz的雙色激光光譜圖。

圖中：1.多模激光器；2.環(huán)形器；3.光譜分析儀；4.第三Y型耦合器；5.第一Y型耦合器；6.第二Y型耦合器；7.第一濾波器；8.第二濾波器；9.摻餌光纖放大器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：