[發明專利]可調諧短腔激光器傳感器

有效

• 申請號: 201380045781.X
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN104718673B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: A·E·凱布爾;V·賈亞拉曼;B·M·波特賽義德
• 申請（專利權）人: 統雷有限公司;普雷維烏姆研究公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 譚英強

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年7月27日提交的未決的美國臨時專利申請N0.61/676712的權益。美國臨時專利申請61/676712的公開內容以引用形式并入本文。

技術領域

本發明涉及可調諧激光器、寬范圍可調諧激光器、波長掃頻源、放大可調諧激光器、快速調諧激光器以及由這些裝置使能的光學系統。

背景技術

廣泛而快速的可調諧激光器對于很多探測、通信、測量、醫療、樣本改進以及成像系統是重要的。例如，掃頻光學相干層析(SSOCT)采用重復掃頻可調諧激光器，以產生寬范圍的材料的下層面微結構圖像。在SS-OCT中，寬調諧范圍轉化為更高的軸向測量分辨率，而更高的調諧速度可實現實時采集大數據集合。此外，可變的調諧速度可根據不同應用的需要權衡成像距離和分辨率。最后，等同于窄線寬的長相干長度可實現長成像距離。需要迅速并寬范圍可調諧激光器的系統的另一例子為瞬態氣體光譜，例如(Stein,B.A.,Jayaraman,V.Jiang,J.J,等“通過使用單模MEMS的可調諧的VCSEL以55KH_Z的重復率掃描1321至1354nm范圍的多普勒受限H₂0和HF吸收光譜”，應用物理B輯：激光和光學108(4)，721-5(2012))所描述。在氣體光譜中，調諧速度可表征時變過程，如在發動機測溫應用中。窄光譜寬度可解析窄吸收特征，如發生在低氣體溫度的吸收特征。其它瞬態光譜的應用包括爆炸物監測或其它非重復的處理過程。

除寬頻調諧和長相干長度以外，用于多種應用的可調諧激光器的其他重要參數包括調諧速度和調諧速度的可變性。在SS-OCT中，增加調諧速度能夠對時變的生理過程進行成像，以及對更大的數據集進行實時體積成像。同樣對于SS-OCT，調諧速度的可變性使得單個設備中能夠實現高速高分辨率短程成像和低速低分辨率的長距離成像之間切換，這例如在眼科成像中具有明顯的實用性，如((Grulkowski,I.,Liu,J.J.,Potsaid,B.等，“視網膜，使用超高速具有垂直腔表面發射激光器的掃頻源OCT的眼前節及全眼成像”，生物醫學光學快遞，3(11)，2733-2751(2012))所描述。以類似的方式，光譜學及其他檢測應用受益于高速和可變速度。

寬范圍可調諧激光器的進一步的理想屬性包括高輸出功率、中心波長靈活性、光譜成型輸出、單片且低成本制作以及與陣列技術兼容。幾乎對于每個應用而言，高功率增加了信噪比。在更多范圍的應用中，中心波長靈活性轉化為更顯著的實用性。光譜形狀輸出也增加了信噪比，并且改進熱量管理。整體式、制作低成本具有明顯的優勢，而陣列技術簡化了多資源復用的應用。