[發明專利]窄線寬激光大范圍頻率快速調諧的裝置

有效

• 申請號: 201410234711.5
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103986051A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 魏芳;王建;陳迪俊;潘政清;蔡海文;瞿榮輝;蔡圣聞
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所;南京派光信息技術有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/13
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及激光頻率調諧，特別是一種窄線寬激光大范圍頻率快速調諧的裝置。

背景技術

在星間相干激光通信及合成孔徑雷達等領域，作為光源的激光器除了需要滿足高相干性、窄線寬之外，還需要具有優秀的頻率調諧性能，包括頻率調諧范圍、調諧速度、調諧線性度等，而半導體激光器以其體積小、效率高、使用方便等優點在上述領域得到了廣泛的應用。目前常用的單頻可調諧半導體激光器技術主要包括外腔半導體激光器(ECDL)及單片集成單頻半導體激光器，外腔半導體激光器能實現大范圍的調諧，并且其輸出的激光具有良好的線寬特性，但往往對腔結構的設計及裝調具有較高的要求，并且在涉及到機械式調諧時其調諧速率很難提高，而對于利用溫度進行大范圍調諧的單片集成單頻半導體激光器同樣存在調諧速率受限的問題。因此近年來外部頻率調諧技術引起了人們的廣泛關注，該技術既可以充分地將激光器良好的輸出性能(窄線寬、高穩定等)與快速調諧性能結合起來，又可以實現對激光頻率的靈活操控，是現代光頻率合成技術的有效手段，所以研究如何實現大范圍的快速外部頻率連續調諧具有重要意義和應用價值。

目前激光外部快速頻率調諧的方案主要有：

在先方案之一是利用聲光調制器(AOM)及電光調制器(EOM)等可調諧移頻器件實現的，通過改變器件的射頻驅動信號便可得到快速調頻激光。聲光調制器一般用于幾百兆赫茲量級的移頻，受到聲光調制晶體的限制，AOM只能在特定中心移頻頻率附近產生100MHz范圍內的頻率調諧，其轉換效率最高可達到90％，但對于上吉赫茲的移頻衍射效率會發生下降【J.Biesheuvel,D.W.E.Noom,E.J.Salumbides,K.T.Sheridan,W.Ubachs,J.C.J.Koelemeij.Widely?tunable?laser?frequency?offset?lock?with30GHz?range?and5THz?offset.Optics?Express,vol.21,14008-14016,2013】；電光調制器可以產生大范圍的頻率調諧，目前已經實現了0.2s內120GHz的頻率調諧，但是對于電光相位調制器及強度調制器而言，往往會產生高階邊帶而導致信噪比下降，并且理論上其一階邊帶轉換效率最高只能達到34％，單邊帶調制器可以有效地抑制其它邊帶成份而只保留+1或－1階邊帶，但其轉換效率理論上最高也只能達到58％【D.Y.Kubo,R.Srinivasan,H.Kiuchi,Chen?Ming-Tang.Development?of?a?Mach-Zehnder?Modulator?Photonic?Local?Oscillator?Source.Microwave?Theory?and?Techniques,IEEE?Transactions?on,vol,61,3005-3014,2013】【T.Kawanishi,M.Izutsu.Linear?single-sideband?modulation?for?high-SNR?wavelength?conversion.Ieee?Photonics?Technology?Letters,vol,16,1534-1536,2004】。