[發明專利]一種外腔可調諧激光器以及其腔模鎖定方法

有效

• 申請號: 201410476908.X
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104242051B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 湯學勝;傅焰峰;錢坤;羅勇;陳義宗;張玓;胡強高;唐毅;羅超
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: H01S5/065
• 分類號: H01S5/065;H01S5/14
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 王海洋

1.一種外腔可調諧激光器，包括半導體光放大器(1)、光功率檢測裝置(12)，半導體光放大器(1)兩端面上分別鍍有部分反射膜與增透膜，所述外腔可調諧激光器的外腔設置在增透膜一側，外腔包括擴束準直透鏡(2)、外腔反射鏡(6)；擴束準直透鏡(2)、外腔反射鏡(6)之間設置有可調諧濾波器(3)、固定柵格濾波器(4)，其特征在于：所述外腔可調諧激光器的外腔進一步包括大相位調節組件(5)和相位快速調節組件(7)；所述大相位調節組件(5)能夠對所述外腔可調諧激光器的外腔的腔長進行大范圍的調節；所述相位快速調節組件(7)能夠對所述外腔可調諧激光器的外腔的腔長進行快速的調節；所述大相位調節組件(5)、相位快速調節組件(7)、可調諧濾波器(3)、半導體光放大器(1)、光功率檢測裝置(12)同控制單元(13)相連；控制單元(13)計算光功率檢測裝置(12)當前的光功率采樣值與最大光功率采集值P1_Max的差值，當差值超過設定閾值時，控制單元(13)記錄此時相位快速調節組件(7)的驅動輸入值D_f和大相位調節組件(5)驅動輸入值D_L，控制單元(13)啟動相位快速調節組件(7)補償相位快速直至達到最大的光功率采樣值P2_Max，記錄相位快速調節組件(7)在P2_Max下對應的驅動輸入值CD_f；控制單元(13)計算驅動輸入值CD_f與驅動輸入值D_f間的差值，根據相位快速調節組件(7)、大相位調節組件(5)分別與激光器輸出光頻率間近似線性擬合關系計算獲得的線性比例系數K，換算獲得大相位調節組件(5)驅動輸入變化量△D_L＝K*(D_f－CD_f)；將相位快速調節組件(7)調整至驅動輸入值D_f，將大相位調節組件(5)驅動輸入調節為(D_L+△D_L)，完成波長鎖定。

2.根據權利要求1所述的一種外腔可調諧激光器，其特征在于：所述相位快速調節組件(7)包括位移控制元件，所述位移控制元件固定于外腔反射鏡(6)上且可帶動外腔反射鏡(6)沿垂直于外腔反射鏡鏡面方向快速微小移動。

3.根據權利要求2所述的一種外腔可調諧激光器，其特征在于：所述大相位調節組件(5)設置于外腔中的擴束準直透鏡(2)、外腔反射鏡(6)之間光路的任意位置；所述大相位調節組件(5)包括一個或多個受控光學組件，所述受控光學組件能夠在控制單元(13)的控制下通過改變所述受控光學組件的折射率和/或厚度來改變控制激光器外腔的光學腔長。

4.根據權利要求3所述的一種外腔可調諧激光器，其特征在于：所述受控光學組件為基于熱光效應的溫度可調熱光組件或基于電光效應的驅動電壓可調的光學組件或基于電光效應的驅動電流可調的光學組件。

5.根據權利要求4所述的一種外腔可調諧激光器，其特征在于：所述基于熱光效應的溫度可調熱光組件由通光面鍍有增透膜的硅片、加熱電阻片和溫度傳感器組成，加熱電阻片和溫度傳感器分別粘接在硅片前后通光面的非通光區域，控制單元(13)與加熱電阻片和溫度傳感器相連以實現對硅片的溫度閉環控制。

6.根據權利要求4所述的一種外腔可調諧激光器，其特征在于：所述基于電光效應的驅動電壓可調的光學組件或基于電光效應的驅動電流可調的光學組件采用通光面鍍有增透膜的相位可調的液晶片，控制單元(13)控制液晶片的加載電壓或電流，使液晶片的光軸發生旋轉，改變液晶片的折射率從而改變光程。

7.根據權利要求4所述的一種外腔可調諧激光器，其特征在于：所述基于熱光效應的溫度可調熱光組件由基板(16)、半導體制冷片(17)、溫度傳感器(15)組成，溫度傳感器(15)設置于基板(16)上，基板(16)下方設置半導體制冷片(17)，半導體制冷片(17)和溫度傳感器(15)與控制單元(13)相連。

8.根據權利要求2所述的一種外腔可調諧激光器，其特征在于：所述大相位調節組件(5)由基板(16)、半導體制冷片(17)、溫度傳感器(15)組成，溫度傳感器(15)設置于基板(16)上，基板(16)下方設置半導體制冷片(17)，半導體制冷片(17)和溫度傳感器(15)與控制單元(13)相連。