[發明專利]一種高功率雙端口輸出的硅基可調諧外腔激光器

有效

• 申請號: 201611077804.7
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106785882B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 湯學勝;陳義宗;錢坤;胡毅;曹薇;焰烽;馬衛東
• 申請（專利權）人: 武漢光迅科技股份有限公司
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00;H01S5/06;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: 楊文錄

1.一種高功率雙端口輸出的硅基可調諧外腔激光器，所述激光器包括光探測器(1)、反射型半導體增益芯片(2)、準直透鏡(3)、波導耦合透鏡(6)、硅基微環芯片(7)；其中，所述反射型半導體增益芯片(2)的兩端面分別鍍有高反射膜與增透膜，所述光探測器(1)設置于所述反射型半導體增益芯片(2)的鍍有高反射膜的一側，所述準直透鏡(3)、波導耦合透鏡(6)和硅基微環芯片(7)依次同光軸設置于所述反射型半導體增益芯片(2)鍍有增透膜的一側；其特征在于：所述硅基微環芯片(7)與所述反射型半導體增益芯片(2)鍍有高反膜的端面之間形成該硅基可調諧外腔激光器的諧振腔，所述準直透鏡(3)和波導耦合透鏡(6)之間進一步設置有帶通濾波器(5)，所述帶通濾波器(5)的通帶光譜寬度小于所述反射型半導體增益芯片(2)的增益譜譜寬；

所述硅基微環芯片(7)單片集成有第一硅基微環濾波器(7-1)和第二硅基微環濾波器(7-2)、兩級多模干涉耦合分光結構、輸出光波導(7-6)和模場轉換波導結構(7-8)，進入所述硅基微環芯片(7)的激光先經過所述模場轉換波導結構(7-8)的模斑轉換，經所述輸出光波導(7-6)后再通過兩級多模干涉耦合分光結構逐級分光，分別進入所述第一硅基微環濾波器(7-1)和第二硅基微環濾波器(7-2)；

所述硅基微環芯片(7)中進一步包括有第一微環濾波器加熱探測裝置(7-9)、第二微環濾波器加熱探測裝置(7-10)，分別對所述第一硅基微環濾波器(7-1)和第二硅基微環濾波器(7-2)的溫度進行監測和控制，通過調諧所述第一硅基微環濾波器(7-1)和第二硅基微環濾波器(7-2)的溫度來移動微環諧振腔諧振峰，以實現所述硅基可調諧外腔激光器輸出波長的調諧；所述硅基微環芯片(7)中進一步包括有光波導加熱探測裝置(7-7)，對所述輸出光波導(7-6)的溫度進行監測和控制，通過調諧所述輸出光波導(7-6)的溫度來調節所述硅基可調諧外腔激光器的相位；

通過所述準直透鏡(3)和所述波導耦合透鏡(6)之間距離以實現該硅基可調諧外腔激光器的腔長調節而得到窄線寬。

2.如權利要求1所述的高功率雙端口輸出的硅基可調諧外腔激光器，其特征在于：所述第一硅基微環濾波器(7-1)的自由光譜范圍FSR1和第二硅基微環濾波器(7-2)的自由光譜范圍FSR2之間的關系滿足：

FSR3大于所述帶通濾波器(5)的通帶光譜半寬度。

3.如權利要求2所述的高功率雙端口輸出的硅基可調諧外腔激光器，其特征在于：所述第一硅基微環濾波器(7-1)和第二硅基微環濾波器(7-2)之間還設置有隔絕溫度串擾的隔熱槽。

4.如權利要求3中所述的高功率雙端口輸出的硅基可調諧外腔激光器，其特征在于：所述硅基可調諧外腔激光器進一步包括第一輸出端口的耦合輸出光路和第二輸出端口的耦合輸出光路；所述準直透鏡(3)和波導耦合透鏡(6)之間進一步設置有光分束器(4)，所述光分束器(4)用于將在諧振腔中往返諧振的激光中的一部分偏折后分別進入所述第一輸出端口的耦合輸出光路和第二輸出端口的耦合輸出光路輸出。

5.如權利要求4所述的高功率雙端口輸出的硅基可調諧外腔激光器，其特征在于：所述第一輸出端口的耦合輸出光路包括第一端口光隔離器(8-1)、第一端口輸出耦合透鏡(9-1)、第一端口輸出光纖(10-1)，所述第一輸出端口的耦合輸出光路包括第二端口光隔離器(8-2)、第二端口輸出耦合透鏡(9-2)、第二端口輸出光纖(10-2)。

6.如權利要求5所述的高功率雙端口輸出的硅基可調諧外腔激光器，其特征在于：所述光分束器(4)的入射面S1鍍有增透膜，與所述光分束器(4)的出射面S2相互平行，出射面S2鍍有增透膜，所述光分束器(4)的反射面S4和反射面S5鍍高反膜，分別與所述第一輸出端口的耦合輸出光路和第二輸出端口的耦合輸出光路相對應；膠合面S3鍍有分光膜，與反射面S4相互平行，與反射面S5成90°夾角。

7.如權利要求1-6中任一項所述的高功率雙端口輸出的硅基可調諧外腔激光器，其特征在于：所述帶通濾波器(5)的兩通光面分別鍍有增透膜和帶通濾光膜，其通帶光譜寬度大于和/或等于C Band波長范圍1529nm～1570nm。