[發(fā)明專利]一種易于集成的波長可調(diào)諧固體激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710256383.2
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106877128A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙永光;沈德元;夏慧婷;邵振華;沈崇豐
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;G02B26/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37219
• 代理人: 陳桂玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種易于集成的波長可調(diào)諧固體激光器，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

波長可調(diào)諧激光器是光通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)的關(guān)鍵器件。可調(diào)諧激光器可以實現(xiàn)通信設(shè)備小型化、多功能、集成化、低功耗，并有擴展網(wǎng)絡(luò)靈活性、控制流量、減少備用激光器數(shù)量、降低成本等優(yōu)點。在提供精確光波長標準、充分利用全部光纖帶寬、提高網(wǎng)絡(luò)容量和效率、提高系統(tǒng)功能性等方面有著重要應用價值。

目前波長可調(diào)諧激光器主要分為兩大類：

第一類是通過在激光腔內(nèi)加入選縱膜的光學元件，通過對光學元件的調(diào)制來實現(xiàn)不同縱模激光的輸出。比較常用的光學元件有衍射光柵、體布拉格光柵、標準具、棱鏡等機械調(diào)整式，以及電光器件、磁光器件、聲光器件等物理學方式。例如，CN104201553A通過了一種雙波長可調(diào)諧固體激光器，包括泵浦源和諧振腔，所述諧振腔包括后腔鏡、固體激光介質(zhì)、偏振器、第一利特曼光柵結(jié)構(gòu)和第二利特曼光柵結(jié)構(gòu)；所述激光經(jīng)偏振器后分為水平偏振方向和豎直偏振方向射出，在所述水平偏振方向設(shè)置有第一利特曼光柵結(jié)構(gòu)；在所述垂直偏振方向設(shè)置有二分之一波片和第二利特曼光柵結(jié)構(gòu)。該激光器兩個波長可以獨立的調(diào)諧。再如，CN105470799A公開了一種利用雙F-P標準具調(diào)諧固體激光器輸出波長的方法，包括厚標準具A及薄標準具B，采用雙F-P標準具結(jié)構(gòu)，通過改變兩個F-P標準具的厚度、材料、角度，達到固體激光器輸出波長可調(diào)諧的目的。該類波長調(diào)諧激光器因為需要額外加設(shè)光學選模元件，會增加器件成本，同時插入的光學元件不可避免的會引入插入損耗，降低激光效率。不利于集成。

第二類波長可調(diào)諧激光器是通過改變激光器外界環(huán)境，例如溫度、壓強等來改變激光增益介質(zhì)激活離子的玻爾茲曼能級分布活著改變光柵的發(fā)射特性，從而實現(xiàn)輸出激光波長的變化。例如CN102668419A提供了一種用于調(diào)整光網(wǎng)絡(luò)元件的可調(diào)諧激光器的方法和裝置，其中通過相對于環(huán)境溫度改變可調(diào)諧激光器或者其至少一部分的溫度調(diào)整可調(diào)諧激光器的波長。該類激光器對外界環(huán)境依賴性比較大，控制難度大、成本較高且穩(wěn)定性也有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)波長可調(diào)諧激光器的不足及技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種易于集成的波長可調(diào)諧固體激光器；尤其是一種基于輸出鏡透過率調(diào)節(jié)實現(xiàn)波長可調(diào)諧輸出的激光器。該激光器通過調(diào)整輸出鏡透過率實現(xiàn)激光波長可調(diào)諧輸出，具有調(diào)諧速度快、穩(wěn)定性高等特點。

術(shù)語說明：

透過率，簡寫通用表示為T。

透過率之差，簡寫通用表示為ΔT。

透過率變化范圍，是指在一個輸出鏡上，最小透過率區(qū)域的透過率和最大透過率區(qū)域的透過率的數(shù)值范圍，例如最小透過率為1％，最大透過率為50％，中間還有若干不同的透過率區(qū)域，則該輸出鏡上全部區(qū)域的透過率變化范圍為1％-50％。該透過率變化范圍也即可調(diào)諧范圍。

Ho:LuAG：Ho:Lu₃Al₅O₁₂的通用簡寫；

Tm:LuYAG：Tm:(Lu_xY_1-x)₃Al₅O₁₂的通用簡寫，其中x＝0.1-0.9。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種波長可調(diào)諧固體激光器，依次包括泵浦源、光學耦合系統(tǒng)、輸入鏡、增益介質(zhì)、輸出鏡，其中，所述輸出鏡是有不同透過率區(qū)域的透過率可變輸出鏡，一驅(qū)動裝置帶動所述輸出鏡運動至所述不同透過率區(qū)域，實現(xiàn)輸出鏡透過率的調(diào)整，所述輸出鏡透過率是輸出鏡對輸出激光波長的透過率，通過調(diào)整輸出鏡透過率實現(xiàn)激光波長可調(diào)諧輸出。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述輸出鏡為平面鏡。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述輸出鏡不同透過率區(qū)域的透過率變化范圍為1％-50％；進一步優(yōu)選為1％-20％。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的輸出鏡不同透過率區(qū)域數(shù)n≥2，進一步優(yōu)選的，所述的輸出鏡不同透過率區(qū)域數(shù)n＝3-10。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述輸出鏡為圓形，所述的輸出鏡不同透過率區(qū)域圍繞輸出鏡中心等角度分布在輸出鏡鏡面上。此時形成的不同透過率區(qū)域是扇形區(qū)域。進一步優(yōu)選，所述輸出鏡不同透過率區(qū)域的兩相鄰區(qū)域的透過率之差為ΔT＝0.5％-10％，特別優(yōu)選為ΔT＝3％或5％。