[發(fā)明專利]基于背光探測(cè)的外腔激光器耦合方法和耦合系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210755619.8
• 申請(qǐng)日: 2022-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115084988A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于文琦;梁曉東;馬向;劉彥丹;張磊;梁宇;邢貫蘇;王東杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號(hào): H01S3/067
• 分類號(hào): H01S3/067;H01S3/02
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶;曲佳穎

本發(fā)明公開(kāi)了激光器技術(shù)領(lǐng)域中一種基于背光探測(cè)的外腔激光器耦合方法和耦合系統(tǒng)；耦合系統(tǒng)包括背光監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、激光器驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、位移子系統(tǒng)和監(jiān)視子系統(tǒng)，其中背光監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括背光探測(cè)器和電流表；激光器驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括激光器底座、電流驅(qū)動(dòng)源和溫度控制器；位移子系統(tǒng)包括第一三維調(diào)節(jié)架、第二三維調(diào)節(jié)架、第一夾具和第二夾具；監(jiān)視子系統(tǒng)包括顯示屏以及與顯示屏電連接的第一電荷耦合元件CCD鏡頭、第二電荷耦合元件CCD鏡頭和光功率計(jì)。本發(fā)明結(jié)合了背光探測(cè)與正面探測(cè)兩種方式，降低了耦合難度，能夠迅速將外腔芯片及透鏡光纖的耦合數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)至合適大小，提高工作效率，減小器件損壞率，節(jié)約研發(fā)以及生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于背光探測(cè)的外腔激光器耦合方法和耦合系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著4G、5G技術(shù)的發(fā)展和普及，通信容量急劇增加，這對(duì)通信系統(tǒng)的傳輸速率和傳輸容量提出了越來(lái)越高的要求。波分復(fù)用和高階調(diào)制技術(shù)是目前提高通信系統(tǒng)傳輸速率和容量的主要技術(shù)手段。窄線寬激光器是波分復(fù)用和高階調(diào)制通信系統(tǒng)里的光源，是重要元器件之一，其線寬和功率對(duì)系統(tǒng)的性能有著重要影響。隨著傳輸速率和容量的日益增高，通信系統(tǒng)對(duì)光源的單色性要求越來(lái)越高，即要求線寬越來(lái)越窄。窄線寬激光器有著巨大的市場(chǎng)和應(yīng)用價(jià)值。

目前窄線寬激光器通常采用的是增益芯片+反饋外腔的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)就是線寬非常的窄，可達(dá)到10kHz以下，但是缺點(diǎn)就是耦合難度大。難點(diǎn)主要集中在耦合過(guò)程，需要將增益芯片的自發(fā)輻射光耦合進(jìn)外腔芯片，還要將外腔芯片的輸出光耦合進(jìn)透鏡光纖，耦合步驟多，且過(guò)程耗時(shí)很長(zhǎng)。一般采用前向監(jiān)測(cè)的方法，這種方法帶來(lái)的最大問(wèn)題是難以監(jiān)測(cè)耦合效果。

為了提高外腔激光器的耦合制備效率，本發(fā)明提出了基于背光探測(cè)的外腔激光器耦合方法和耦合系統(tǒng)。當(dāng)增益芯片的自發(fā)輻射光耦合進(jìn)外腔芯片后，外腔芯片選模和濾波后將特定波長(zhǎng)的光反射回增益芯片，形成自激振蕩，導(dǎo)致功率突然增大。增益芯片后端面的出射光功率也會(huì)隨之增大。利用背光探測(cè)器芯片可以準(zhǔn)確地監(jiān)控后端面的出光功率，以此判斷耦合情況，從而判定反饋外腔芯片是否達(dá)到最佳耦合狀態(tài)。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是改變了傳統(tǒng)前向監(jiān)測(cè)的方式，采用背向探測(cè)方式對(duì)外腔激光器的耦合狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以提高外腔激光器耦合制備效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)外腔激光器耦合困難的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于背光探測(cè)的外腔激光器耦合系統(tǒng)和耦合方法，旨在提高外腔激光器的耦合制備效率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于背光探測(cè)的外腔激光器耦合系統(tǒng)，包括背光監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、激光器驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、位移子系統(tǒng)和監(jiān)視子系統(tǒng)；

所述背光監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括一個(gè)背光探測(cè)器和一個(gè)電流表，用于將外腔激光器中增益芯片后端面出射光轉(zhuǎn)換成光電流，并測(cè)量光電流值；

所述激光器驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)包括激光器底座、電流驅(qū)動(dòng)源和溫度控制器，用于為外腔激光器中的增益芯片提供固定作用以及進(jìn)行電流驅(qū)動(dòng)和溫度控制；

所述位移子系統(tǒng)包括第一三維調(diào)節(jié)架、第二三維調(diào)節(jié)架、第一夾具和第二夾具，第一夾具與第一三維調(diào)節(jié)架相連，用于夾取外腔激光器中的外腔芯片，移動(dòng)外腔芯片的位置和角度，第二夾具與第一三維調(diào)節(jié)架相連，用于夾取外腔激光器中的透鏡光纖，移動(dòng)透鏡光纖的位置和角度；

所述監(jiān)視子系統(tǒng)包括顯示屏以及與顯示屏電連接的第一電荷耦合元件CCD鏡頭、第二電荷耦合元件CCD鏡頭和光功率計(jì)，用于采集并顯示外腔激光器中外腔芯片和透鏡光纖的位置圖像以及監(jiān)視外腔激光器前端面出射光功率；

激光器驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)位于工作臺(tái)面上，背光監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)中的背光探測(cè)器與激光器底座處于同一高度；位移子系統(tǒng)中的第一三維調(diào)節(jié)架和第一夾具位于激光器底座的左邊，第二三維調(diào)節(jié)架和第二夾具位于激光器底座的右邊；監(jiān)視子系統(tǒng)的第一電荷耦合元件CCD鏡頭和第二電荷耦合元件CCD鏡頭分別位于激光器底座的上方和后方。