[發明專利]一種基于超窄線寬相移光柵的激光濾波器及其制作方法

在審

• 申請號: 202210938508.0
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115332921A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 曹紅占
• 申請（專利權）人: 武漢楚星光纖應用技術有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張小麗

本發明涉及一種基于超窄線寬相移光柵的激光濾波器及其制作方法；制作方法包括對光纖進行預處理，將光纖的一端研磨得到光纖透鏡；在光纖上對光纖透鏡的后端進行金屬化處理；對S2中的光纖尾端刻寫超窄線寬相移光柵；將超窄線寬相移光柵進行補償封裝第一補償封裝部和第二補償封裝部，第一補償封裝部的熱膨脹系數大于第二補償封裝部；將上述處理后的光纖與激光芯片連接，通過焊接涂料將金屬化光纖位置與激光芯片進行耦合焊接。本發明操作簡單，能夠實現激光子束超窄線寬化，且較易實現濾波器件與激光器芯片高度集成化，通過對光柵區域進行無溫漂封裝，使波長不隨溫度變化而漂移，最大可達到溫差100℃波長漂移0.03nm，實現激光輸出波長穩定化。

技術領域

本發明涉及激光濾波器技術領域，尤其涉及一種基于超窄線寬相移光柵的激光濾波器及其制作方法。

背景技術

光纖激光器具有效率高、體積小、光束質量好、工作穩定可靠和環境適應性強等突出有點，在通信、工業加工、醫療、國防等領域具有廣闊的應用前景，是激光研究的重要方向之一。隨著雙包層大模場光纖的產生、半導體泵浦性能的提升以及光纖集成技術的快速發展，光纖激光器的輸出功率得到了迅速提升。

目前，光纖激光器輸出功率進一步提升的有效方案是光束合成，主要包括相干合成和光譜合成。而光束合成對激光子束提出了要求，一般要求合成激光子束具有窄線寬和高功率光束質量特性。隨著激光輸出功率的提升，用于濾波的光柵波長也會隨著溫度的升高而發生偏移，具體為溫度升高100℃波長漂移1nm左右，從而影響激光器輸出波長的穩定性；且目前的激光子束的超窄線寬相移光柵的制作比較繁瑣，導致系統集成化較差。

發明內容

為了解決上述問題，一方面，本發明提供了一種基于超窄線寬相移光柵的激光濾波器的制作方法，包括以下步驟：

S1：對選取的光纖進行預處理，將所述光纖的一端研磨得到光纖透鏡；

S2：在所述光纖上對所述光纖透鏡的后端進行金屬化處理；

S3：對S2中的光纖尾端刻寫超窄線寬相移光柵；

S4：將所述超窄線寬相移光柵進行補償封裝，在所述超窄線寬相移光柵外側并排設置有第一補償封裝部和第二補償封裝部，所述第一補償封裝部的熱膨脹系數大于所述第二補償封裝部的熱膨脹系數；

S5：將S4得到的光纖與激光芯片連接，通過焊接涂料將金屬化光纖位置與所述激光芯片進行耦合焊接。

進一步地，所述步驟S4中，所述第一補償封裝部采用鋁材封裝，所述第二補償封裝部采用高硼硅玻璃封裝。

進一步地，所述步驟S3中，超窄線寬相移光柵的刻寫方法為：

搭建刻寫平臺，包括激光器以及沿光路依次設置的反射鏡、柱面鏡、相位掩膜板，所述相位掩膜板前設置有所述光纖；

其中，所述反射鏡連接有驅動其運動的運動控制平臺，所述相位掩膜板下方連接有驅動其運動的壓電陶瓷，所述運動控制平臺和所述壓電陶瓷連接有控制系統。

進一步地，所述柱面鏡和所述相位掩膜板之間的間距與所述柱面鏡的焦距相等。

進一步地，所述超窄線寬相移光柵的線寬為30MHZ～1000MHZ，反射率大于10dB。

進一步地，所述步驟S1中，所述光纖透鏡為錐形或楔形，所述光纖透鏡的楔形角度為10～150°，曲率半徑為3～20μm，偏軸2°。

進一步地，所述步驟S2中，光纖金屬化處理處的膜層厚度為1～10μm。

進一步地，所述光纖包括纖芯、包層和涂覆層，所述包層包覆在所述纖芯外側，所述涂覆層設置在所述包層外側。

進一步地，所述步驟S5中，所述焊接涂料為AuSn20，焊接溫度為290℃，焊接時間小于10S。