高稳定性线性腔扫频激光光源制造技术

本发明专利技术是高稳定性线性腔扫频激光光源，包括光波滤波器、半导体光放大器、半反射镜、光耦合器、光学反射面、保偏光纤、单模光纤。其中光波滤波器根据系统需求调谐到不同的波长位置，为激光器提供可调谐的激光波长输出。半导体光放大器对所产生的激光波长进行放大；保偏光纤保证激光的偏振性；光耦合器将输出激光从保偏光纤耦合进单模光纤；单模光纤将输出激光引导至光学反射面，双折射效应消失，保证激光器的稳定输出；光学反射面将激光耦合输出至腔外；本发明专利技术结构设计实现了线性腔频域锁模激光器，可作为高效激光光源应用于成像、探测、通信等领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是高稳定性线性腔扫频激光光源，包括光波滤波器、半导体光放大器、半反射镜、光稱合器、光学反射面、保偏光纤、单模光纤。其中光波滤波器根据系统需求调谐到不同的波长位置，为激光器提供可调谐的激光波长输出。半导体光放大器对所产生的激光波长进行放大；保偏光纤保证激光的偏振性；光稱合器将输出激光从保偏光纤耦合进单模光纤；单模光纤将输出激光引导至光学反射面，双折射效应消失，保证激光器的稳定输出；光学反射面将激光耦合输出至腔外；本专利技术结构设计实现了线性腔频域锁模激光器，可作为高效激光光源应用于成像、探测、通信等领域。【专利说明】高稳定性线性腔扫频激光光源
： 本专利技术属光电
，涉及一种红外激光器，特别涉及一种用作光学相干断层 扫描系统（0CT)的扫描激光光源。它具有频率扫描范围宽，速度快，相干性能好和功率稳定 性高的特点。
技术介绍
： 高效成像系统实时性和高分辨率要求决定了激光的相干性不可以太低。但是目前 市场上的号称为0CT研制的激光器都只有有限的相干长度。其原因是激光器内部高速扫描 滤波器破坏了激光的稳定性。唯一的解决方法就是频域内锁模技术。文献报道中的这类激 光器又都是环形腔，上公里长的单模光纤根本不可能长时间稳定工作。 如图1所示是目前0CT激光器的基本结构，其中高速度扫描光滤波器严重影响了 激光器的稳定运转。采用扫描光滤波器，只需调谐到不同波长位置就可以为光纤激光器提 供可调谐的光源。在谐振腔内，增益介质产生的光波长在腔内形成驻波，光波滤波器用来进 行波长选择，半导体光放大器将选择出来的光波进行放大后输出。然而光滤波器的插入损 耗及串扰性影响了激光器系统的稳定性，尤其高速度扫描光滤波器更是严重影响了激光器 系统的稳定运转。 图2所示是报导的实验室0CT激光器系统示意图。由于采用一个数公里长的单模 光纤，光子在环形激光腔内一周的时间与滤波器周期一样。因此，光信号得到重复放大，具 有良好的相干性。但由于单模光纤的温度与环境扰动，激光器频率和功率稳定性仍然无法 保证。
技术实现思路
： 鉴于现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供高稳定性频域锁模激光器，包括光 波滤波器、半导体光放大器、保偏光纤、光稱合器、单模光纤、光学反射面。 所述光波滤波器根据系统需求调谐到不同的波长位置，为激光器提供可调谐的激 光波长输出。 所述半导体光放大器通过处于粒子束反转分布的激活物质产生的受激辐射效应， 对所产生的激光波长进行放大后输出。 所述保偏光纤保证激光的偏振性，形成激光腔内部的保偏光部分，保偏光纤的高 效及稳定性对于激光器系统的稳定性具有重要意义。 所述光耦合器将输出激光从保偏光纤耦合进单模光纤。 所述单模光纤将输出激光引导至光学反射面，形成激光腔内部的不保偏光部分， 双折射效应消失，保证了激光器的稳定输出。 所述光学反射面将激光耦合输出至腔外。 本专利技术涉及的思路是一种全新的激光器设计，要求光纤长度设计成在线型光腔内 往返一周的时间等于滤波器周期。由于选用了两种不同的光纤，将激光腔分成保偏和不保 偏两部分，光纤长度缩短一半。由于该结构避免了单模光纤的双折射效应，因而当光子在腔 内往返一次的时间等于光滤波器周期时激光器进入频域锁模状态，结构紧凑可靠性高，保 证了激光器稳定输出。本专利技术在稳定性和相干性方面，与现有技术相比有显著提高。 【专利附图】【附图说明】： 图1为扫频激光器的基本结构图； 图2为现有技术中扫频激光器的结构； 图3为本专利技术实施例的扫频激光器结构； 图4为本专利技术实施例的扫频激光器扫频光谱测试图； 图5为本专利技术实施例的在频域内的相干长度测试图； 【具体实施方式】： 本专利技术提供的扫频激光器，如图3所示，该激光器包括包括光波滤波器、半导体光 放大器、保偏光纤、光耦合器、单模光纤、光学反射面。 本实施例中，所述光波滤波器采用了波长调谐范围为850?1976nm的带宽可调光 波滤波器，该滤波器调谐范围宽、插入损耗小、串扰小、调谐速度快，通过光滤波器的调谐作 用，实现激光器的1?效快速稳定的扫频。 所述半导体光放大器采用中心波长为1300nm，最小增益30dB的偏振助半导体光 学放大器。 所述保偏光纤工作波长1270nm-1625,模场直径9. 5微米，形成激光腔中的保偏光 部分。 所述光耦合器连接激光腔内的保偏光和不保偏光部份，形成线性腔。 所述单模光纤工作波长1260nm-1620nm，模场直径9. 2微米。 所述光学反射面将出射激光耦合至腔外。 在本实施例中，实验测得的扫频光谱及相干长度信息如图4和图5所示，扫频光谱 中心位置位于1315nm处，可调范围为llOnm ;频域内测量得到的相干长度6mm。 上述实施例仅用于说明本专利技术，而非用于限定本专利技术。【权利要求】1. 高稳定性线性腔扫频激光光源，包括光波滤波器、半导体光放大器、半反射镜、光耦 合器、光学反射面、保偏光纤、单模光纤；其特征在于光滤波器选择出的激光波长依次经过 半导体光放大器、保偏光纤、光耦合器、单模光纤，最后经光学反射面将激光输出至腔外，实 现了线性腔结构。2. 根据权利要求1所述的探测器，其特征在于选用了两种不同的光纤，将激光腔分成 保偏和不保偏两部分，结构紧凑可靠性高，形成单模光纤线性腔结构。3. 根据权利要求1或2所述的激光光源，光纤长度缩短一半，克服了环形腔结构的不稳 定性，同时避免了单模光纤的双折射效应，因而当光子在腔内往返一次的时间等于光滤波 器周期时激光器进入频域锁模状态，实现了稳定激光输出。【文档编号】H01S3/067GK104218437SQ201310204509【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2013年5月29日 【专利技术者】姜炎 申请人:青岛博光电子有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
高稳定性线性腔扫频激光光源，包括光波滤波器、半导体光放大器、半反射镜、光耦合器、光学反射面、保偏光纤、单模光纤；其特征在于光滤波器选择出的激光波长依次经过半导体光放大器、保偏光纤、光耦合器、单模光纤，最后经光学反射面将激光输出至腔外，实现了线性腔结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜炎，
申请(专利权)人：青岛博光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37