多模激光器及其多模调节方法技术

一种多模激光器及多模调节方法，其中多模激光器包括：激光器，用于发射宽光谱激光；至少一个分束镜，用于将宽光谱激光分为至少两个分光束；至少两个光学支路，分别用于传输至少两个分光束，每个光学支路包括：闪耀光栅，用于筛选传输的分光束，得到单一波长的光，并将单一波长的光反馈至激光器；可调光衰减器，用于调节反馈至激光器的单一波长的光的光强度。由于每个光学支路中均包括闪耀光栅和可调光衰减器，可以在腔外调节多模中的每个模式的强度，从而避免了激光器的内部调节，因此也可适用于强度不均衡的增益谱，即降低了半导体激光器增益谱平坦化的要求，使本发明专利技术的多模激光器更加普适。

【技术实现步骤摘要】
多模激光器及其多模调节方法
本专利技术属于半导体激光器
，更具体地涉及一种多模激光器及其多模调节方法。
技术介绍
双波长激光器作为一种可实现两个不同波长激光同时激射的激光器，在很多领域具有应用前景。比如利用差频或拍频技术实现微波及太赫兹频率的产生；工作在光纤通信C波段(1525～1625nm)和L波段(1565～1625nm)的双模激光器也可应用于波分复用(WDM)和相干光通信系统中；此外，双波长激光器在光学传感、双波长相干测量、光开关和非线性光学中也有重要应用。可调踏双波长激光器产生的两个模式的波长间距可调，具有实现频率可调的微波源的潜力；目前双波长激光器实现有两种主要技术路线：1、单片集成双波长激光器，能够实现稳定的双波长输出，而且每个波长模式单模性较好，具有高的边模抑制比；但可调谐范围受限、功率输出低；2、外腔反馈型双波长激光器，如双Littrow或Littman结构等，通过外腔选模将光反馈回半导体激光器，利用共同的半导体激光器增益介质拓展成不同的两个外腔，从而实现双模输出。此技术路线具有可调谐范围广、模式间隔连续可调、输出功率高等优点；但其稳定性较单片集成的双波长激光器差、有待提高，且其调谐模式需要同时转动两个闪耀光栅，寻找合适的角度避免强烈的模式竞争，这种调谐方式对两个反馈光路的精准度要求较高，实际操作中两路同时调节的方法较为繁琐，而且双模波长间隔有时不能连续可调或者连续可调范围小。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术的主要目的在于提出一种多模激光器及其多模调节方法，用于解决以上技术问题的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，本专利技术提出一种多模激光器，包括：激光器，用于发射宽光谱激光；至少一个分束镜，用于将宽光谱激光分为至少两个分光束；至少两个光学支路，分别用于传输至少两个分光束，每个光学支路包括：闪耀光栅，用于筛选传输的分光束，得到单一波长的光，并将单一波长的光反馈至激光器；可调光衰减器，用于调节反馈至激光器的单一波长的光的光强度。在本专利技术的一些实施例中，上述多模量子点激光器还包括：准直镜，置于激光器的端面，用于将激光器发出的宽光谱激光进行准直，使宽光谱激光以平行光的形式传输到至少一个分束镜。在本专利技术的一些实施例中，上述激光器的发射波长范围在1.4～1.65μm之间。在本专利技术的一些实施例中，上述激光器包括可调谐量子点激光器、可调谐量子阱激光器或量子级联激光器。在本专利技术的一些实施例中，上述分束镜包括薄膜分束镜、平板分束镜或立方体分束镜。在本专利技术的一些实施例中，上述分束镜为一个，光学支路为两个，分光束为两束。为了实现上述目的，作为本专利技术的另一个方面，本专利技术还提出一种如上述的多模激光器的多模调节方法，包括以下步骤：步骤1、激光器发射宽光谱激光，校准至少两个光学支路的每一路，以使反馈至可调谐激光器的每一路光均为单一波长的光；步骤2、固定至少两个光学支路中的其中一路的闪耀光栅的角度，使该支路反馈至激光器的单一波长的光的波长固定；步骤3、连续调节除步骤2中固定的光学支路外的未调节光学支路中任一路的闪耀光栅的角度，判断是否会出现单模输出，是则进行步骤4；否则进行步骤5；步骤4、判断单模输出时步骤2中固定的光学支路和步骤3中调节的光学支路反馈的单一波长的光的光强差值，调节该两个光学支路中的可调光衰减器，降低光强差值，返回步骤3；步骤5、判断除步骤2中固定的光学支路外的其他光学支路是否均完成调节，否则返回步骤3，是则完成多模激光器的多模调节。本专利技术提出的多模激光器及其多模调节方法，具有以下有益效果：1、每个光学支路中均包括闪耀光栅和可调光衰减器，可以在腔外调节多模中的每个模式的强度，从而避免了激光器的内部调节，因此也可适用于强度不均衡的增益谱，即降低了半导体激光器增益谱平坦化的要求，使本专利技术的多模激光器更加普适；2、由于每个光学支路中均有可调光衰减器，因此可以对多模中每个模式的强度进行修剪，避免强烈的模式竞争及互相抑制，因而可得到连续的可调谐多模谱，且可调范围增大；可以实现均衡或者非均衡的多模输出，可应用于各种特殊的实际应用场景。3、在实际调节过程中，可固定其中一个光学支路的闪耀光栅的角度，从而简化了调节过程，在调节过程中只需调节其他光学支路的闪耀光栅的角度，这样避免了同时调节多路中闪耀光栅角度的麻烦，简化了调节过程，这样整体降低了光路校准的难度。附图说明图1是本专利技术提出的多模激光器的结构示意图；图2是本专利技术提出的多模激光器的多模调节方法的流程图；图3是本专利技术一实施例提出的双模激光器的结构示意图；图4是本专利技术一实施例提出的双模激光器的双模调节方法的流程图；图5(a)～图5(c)是图4所示的双模激光器的双模调节方法完成步骤1后，每个光学支路传输的单一波长的光的光谱图；图6是图2所示的双模激光器未加可调光衰减器时，固定其中任一光学支路，调节另一光学支路的过程中双模激光器的光谱图；图7(a)～图7(b)是图2所示的双模激光器在存在内腔激射影响和不存在内腔激射影响时的双模光谱图；图8是图2所示的多模激光器增加并调节可调光衰减器后，固定其中任一光学支路，调节另一光学支路的过程中多模激光器的光谱图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术公开了一种多模激光器，包括：激光器，用于发射宽光谱激光；至少一个分束镜，用于将宽光谱激光分为至少两个分光束；至少两个光学支路，分别用于传输至少两个分光束，每个光学支路包括：闪耀光栅，用于筛选传输的分光束，得到单一波长的光，并将单一波长的光反馈至激光器；可调光衰减器，用于调节反馈至激光器的单一波长的光的光强度。其中，宽光谱激光是指频率范围或者波长范围较宽的激光，通常情况下，波长范围应大于50nm。在本专利技术的一些实施例中，如图1所示，上述多模激光器还包括：准直镜，置于激光器的端面，用于将激光器发出的宽光谱激光进行准直，使宽光谱激光以平行光的形式传输到至少一个分束镜。在本专利技术的一些实施例中，上述激光器的发射波长为1.4～1.65μm，该激光器为可调谐激光器，即在一定范围内可以连续改变激光输出波长。在本专利技术的一些实施例中，上述激光器包括可调谐量子点激光器、可调谐量子阱激光器或量子级联激光器。在本专利技术的一些实施例中，上述分束镜包括薄膜分束镜、平板分束镜或立方体分束镜。在本专利技术的一些实施例中，上述分束器为一个，所述光学支路为两个，所述宽光谱子光线为两束。如图2所示，为了实现上述目的，作为本专利技术的另一个方面，本专利技术还提出一种上述的多模激光器的多模调节方法，包括以下步骤：步骤1、激光器发射宽光谱激光，校准至少两个光学支路的每一路，以使反馈至可调谐激光器的每一路光均为单一波长的光；步骤2、固定至少两个光学支路中的其中一路的闪耀光栅的角度，使该支路反馈回激光器的单一波长的光的波长固定；步骤3、连续调节除步骤2中固定的光学支路外的未调节光学支路中任一路的闪耀光栅的角度，判断是否会出现单模输出，是则进行步骤4；否则进行步骤5；步骤4、判断单模输出时步骤2中固定的光学支路和步骤3中调节的光学支路反馈的单一波长的光的光强差值，调节该两个光学支路中的可调光衰减器，降低光强差值，返回步骤3；步骤5、判断除步骤2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模激光器，包括：激光器，用于发射宽光谱激光；至少一个分束镜，用于将所述宽光谱激光分为至少两个分光束；至少两个光学支路，分别用于传输所述至少两个分光束，每个光学支路包括：闪耀光栅，用于筛选传输的分光束，得到单一波长的光，并将所述单一波长的光反馈至所述激光器；可调光衰减器，用于调节反馈至所述激光器的所述单一波长的光的光强度。

【技术特征摘要】
1.一种多模激光器，包括：激光器，用于发射宽光谱激光；至少一个分束镜，用于将所述宽光谱激光分为至少两个分光束；至少两个光学支路，分别用于传输所述至少两个分光束，每个光学支路包括：闪耀光栅，用于筛选传输的分光束，得到单一波长的光，并将所述单一波长的光反馈至所述激光器；可调光衰减器，用于调节反馈至所述激光器的所述单一波长的光的光强度。2.如权利要求1所述的多模激光器，其中，所述多模激光器还包括：准直镜，置于所述激光器的端面，用于将所述激光器发出的宽光谱激光进行准直，使所述宽光谱激光以平行光的形式传输至所述至少一个分束镜。3.如权利要求1所述的多模激光器，其中，所述激光器的发射波长范围在1.4～1.65μm之间。4.如权利要求1所述的多模激光器，其中，所述激光器包括可调谐量子点激光器、可调谐量子阱激光器或量子级联激光器。5.如权利要求1所述的多模激光器，其中，所述分束镜包括薄膜分束镜、平板分束镜或立方体分束镜。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，袁慧宏，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11