基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器制造技术

本发明专利技术提供一种基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器，包括超声发生装置、激光发生器和光传输介质，激光发生器产生的光信号沿着光传输介质传输；光传输介质上制备有沿着光信号传输方向依次设置的第一增益光栅和第二增益光栅，超声发生装置产生超声波以声纵波的形式被加载到所述光传输介质上，对光传输介质上传输的光信号进行超晶格调制；在声纵波的波速不变的前提下，通过连续调节声纵波的频率，使光传输介质输出的光信号可连续扫频。本发明专利技术扫频激光器结构简单且制作成本较低。发明专利技术扫频激光器结构简单且制作成本较低。发明专利技术扫频激光器结构简单且制作成本较低。

【技术实现步骤摘要】
基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器


[0001]本专利技术属于激光器领域，具体涉及一种基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器。

技术介绍

[0002]在光传输系统中，扫频激光器可以产生周期性波长调谐输出，广泛应用于光纤光栅解调仪和光学相干技术。然而，现有的扫频激光器通常结构复杂，且成本较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器，以解决目前扫频激光器扫描速度慢、结构复杂、成本较高的问题。
[0004]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器，包括超声发生装置、激光发生器和光传输介质，所述激光发生器产生的光信号沿着所述光传输介质传输；所述光传输介质上制备有沿着光信号传输方向依次设置的第一增益光栅和第二增益光栅，所述超声发生装置产生的超声波以声纵波的形式被加载到所述光传输介质上，对所述光传输介质上传输的光信号进行超晶格调制；
[0005]在所述声纵波的波速不变的前提下，通过连续调节所述声纵波的频率，使所述光传输介质输出的光信号可连续扫频。
[0006]在一种可选的实现方式中，所述激光发生器产生的光信号经过所述第一增益光栅和第二增益光栅后产生对应光谱，所述光谱中包括主峰、左边带和右边带，所述左边带和右边带分别位于所述主峰的中心波长左右两侧，且所述左边带和右边带的强度均大于对应主峰的强度，所述光谱中的左边带或右边带从所述光传输介质的输出端输出；
[0007]其中在所述声纵波的波速不变的前提下，随着所述声纵波的频率增大，在强度
‑
波长图中，所述光谱的中心波长不变，左边带和右边带的波长间距增大，右边带的中心波长增大，左边带的中心波长减小，所述左边带和右边带的形状不变且始终相对于所述中心波长对称；
[0008]在所述声纵波以及所述光传输介质上传输的光信号不变的情况下，所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期越大，所述光信号经所述第一增益光栅和第二增益光栅后产生的光谱的中心波长越大，当所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期较大时，所述光谱中的左边带从所述光传输介质的输出端输出，当所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期较小时，所述光谱中的右边带从所述光传输介质的输出端输出；
[0009]在所述声纵波的波速不变的前提下，通过连续调节所述声纵波的频率来实现激光连续扫频。
[0010]在另一种可选的实现方式中，当所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期较大时，通过增大所述声纵波的频率来实现激光从大波长到小波长的扫描；当所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期较小时，通过增大所述声纵波的频率来实现激光从小波长到大波
长的扫描。
[0011]在另一种可选的实现方式中，所述光传输介质为光纤，所述第一增益光栅为第一光纤布拉格增益光栅，所述第二增益光栅为第二光纤布拉格增益光栅，所述光纤上制备有沿着光信号传输方向依次设置的第一光纤布拉格增益光栅和第二光纤布拉格增益光栅，所述激光发生器用于向所述光纤提供光信号；所述超声发生装置产生的超声波以声纵波的形式被加载到所述光纤上，对所述光纤上传输的光信号进行超晶格调制；
[0012]在所述声纵波的波速不变的前提下，通过连续调节所述声纵波的频率，使所述光纤输出的光信号可连续扫频。
[0013]在另一种可选的实现方式中，所述超声发生装置包括射频发生器和超声换能器，所述射频发生器用于产生电压信号并作用于所述超声换能器，所述超声换能器将所述电压信号转换为所述超声波信号，并将所述超声波信号加载在所述光纤上，使超声波以声纵波的形式在所述光纤上传输；
[0014]所述超声换能器为锥形超声换能器，所述光纤穿过所述锥形超声换能器的锥顶，所述光纤的中心轴与所述锥形超声换能器的中心轴重叠，在所述锥形超声换能器的锥顶处，所述光纤与所述锥形超声换能器连接。
[0015]在另一种可选的实现方式中，所述光纤中第一光纤布拉格增益光栅和第二光纤布拉格增益光栅的涂敷层均被去除，以保证所述超声发生装置将超声波加载到所述光纤上，所述超声波以声纵波的形式在所述光纤中传输。
[0016]在另一种可选的实现方式中，所述激光发生器和光传输介质由半导体激光器实现，所述超声发生器为声表面波发生装置，所述半导体激光器的谐振腔外设有第一增益光栅和第二增益光栅，所述半导体激光器的有源层接收到电流泵浦后产生光信号，所述光信号沿着所述半导体激光器传输；所述声表面波发生装置产生的超声波以声纵波的形式被加载到所述半导体激光器上，对所述半导体激光器上传输的光信号进行超晶格调制；
[0017]在所述声纵波的波速不变的前提下，通过连续调节所述声纵波的频率，使所述半导体激光器输出的光信号可连续扫频。
[0018]在另一种可选的实现方式中，该第一增益光栅和第二增益光栅沿着谐振腔的长度方向依次设置且与该谐振腔间隔平行设置。
[0019]在另一种可选的实现方式中，该半导体激光器为PN型半导体激光器，所述第一增益光栅和第二增益光栅设置在该谐振腔的同一侧且设在所述PN型半导体激光器的有源层内。
[0020]在另一种可选的实现方式中，所述第一增益光栅与第二增益光栅之间直接连接，或者通过增益段连接。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术通过将超声以声纵波的形式加载到光传输介质上，可以对光传输介质上传输的光信号进行超晶格调制，使得经过第一增益光栅和第二增益光栅产生的光谱的左边带或右边带从光传输介质输出端输出，在声纵波的波速不变的前提下，通过连续调节声纵波的频率，可以实现激光连续扫频，本专利技术结构简单且制作成本较低。
附图说明
[0023]图1是本专利技术基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器的一个实施例结构示意图；
[0024]图2是本专利技术基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器的另一个实施例结构示意图；
[0025]图3是初始光信号的光谱图以及光信号经过第一增益光栅和第二增益光栅后的光谱图；
[0026]图4是增大声纵波的频率时，光信号经过第一增益光栅和第二增益光栅后的光谱图；
[0027]图5(a)是第一增益光栅和第二增益光栅的周期较大时，光信号经过第一增益光栅和第二增益光栅后的光谱图，图5(b)第一增益光栅和第二增益光栅的周期较小时，光信号经过第一增益光栅和第二增益光栅后的光谱图。
具体实施方式
[0028]为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例中的技术方案，并使本专利技术实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术实施例中技术方案作进一步详细的说明。
[0029]在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0030]本专利技术提供了一种基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器，其特征在于，包括超声发生装置、激光发生器和光传输介质，所述激光发生器产生的光信号沿着所述光传输介质传输；所述光传输介质上制备有沿着光信号传输方向依次设置的第一增益光栅和第二增益光栅，所述超声发生装置产生的超声波以声纵波的形式被加载到所述光传输介质上，对所述光传输介质上传输的光信号进行超晶格调制；在所述声纵波的波速不变的前提下，通过连续调节所述声纵波的频率，使所述光传输介质输出的光信号可连续扫频。2.根据权利要求1所述的基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器，其特征在于，所述激光发生器产生的光信号经过所述第一增益光栅和第二增益光栅后产生对应光谱，所述光谱中包括主峰、左边带和右边带，所述左边带和右边带分别位于所述主峰的中心波长左右两侧，且所述左边带和右边带的强度均大于对应主峰的强度，所述光谱中的左边带或右边带从所述光传输介质的输出端输出；其中在所述声纵波的波速不变的前提下，随着所述声纵波的频率增大，在强度
‑
波长图中，所述光谱的中心波长不变，左边带和右边带的波长间距增大，右边带的中心波长增大，左边带的中心波长减小，所述左边带和右边带的形状不变且始终相对于所述中心波长对称；在所述声纵波以及所述光传输介质上传输的光信号不变的情况下，所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期越大，所述光信号经所述第一增益光栅和第二增益光栅后产生的光谱的中心波长越大，当所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期较大时，所述光谱中的左边带从所述光传输介质的输出端输出，当所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期较小时，所述光谱中的右边带从所述光传输介质的输出端输出；在所述声纵波的波速不变的前提下，通过连续调节所述声纵波的频率来实现激光连续扫频。3.根据权利要求2所述的基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器，其特征在于，当所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期较大时，通过增大所述声纵波的频率来实现激光从大波长到小波长的扫描；当所述第一增益光栅和第二增益光栅的周期较小时，通过增大所述声纵波的频率来实现激光从小波长到大波长的扫描。4.根据权利要求1所述的基于声光超晶格调制的连续扫频分布反馈激光器，其特征在于，所述光传输介质为光纤，所述第一增益光栅为第一光纤布拉格增益光栅，所述第二增益光栅为第二光纤布拉格增益光栅，所述光纤上制备有沿着光信号传输方向依次设置的第一光纤布拉格增益光栅和第二光纤布拉格增...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄礼刚，刘顺溧，郑博文，党来杨，尹国路，朱涛，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：