宽调谐窄线宽半导体激光器制造技术

本发明专利技术提供一种宽调谐窄线宽半导体激光器，其特征在于，包括：光增益模块，用于提供可调谐光波；光耦合模块，用于对所述光波进行耦合；外腔谐振模块，用于对所述耦合后的光波进行调节，得到窄线宽输出光。本发明专利技术提供一种宽调谐窄线宽半导体激光器利用微环谐振器与U形波导之间的Fano谐振和微环谐振器间的游标卡尺效应实现调谐功能，并利用马赫增德尔干涉仪对微环谐振器透射光谱中边模进行抑制，提高了波长选择性。实现输出激光的线宽压窄、频率稳定以及宽光谱范围的快速调谐。定以及宽光谱范围的快速调谐。定以及宽光谱范围的快速调谐。

【技术实现步骤摘要】
宽调谐窄线宽半导体激光器


[0001]本专利技术涉及光电子
，主要涉及一种宽调谐窄线宽半导体激光器。

技术介绍

[0002]窄线宽半导体激光器因为具有高相干性、低相频噪声、高频率稳定性的优点，在多个领域应用广泛，如今，窄线宽半导体激光器在超高速光通信、远距离空间激光通信、超高分辨率激光雷达和光学传感等领域常被作为核心器件使用。随着高品质因子光学谐振腔、异构集成芯片等技术的发展，窄线宽半导体激光器近十年经历了革命式发展，线宽压缩至千赫兹量级，甚至到亚千赫兹量级。
[0003]目前投入应用的窄线宽半导体激光器多为分布反馈和分布布拉格反射式单片集成激光器，这些激光器的线宽会受到谐振腔长度及损耗等因素的限制，且制作工艺较为复杂，难以大规模的生产和应用。如何在保证窄线宽输出的同时获得宽调谐范围以及高稳定性的激光输出仍是目前面临的一个难题。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本专利技术提供一种宽调谐窄线宽半导体激光器，用于至少部分解决上述技术问题之一。
[0006](二)技术方案
[0007]本专利技术提供一种宽调谐窄线宽半导体激光器，包括：光增益模块，用于提供可调谐光波；光耦合模块，用于对光波进行耦合；外腔谐振模块，用于对耦合后的光波进行调节，得到窄线宽输出光。
[0008]可选地，光增益模块采用反射式半导体光放大器或增益芯片。
[0009]可选地，光耦合模块包括：模斑转换器，位于光增益模块和外腔谐振模块的连接处，用于将光波耦合后传入外腔谐振模块。
[0010]可选地，外腔谐振模块包括：U型波导，用于使光波产生Fano谐振；微环谐振器，用于提升共振模式下的Q因子，进行波长调谐；马赫增德尔干涉仪，用于对微环谐振器输出的光波进行边模抑制，输出窄线宽光波。
[0011]可选地，微环谐振器由一个传统微环谐振器和一个光栅谐振器构成，其中，光栅谐振器由气孔阵列组成。
[0012]可选地，微环谐振器微环处放置有热电极，热电极用于对微环谐振器进行温度调节，以改变波导折射率。
[0013]可选地，微环谐振器中波导耦合的方式为曲波导耦合。
[0014]可选地，马赫曾德尔干涉仪可以为对称马赫曾德尔干涉仪或非对称马赫曾德尔干涉仪。
[0015]可选地，外腔谐振模块还包括：环形镜，用于将马赫增德尔干涉仪输出的光波反馈
至光增益模块，增加宽调谐窄线宽半导体激光器的外腔有效长度。
[0016]可选地，外腔谐振模块由光子芯片与半导体增益芯片准单片集成。
[0017](三)有益效果
[0018]本专利技术提供的宽调谐窄线宽半导体激光器至少包括以下有益效果：
[0019]1、本专利技术所提供的宽调谐窄线宽半导体激光器利用微环谐振器与U形波导之间的Fano谐振和微环谐振器间的游标卡尺效应实现调谐功能，并利用马赫增德尔干涉仪对微环谐振器透射光谱中边模进行抑制，提高了波长选择性。实现输出激光的线宽压窄、频率稳定以及宽光谱范围的快速调谐。
[0020]2、本专利技术所提供的宽调谐窄线宽半导体激光器外腔谐振模块由光子芯片与半导体增益芯片准单片集成，制作工艺简单，可以达到结构紧凑、高稳定性的效果。
附图说明
[0021]图1示意性示出了本专利技术一实施例中宽调谐窄线宽半导体激光器的结构图；
[0022]图2示意性示出了本专利技术实施例中微环谐振器的结构图；
[0023]图3示意性示出了本专利技术一实施例中宽调谐窄线宽半导体激光器的结构图；
[0024]图4示意性示出了本专利技术一实施例中宽调谐窄线宽半导体激光器的结构图；
[0025]图5示意性示出了本专利技术一实施例中宽调谐窄线宽半导体激光器的结构图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1‑
反射式半导体光放大器；2
‑
模斑转换器；3
‑
U型波导；4
‑
微环谐振器；5
‑
热电极；6
‑
马赫曾德尔干涉仪；7
‑
环形镜。
具体实施方式
[0028]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，对本专利技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本专利技术。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0030]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本专利技术中的具体含义。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“长度”、“周向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的子系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本专利技术的理解
造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状、尺寸、位置关系不反映真实大小、比例和实际位置关系。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
[0033]类似地，为了精简本专利技术并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本专利技术示例性实施例的描述中，本专利技术的各个特征有时被一起分到单个实施例、图或者对其描述中。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
[0035]本专利技术的目的在于提供一种微波频率测量系统，实现例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽调谐窄线宽半导体激光器，其特征在于，包括：光增益模块，用于提供可调谐光波；光耦合模块，用于对所述光波进行耦合；外腔谐振模块，用于对所述耦合后的光波进行调节，得到窄线宽输出光。2.根据权利要求1所述的宽调谐窄线宽半导体激光器，其特征在于，所述光增益模块采用反射式半导体光放大器(1)或增益芯片。3.根据权利要求1所述的宽调谐窄线宽半导体激光器，其特征在于，所述光耦合模块包括：模斑转换器(2)，位于光增益模块和外腔谐振模块的连接处，用于将所述光波耦合后传入外腔谐振模块。4.根据权利要求1所述的宽调谐窄线宽半导体激光器，其特征在于，所述外腔谐振模块包括：U型波导(3)，用于使所述光波产生Fano谐振；微环谐振器(4)，用于提升共振模式下的Q因子，进行波长调谐；马赫增德尔干涉仪(6)，用于对所述微环谐振器(4)输出的光波进行边模抑制，输出窄线宽光波。5.根据权利要求4所述的宽调谐窄线宽半导体激光器，其特征在于，所述微环谐振器(4)由一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张心研，刘宇，翟鲲鹏，陈少康，曹克奇，李明，祝宁华，
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：