窄线宽波长可调谐激光器及波长调谐方法和边模抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种窄线宽波长可调谐激光器及波长调谐方法和边模抑制方法，属于激光器技术领域。该激光器及波长调谐方法利用两个或以上直径相近的环形滤波器产生类似游标尺效应，来对波长进行选择，应用时，光波波长必须通过两个环形滤波器，并产生强烈的谐振，当一个环形滤波器或两个环形滤波器同时受到热调制而改变周长时，反射光谱的峰值会移动，从而实现波长的调谐，因此，达到了波长选择，以及把光谱线宽变窄的作用。该边模抑制方法利用第一马赫曾德干涉仪使得第一马赫曾德干涉仪的透射峰与双环游标相应下的透射峰重叠，致使主峰通过，窄线宽波长可调谐激光器的第一阶边模峰、第二阶边模峰被抑制，第二马赫曾德干涉仪用于抑制第二阶边模峰。抑制第二阶边模峰。抑制第二阶边模峰。

【技术实现步骤摘要】
窄线宽波长可调谐激光器及波长调谐方法和边模抑制方法


[0001]本专利技术涉及激光器
，特别是涉及一种窄线宽波长可调谐激光器及波长调谐方法和边模抑制方法。

技术介绍

[0002]窄线宽波长可调谐激光器是先进硅光激光雷达，属于光通信模块的必须器件。如图1所示，为现有技术中的窄线宽波长可调谐激光器，其包括平面镜1、衍射光栅2、第一透镜3、第二透镜4、激光视盘HR5，激光视盘AR6和隔离器7。由此可见，该窄线宽波长可调谐激光器由于光学器件分散布置，必然造成尺寸较大，可集成度低，难以应用至光模块中。中国专利CN107248692A一种超窄线宽波长可调的复合腔光纤激光器,波分复用器、掺饵光纤放大器、2
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2光纤耦合器、第一光隔离器、Y型光纤耦合器依次连接构成环形的主谐振腔，可调谐F
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P滤波器、半导体饱和吸收体、2
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2光纤耦合器、第二光隔离器依次连接构成环形的短谐振腔，但是，其技术方案和技术逻辑较为复杂；中国专利CN209233158U公开了一种窄线宽可调外腔激光器，包括依次设置的激光增益芯片、准直透镜、带通滤波片、可调滤波器和输出腔面。激光增益芯片包括位于光路上的第一端面和第二端面；第一端面相对远离准直透镜，镀有高反膜，与输出腔面形成外腔。虽然其采用可调滤波器配合带通滤波片实现小范围的波长可调，减少了外腔中的器件，但是，其仍然可集成度较低。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种窄线宽波长可调谐激光器及波长调谐方法和边模抑制方法，其结构紧凑、可集成度高，具有应用于光模块的前景，从而更加适于实用。
[0004]为了达到上述第一个目的，本专利技术提供的窄线宽波长可调谐激光器的技术方案如下：本专利技术提供的窄线宽波长可调谐激光器包括硅光集成芯片，所述硅光集成芯片包括第一环形滤波器和第二环形滤波器，所述第一环形滤波器、第二环形滤波器形成回路，并于所述回路上形成第一臂和第二臂，所述第一环形滤波器、第二环形滤波器的周长相近但并不相同。
[0005]本专利技术提供的窄线宽可调谐激光器还可采用以下技术措施进一步实现。
[0006]作为优选，所述窄线宽波长可调谐激光器还包括第一马赫曾德干涉仪、第二马赫曾德干涉仪，所述第一马赫曾德干涉仪添加于所述第一臂，所述第二马赫曾德干涉仪添加于所述第二臂。
[0007]作为优选，所述第一马赫曾德干涉仪的光程差为所述环形滤波器的环周长的1/2；所述第二马赫曾德干涉仪的光程差为所述环形滤波器的环周长的1/4；
所述第一马赫曾德干涉仪的自由光谱范围是所述环形滤波器的自由光谱范围的2倍；所述第二马赫曾德干涉仪的自由光谱范围是所述环形滤波器的自由光谱范围的4倍。
[0008]作为优选，所述第一环形滤波器、第二环形滤波器的周长之比的取值范围为（9:10）
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（99:100）。
[0009]作为优选，所述带宽可调谐激光器还包括增益芯片，所述增益芯片由一宽谱光源制成。
[0010]为了达到上述第二个目的，本专利技术提供的窄线宽波长可调谐激光器的波长调谐方法的技术方案如下：本专利技术提供的窄线宽波长可调谐激光器的波长调谐方法包括以下步骤：选择能够通过所述第一环形滤波器和/或第二环形滤波器的光波波长；令所述光波通过所述第一环形滤波器、第二环形滤波器之一，或者，所述光波同时通过所述第一环形滤波器和第二环形滤波器；所述光波在通过所述第一环形滤波器、第二环形滤波器时，产生由谐振引起的双环游标效应，导致反射光谱的峰值移动，实现所述可调谐激光器的波长调谐。
[0011]本专利技术提供的窄线宽波长可调谐激光器的波长调谐方法还可采用以下技术措施进一步实现。
[0012]作为优选，所述选择能够通过所述第一环形滤波器、第二环形滤波器的光波波长的步骤是通过设置于所述环形滤波器上的热调制实现的。
[0013]本专利技术提供的波长可调谐激光器的边模抑制方法的技术方案如下：本专利技术提供的窄线宽波长可调谐激光器的边模抑制方法包括以下步骤：选择能够通过所述第一环形滤波器和/或第二环形滤波器的光波波长；令所述光波通过所述第一环形滤波器、第二环形滤波器之一，或者，所述光波同时通过所述第一环形滤波器和第二环形滤波器；所述光波在通过所述第一环形滤波器、第二环形滤波器时，产生由谐振引起的游标效应，导致反射光谱的峰值移动，实现所述可调谐激光器的波长调谐，其中，所述窄线宽波长可调谐激光器的激光发射光谱包括主峰和相邻的第一阶边模峰、第二阶边模峰；其中，所述第一马赫曾德干涉仪使得所述第一马赫曾德干涉仪的透射峰与所述双环游标相应下的透射峰重叠，致使所述主峰通过，所述窄线宽波长可调谐激光器的第一阶边模峰、第二阶边模峰被抑制。
[0014]本专利技术提供的窄线宽波长可调谐激光器的波长调谐方法还可采用以下技术措施进一步实现。
[0015]作为优选，所述第二马赫曾德干涉仪用于抑制所述第二阶边模峰。
[0016]作为优选，设所述主峰的高度为h1，所述第一阶边模峰的高度为h2，所述第二阶边模峰的高度为h3，则，h1＞h2＞h3。
[0017]本专利技术实施例提供的窄线宽波长可调谐激光器及波长调谐方法利用两个或以上直径相近的环形滤波器产生类似游标尺效应，来对波长进行选择，应用时，光波波长必须通过两个环形滤波器，并产生强烈的谐振，当一个环形滤波器或两个环形滤波器同时受到热
调制而改变周长时，反射光谱的峰值会移动，从而实现波长的调谐，因此，达到了波长选择，以及把光谱变窄的作用。
[0018]此外，该边模抑制方法在第一环形滤波器、第二环形滤波器形成回路上形成的第一臂、第二臂上添加第一马赫曾德干涉仪使得第一马赫曾德干涉仪，利用第一马赫曾德干涉仪使得第一马赫曾德干涉仪的透射峰与双环游标相应下的透射峰重叠，致使主峰通过，窄线宽波长可调谐激光器的第一阶边模峰、第二阶边模峰被抑制，第二马赫曾德干涉仪用于抑制第二阶边模峰。
附图说明
[0019]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：附图1为现有技术中的空间光学光栅式可调谐激光器中应用的光学器件的布置关系示意图；附图2为本专利技术实施例一提供的基于双微环结构的硅光可调谐激光器的架构示意图；附图3为本专利技术实施例一提供的基于双微环结构的硅光可调谐激光器的激光光谱的边模抑制比示意图；附图4为本专利技术实施例二提供的增加了非对称MZI结构的双微环硅光可调谐激光器架构示意图；附图5为本专利技术实施例二提供的基于双微环结构的硅光可调谐激光器中光芯片的反射光谱图；附图6为本专利技术实施例二提供的增加了非对称MZI结构的双微环硅光可调谐激光器中光芯片的反射光谱图；附图标记说明：1
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平面镜，2
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衍射光栅，3
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第一透镜，4
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第二透镜，5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种窄线宽波长可调谐激光器，其特征在于，包括硅光集成芯片，所述硅光集成芯片包括第一环形滤波器和第二环形滤波器，所述第一环形滤波器、第二环形滤波器形成回路，并于所述回路上形成第一臂和第二臂，所述第一环形滤波器、第二环形滤波器的周长相近但并不相同。2.根据权利要求1所述的窄线宽波长可调谐激光器，其特征在于，还包括第一马赫曾德干涉仪、第二马赫曾德干涉仪，所述第一马赫曾德干涉仪添加于所述第一臂，所述第二马赫曾德干涉仪添加于所述第二臂。3.根据权利要求2所述的窄线宽波长可调谐激光器，其特征在于，所述第一马赫曾德干涉仪的光程差为所述环形滤波器的环周长的1/2；所述第二马赫曾德干涉仪的光程差为所述环形滤波器的环周长的1/4；所述第一马赫曾德干涉仪的自由光谱范围是所述环形滤波器的自由光谱范围的2倍；所述第二马赫曾德干涉仪的自由光谱范围是所述环形滤波器的自由光谱范围的4倍。4.根据权利要求1所述的窄线宽波长可调谐激光器，其特征在于，所述第一环形滤波器、第二环形滤波器的周长之比的取值范围为（9:10）
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（99:100）。5.根据权利要求1
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4中任一所述的窄线宽波长可调谐激光器，其特征在于，还包括增益芯片，所述增益芯片由一宽谱光源制成。6.权利要求1所述的窄线宽波长可调谐激光器的波长调谐方法，其特征在于，包括以下步骤：选择能够通过所述第一环形滤波器和/或第二环形滤波器的光波波长；令所述光波通过所述第一环形滤波器、第二环形滤波器之一，或者，所述光波同时通过所述第一环形滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杨，李志伟，袁晓君，
申请(专利权)人：北京弘光向尚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：