【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光器，尤其涉及一种基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器。
技术介绍
1、窄线宽激光器在光谱纯度、相干长度、频率稳定性和相位强度噪声等方面均具有卓越性能，广泛应用于相干光通信、空间激光通信、激光雷达以及高精度光谱传感等领域，是相干通信、探测、传感等系统中的核心器件。
2、目前，单片集成分布式反馈激光器(distributed feedback laser，dfb)或分布式布拉格反射激光器(distributed bragg reflector laser，dbr)的线宽都在兆赫兹量级，线宽很宽。而现有技术中实现窄线宽的方法或器件设计难度较大，制备复杂，结构不够紧凑。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，用于至少部分解决上述技术问题。
2、本专利技术实施例方面提供一种基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，包括：激光器芯片，被配置为发射第一激光；移相器，被配置为对第一激光的纵模进行相位调控，输出第二激光；级联萨格纳克环结构，作为自注入反馈外腔，被配置为对第二激光的光谱进行调控来压窄第二激光的线宽，出射第三激光，其中，自注入反馈过程中，一部分第二激光经过级联萨格纳克环结构的光部分反馈回移相器和激光器芯片；温控系统，被配置为控制激光器芯片、移相器、级联萨格纳克环结构的温度。
3、根据本公开的实施例，级联萨格纳克环结构采用光纤链路，移相器采用分立的光纤移相器。
4、根据本公开的实施例
5、根据本公开的实施例，光纤定向耦合器采用固定耦合比的定向耦合器或耦合比例可调的定向耦合器。
6、根据本公开的实施例，级联萨格纳克环结构采用硅基芯片；移相器采用硅基芯片，由带加热电极的硅基直波导构成。
7、根据本公开的实施例，级联萨格纳克环结构由输入光波导、波导定向耦合器、传输光波导、输出光波导、第一加热电极和第二加热电极连接组成；输入光波导用于输入第二激光；波导定向耦合器和传输光波导共同作用对第二激光的光谱进行调控来压窄第二激光的线宽；输出光波导用于出射第三激光；第一加热电极用于调节自注入反馈外腔的谐振波长位置；第二加热电极用于补偿工艺误差引起的波导相位差。
8、根据本公开的实施例，波导定向耦合器采用固定耦合比的定向耦合器或耦合比例可调的定向耦合器。
9、根据本公开的实施例，激光器芯片包括法布里-珀罗腔芯片或分布式反馈激光器芯片或分布式布拉格反射激光器芯片或反射式半导体光放大器增益芯片。
10、根据本公开的实施例，激光器芯片和移相器连接方式采用光纤跳线连接或透镜耦合或端面对接耦合。
11、根据本公开的实施例，级联萨格纳克环结构采用的芯层材料包括硅或二氧化硅或氮化硅。
12、根据本专利技术实施例提供的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，至少能够实现以下技术效果：
13、采用级联萨格纳克环回路作为激光器外反馈腔，能够以简单的结构实现百赫兹量级的激光器输出线宽，极大地压窄激光器输出线宽。进一步地，级联萨格纳克环回路可以用光纤链路或普通硅基芯片集成的方案实现，为窄线宽外腔激光器提供了一种设计方便、便于制备、结构紧凑的方案。
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1.一种基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，包括：
2.根据权利要求1所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述级联萨格纳克环结构(3)采用光纤链路，所述移相器(2)采用分立的光纤移相器。
3.根据权利要求2所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述光纤链路由输入光纤(31a)、光纤定向耦合器(31b)、光纤跳线(31c)和输出光纤(31d)连接组成；
4.根据权利要求3所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述光纤定向耦合器(31b)采用固定耦合比的定向耦合器或耦合比例可调的定向耦合器。
5.根据权利要求1所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述级联萨格纳克环结构(3)采用硅基芯片；所述移相器(2)采用硅基芯片，由带加热电极的硅基直波导构成。
6.根据权利要求5所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述级联萨格纳克环结构(3)由输入光波导(32a)、波导定向耦合器(32b)、传输光波导(32c)、输出光波导(32d)、第一加热电极(32e)和第二加热电极(
7.根据权利要求6所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述波导定向耦合器(32b)采用固定耦合比的定向耦合器或耦合比例可调的定向耦合器。
8.根据权利要求1所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述激光器芯片(1)包括法布里-珀罗腔芯片或分布式反馈激光器芯片或分布式布拉格反射激光器芯片或反射式半导体光放大器增益芯片。
9.根据权利要求1或2或5所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述激光器芯片(1)和移相器(2)连接方式采用光纤跳线连接或透镜耦合或端面对接耦合。
10.根据权利要求1-7任一项所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述级联萨格纳克环结构(3)采用的芯层材料包括硅或二氧化硅或氮化硅。
...【技术特征摘要】
1.一种基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，包括：
2.根据权利要求1所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述级联萨格纳克环结构(3)采用光纤链路，所述移相器(2)采用分立的光纤移相器。
3.根据权利要求2所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述光纤链路由输入光纤(31a)、光纤定向耦合器(31b)、光纤跳线(31c)和输出光纤(31d)连接组成；
4.根据权利要求3所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述光纤定向耦合器(31b)采用固定耦合比的定向耦合器或耦合比例可调的定向耦合器。
5.根据权利要求1所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述级联萨格纳克环结构(3)采用硅基芯片；所述移相器(2)采用硅基芯片，由带加热电极的硅基直波导构成。
6.根据权利要求5所述的基于级联萨格纳克环的窄线宽外腔激光器，其中，所述级联萨格纳克环结构(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈蓓，王健，刘宇，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：
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