【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及片上光电子集成器件，更具体地，涉及一种基于fp谐振腔的低阈值片上布里渊激光器。
技术介绍
1、窄线宽激光器在光通信、传感、激光雷达、量子应用等研究领域扮演着十分重要的作用。受激布里渊散射(sbs)作为一种特殊的三阶非线性光学作用，涉及到介质中光学模式和声学模式之间的相互作用。目前sbs已被广泛应用于微波光子学、窄线宽布里渊激光器、光学陀螺、应力以及环境检测等。随着微纳加工技术的进步以及光互联对低功耗、低成本、紧凑器件的需求，基于集成光子回路实现低阈值、窄线宽布里渊激光器成为人们的研究热点。
2、根据文献报道，目前主要有三种技术路线基于平面片上波导器件实现低阈值布里渊激光器。第一种是基于光声同时束缚方案，该方案中比较典型的材料体系是硫系材料，研究最多的是as2s3与sio2构成的组合结构。由于二者材料声学性质方面的差异，该组合仅通过调控波导尺寸就可以实现光声模式的同时束缚；第二种是基于悬空硅波导结构实现前向布里渊激光器结构。为了减少声学模式的泄漏，往往需要将硅芯层底部的二氧化硅进行腐蚀，使硅波导实现悬空，导致该结构的稳定较差；第三种是基于光声模式同时泄漏的dilute波导结构，典型材料为氮化硅材料。该结构中利用了极薄的氮化硅波导作为芯层，氧化硅作为包层，由于氮化硅厚度极薄，会使得光学模式和声学模式同时泄漏到外部氧化硅包层中，使得该结构获得的布里渊散射特性与光纤中结果类似。无论上述何种技术路线，采用的器件结构多数为微环谐振腔结构，其结构相对复杂。
3、现有技术公开一种基于混合增益的多波长随机光纤
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是提供一种基于fp谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，解决现有技术中低阈值片上布里渊激光器结构相对复杂的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、一种基于fp谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，包括由同一波导制成的第一sagnac环形反射器、螺旋线波导和第二sagnac环形反射器，其中：
4、所述第一sagnac环形反射器的一端用于输入泵浦光和输出斯托克斯光，所述第一sagnac环形反射器的另一端与所述螺旋线波导的一端连接，所述螺旋线波导的另一端与所述第二sagnac环形反射器的一端连接。
5、在上述技术手段中，通过利用第一sagnac环形反射器和第二sagnac环形反射器构成fp谐振腔的反射端面，fp谐振腔为用于获得激光输出的结构之一，该结构的优点在于可以通过结构设计灵活调控fp腔的自由光谱范围以及端面反射率，增加器件设计的自由度，有利于实现低阈值、单模布里渊激射，通过调控sagnac反射器的耦合强度可以实现不同的反射率，从而获得低阈值布里渊激射。
6、进一步的，所述由同一波导制成的第一sagnac环形反射器、螺旋线波导和第二sagnac环形反射器的波导，包括硅衬底、二氧化硅层、硫化物波导传输层和上包层，其中：
7、所述硅衬底的上表面设置所述二氧化硅层，所述二氧化硅层设置所述硫化物波导传输层和上包层，所述上包层覆盖所述硫化物波导传输层。
8、进一步的，所述硅衬底的厚度为525μm或700μm。
9、进一步的，所述二氧化硅层的厚度为2至5μm。
10、进一步的，所述硫化物波导传输层为包括as2s3、gesbs、geass的硫系材料中的任意一种。
11、进一步的，所述硫化物波导传输层的厚度为600～900nm。
12、进一步的，所述上包层为氧化铝、氧化硅、氮氧化硅的任意一种。
13、进一步的，所述上包层的厚度为1～3μm。
14、进一步的，所述第一sagnac环形反射器和第二sagnac环形反射器包括闭合腔部分和2×2的定向耦合器，所述闭合腔部分与所述定向耦合器一端的两个端口连接，所述定向耦合器另一端的两个端口作为所述第一sagnac环形反射器和第二sagnac环形反射器的两端，所述定向耦合器的耦合区长度为100～300μm，耦合间距为100～500nm。
15、进一步的，所述的第一sagnac环形反射器和第二sagnac环形反射器的闭合腔部分通过包括贝塞尔弯曲、欧拉弯曲、三次样条弯曲中的任意一种与所述定向耦合器进行连接。
16、与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
17、本专利技术提出了一种基于fp谐振腔产生低阈值片上布里渊激光器的结构，该结构为驻波腔，通过分别调控第一sagnac环形反射器和第二sagnac环形反射器的反射率以及中间螺旋线波导长度可以满足产生布里渊激射的相位匹配条件，从而获得低阈值布里渊激射，与其他材料体系的实现方案相比，本专利技术结构简单，不需要采用悬空结构，制备工艺简单，器件鲁棒性强、性能稳定。
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1.一种基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，包括由同一波导制成的第一Sagnac环形反射器(1)、螺旋线波导(2)和第二Sagnac环形反射器(3)，其中：
2.根据权利要求1所述的基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述由同一波导制成的第一Sagnac环形反射器(1)、螺旋线波导(2)和第二Sagnac环形反射器(3)的波导，包括硅衬底(4)、二氧化硅层(5)、硫化物波导传输层(6)和上包层(7)，其中：
3.根据权利要求2所述的基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述硅衬底(4)的厚度为525μm或700μm。
4.根据权利要求2所述的基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述二氧化硅层(5)的厚度为2至5μm。
5.根据权利要求2所述的基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述硫化物波导传输层(6)为包括As2S3、GeSbS、GeAsS的硫系材料中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所
7.根据权利要求2所述的基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述上包层(7)为氧化铝、氧化硅、氮氧化硅的任意一种。
8.根据权利要求7所述的基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述上包层(7)的厚度为1～3μm。
9.根据权利要求1至8任一项所述的基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述第一Sagnac环形反射器(1)和第二Sagnac环形反射器(3)包括闭合腔部分和2×2的定向耦合器，所述闭合腔部分与所述定向耦合器一端的两个端口连接，所述定向耦合器另一端的两个端口作为所述第一Sagnac环形反射器(1)和第二Sagnac环形反射器(3)的两端，所述定向耦合器的耦合区长度为100～300μm，耦合间距为100～500nm。
10.根据权利要求9所述的基于FP谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述的第一Sagnac环形反射器(1)和第二Sagnac环形反射器(3)的闭合腔部分通过包括贝塞尔弯曲、欧拉弯曲、三次样条弯曲中的任意一种与所述定向耦合器进行连接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fp谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，包括由同一波导制成的第一sagnac环形反射器(1)、螺旋线波导(2)和第二sagnac环形反射器(3)，其中：
2.根据权利要求1所述的基于fp谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述由同一波导制成的第一sagnac环形反射器(1)、螺旋线波导(2)和第二sagnac环形反射器(3)的波导，包括硅衬底(4)、二氧化硅层(5)、硫化物波导传输层(6)和上包层(7)，其中：
3.根据权利要求2所述的基于fp谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述硅衬底(4)的厚度为525μm或700μm。
4.根据权利要求2所述的基于fp谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述二氧化硅层(5)的厚度为2至5μm。
5.根据权利要求2所述的基于fp谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述硫化物波导传输层(6)为包括as2s3、gesbs、geass的硫系材料中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的基于fp谐振腔的低阈值片上布里渊激光器，其特征在于，所述硫化物波导传输...
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