一种双微环结构激光器外腔和激光器制造技术

技术编号:41202346 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-07 22:28
本技术实施例提供的一种双微环结构激光器外腔和激光器,激光器外腔包括耦合模块、反射模块和滤波模块;滤波模块包括椭圆微环谐振器;椭圆微环谐振器包括第一自由光谱范围的第一微环谐振器和第二自由光谱范围的第二微环谐振器;本技术实施例的技术方案,通过采用椭圆的微环谐振器,解决了圆形微环谐振器导致的FSR较大,使得在预设波段滤出的激光波长并不唯一,需增加MZI器件以滤除目标波长激光以外的激光来得到目标波长激光的问题,双椭圆的微环谐振器结构减小了谐振环形长度,使得调谐范围极大增加,在激光器外腔系统中可以节省一个MZI器件,进而减少该器件的插入损耗,能够提升激光器的出射功率,提高系统的可靠性和使用年限。

【技术实现步骤摘要】

本技术实施例涉及光学,尤其涉及一种双微环结构激光器外腔和激光器


技术介绍

1、微环谐振器是一种微型光学器件,广泛应用于集成光子学中,它们在通信、生物传感和量子信息等领域有着广泛的应用。微环谐振器的工作原理基于光的波动性质,特别是光的干涉和共振现象。

2、微环谐振器的基础结构是一个微小的环形波导,它可以将入射光束的一部分光导入环内,并使其在环内循环。当环内的光与特定波长的入射光发生共振时,环内的光强度会显著增加。通过监测这种共振现象,我们可以实现对光波的精确控制,包括调制、滤波等。传统圆环形的微环谐振器和上述的微环形波导中,为了避免不必要的片上光损耗,因此他们采用的转弯半径较大,这就导致圆形微环的周长较长,从而导致自由光谱范围fsr较小。

3、应用到采用vernier效应的双微环滤波器,圆环形微环谐振器周长l很长,采用vernier效应的话,其调谐范围依然很窄。使用到激光器上就一定要加一个mzi滤波掉目标波长以外的峰值。


技术实现思路

1、本技术提供一种双微环结构激光器外腔和激光器,选用椭圆微环谐振器,在减少损耗的同时增加了可调谐范围。

2、第一方面,本技术实施例提供了一种双微环结构激光器外腔,包括耦合模块、反射模块和滤波模块;所述滤波模块包括椭圆微环谐振器;所述椭圆微环谐振器的外椭圆长轴长度为rc,短轴长度为rd,内椭圆长轴长度为ra,短轴长度为rb;其中,rc>ra>rd>rb;所述椭圆微环谐振器包括第一自由光谱范围的第一微环谐振器和第二自由光谱范围的第二微环谐振器;所述耦合模块包括预设波段外部光输入端、耦合光输出端、目标波长激光输入端和目标波长激光输出端;所述耦合模块的耦合光输出端与所述反射模块的第一输入端连接;所述反射模块的第一输出端与所述第一微环谐振器的输入端口连接;所述第一微环谐振器的滤出端口与所述第二微环谐振器的输入端口连接,所述第二微环谐振器的滤出端口与所述反射模块的第二输入端连接,所述反射模块的第二输出端与所述耦合模块的目标波长激光输入端连接;所述预设波段外部光从所述耦合模块的预设波段外部光输入端耦入所述反射模块,经过所述反射模块后,由所述第一微环谐振器滤出第一波长集的激光,所述第一波长集中相邻波长之间的间距为第一自由光谱范围;所述第一波长集的激光经过所述第二微环谐振器滤出目标波长激光;所述目标波长激光经过所述反射模块后从所述耦合模块的目标波长激光输出端输出。

3、可选地,所述第一微环谐振器和所述第二微环谐振器的周长不同。

4、可选地,还包括波长锁定模块,所述滤波模块还包括移相器;所述移相器包括设置于所述第一微环谐振器的第一移相器和设置于所述第二微环谐振器的第二移相器;所述波长锁定模块分别与所述第一移相器和第二移相器连接;

5、所述波长锁定模块通过所述第一移相器来调节所述第一微环谐振器发生谐振的激光波长,以调节所述第一微环谐振器滤出的第一波长集的激光;通过所述第二移相器来调节所述第二微环谐振器发生谐振的激光波长,以使发生谐振的激光波长与第一波长集中重叠的波长为目标波长。

6、可选地,所述滤波模块还包括第一光电探测器和第二光电探测器,所述第一光电探测器的输入端与所述第一微环谐振器的透过端口连接;所述第一光电探测器的输出端与所述波长锁定模块的输入端连接;所述第二光电探测器的输入端与所述第二微环谐振器的透过端口连接;所述第二光电探测器的输出端与所述波长锁定模块的输入端连接;

7、所述第一光电探测器在所述第一微环谐振器发生谐振时输出电信号至波长锁定模块;所述第二光电探测器在所述第二微环谐振器发生谐振时输出电信号至波长锁定模块。

8、可选地,所述波长锁定模块为波长锁定电路;所述波长锁定电路分别与所述第一移相器和第二移相器连接。

9、可选地,所述波长锁定模块还包括分束器;所述分束器的输入端与所述反射模块的第二输出端连接,所述分束器的第一输出端与所述耦合模块的目标波长激光输入端连接,所述分束器的第二输出端与所述波长锁定电路连接。

10、可选地,所述移相器还包括设置于所述反射模块的第三移相器;所述第三移相器控制所述预设波段外部光的波长。

11、可选地,所述移相器为热移相器。

12、第二方面,本技术实施例还提供了一种激光器,包括增益芯片和本技术第一方面任一所述的激光器外腔。

13、本技术实施例提供的一种双微环结构激光器外腔和激光器,激光器外腔包括耦合模块、反射模块和滤波模块;滤波模块包括椭圆微环谐振器;椭圆微环谐振器的外椭圆长轴长度为rc,短轴长度为rd,内椭圆长轴长度为ra,短轴长度为rb;其中,rc>ra>rd>rb;椭圆微环谐振器包括第一自由光谱范围的第一微环谐振器和第二自由光谱范围的第二微环谐振器;耦合模块包括预设波段外部光输入端、耦合光输出端、目标波长激光输入端和目标波长激光输出端;耦合模块的耦合光输出端与反射模块的第一输入端连接;反射模块的第一输出端与第一微环谐振器的输入端口连接;第一微环谐振器的滤出端口与第二微环谐振器的输入端口连接,第二微环谐振器的滤出端口与反射模块的第二输入端连接,反射模块的第二输出端与耦合模块的目标波长激光输入端连接;预设波段外部光从耦合模块的预设波段外部光输入端耦入反射模块,经过反射模块后,由第一微环谐振器滤出第一波长集的激光,第一波长集中相邻波长之间的间距为第一自由光谱范围;第一波长集的激光经过第二微环谐振器滤出目标波长激光;目标波长激光经过反射模块后从耦合模块的目标波长激光输出端输出;本技术实施例的技术方案,通过采用椭圆的微环谐振器,解决了现有技术中采用圆形微环谐振器导致的fsr较大,使得在预设波段滤出的激光波长并不唯一,还需增加mzi器件以滤除目标波长激光以外的激光来得到目标波长激光的问题,双椭圆的微环谐振器结构减小了谐振环形长度,使得调谐范围极大增加,在激光器外腔系统中可以节省一个mzi器件,进而减少mzi器件的插入损耗,能够提升激光器的出射功率,提高系统的可靠性和使用年限。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双微环结构激光器外腔,其特征在于,包括耦合模块、反射模块和滤波模块;

2.根据权利要求1所述的激光器外腔,其特征在于,所述第一微环谐振器和所述第二微环谐振器的周长不同。

3.根据权利要求1所述的激光器外腔,其特征在于,还包括波长锁定模块,所述滤波模块还包括移相器;所述移相器包括设置于所述第一微环谐振器的第一移相器和设置于所述第二微环谐振器的第二移相器;所述波长锁定模块分别与所述第一移相器和第二移相器连接;

4.根据权利要求3所述的激光器外腔,其特征在于,所述滤波模块还包括第一光电探测器和第二光电探测器,所述第一光电探测器的输入端与所述第一微环谐振器的透过端口连接;所述第一光电探测器的输出端与所述波长锁定模块的输入端连接;所述第二光电探测器的输入端与所述第二微环谐振器的透过端口连接;所述第二光电探测器的输出端与所述波长锁定模块的输入端连接;

5.根据权利要求3所述的激光器外腔,其特征在于,所述波长锁定模块为波长锁定电路;所述波长锁定电路分别与所述第一移相器和第二移相器连接。

6.根据权利要求5所述的激光器外腔,其特征在于,所述波长锁定模块还包括分束器;所述分束器的输入端与所述反射模块的第二输出端连接,所述分束器的第一输出端与所述耦合模块的目标波长激光输入端连接,所述分束器的第二输出端与所述波长锁定电路连接。

7.根据权利要求3所述的激光器外腔,其特征在于,所述移相器还包括设置于所述反射模块的第三移相器;所述第三移相器控制所述预设波段外部光的波长。

8.根据权利要求3所述的激光器外腔,其特征在于,所述移相器为热移相器。

9.一种激光器,其特征在于,包括增益芯片和权利要求1~8任一所述的激光器外腔。

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【技术特征摘要】

1.一种双微环结构激光器外腔,其特征在于,包括耦合模块、反射模块和滤波模块;

2.根据权利要求1所述的激光器外腔,其特征在于,所述第一微环谐振器和所述第二微环谐振器的周长不同。

3.根据权利要求1所述的激光器外腔,其特征在于,还包括波长锁定模块,所述滤波模块还包括移相器;所述移相器包括设置于所述第一微环谐振器的第一移相器和设置于所述第二微环谐振器的第二移相器;所述波长锁定模块分别与所述第一移相器和第二移相器连接;

4.根据权利要求3所述的激光器外腔,其特征在于,所述滤波模块还包括第一光电探测器和第二光电探测器,所述第一光电探测器的输入端与所述第一微环谐振器的透过端口连接;所述第一光电探测器的输出端与所述波长锁定模块的输入端连接;所述第二光电探测器的输入端与所述第二微环谐振器的透过端口连接;所述第二光电探测器的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩溪林汪巧云邹丹蕊王耀
申请(专利权)人:苏州熹联光芯微电子科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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