本发明专利技术涉及一种光频率间隔为25GHz的外腔式可调谐激光器，包括直接镀在激光增益介质上的激光腔端面镜和依次安装在激光腔内的激光增益介质、腔内准直透镜、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器和腔内全反镜，还包括：放置在可调谐声光滤波器后的有源偏振旋光器、放置在有源偏振旋光器后的偏振分束器、第一光学标准具、第一全反射镜、第二光学标准具、第二全反射镜、可调谐声光滤波器的驱动设备、激光增益介质的泵浦设备、有源光相位调制器的驱动设备和有源偏振旋光器的驱动设备及激光器驱动控制电路。本发明专利技术设计合理，实现了在宽频谱范围内的高频谱密度、窄频谱带宽和可调谐的稳定激光输出，具有性能稳定可靠、成本低、尺寸小、易于安装及生产等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电子领域，尤其是光频率间隔为25GHz的外腔式可调谐激光器。
技术介绍
目前，大多数现代通迅系统都是基于光纤通信网络，而光纤通信网络提供了前所未有的大容量和安装的灵活性，可以支持不断发展的各种宽带应用。宽带和多通道的可调谐激光器可以帮助最大限度的利用现有的光纤网络资源。通过动态提供带宽可以将流量从拥挤通道转移到未使用的通道，从而满足互联网的需求。使用可调谐激光器使快速建立或改变光路变得容易，它是实现动态光纤网络的重要器件之一。针对这种应用，理想的可调谐激光器应当包括以下特性可调谐范围宽，覆盖C和 (或)L波段(大约1520纳米至1620纳米)；尺寸小；任何两个国际电信联盟(ITU)频率间隔之间的切换速度快(亚毫秒量级)；长期工作稳定性好(超过25年的运行时间)；在极端环境条件下的高可靠性；低功耗；易制造和低成本。随着高密度波分复用器(DWDM)的和其他高密度频谱相关器件的开发成功，现代光通迅系统已从过去的频道间隔为400GHz和200GHz的系统，发展到频道间隔为IOOGHz和 50GHz，甚至25GHz和更高密度的系统；同时，光通迅系统传输速率也从过去的2. 5(ibpS发展到10(ibpS、40(;bpS和100(ibpS系统。这就对用于光通迅系统的小型可调谐激光器提出了相应的要求，特别是在激光器输出光的光谱密度和光谱宽度提出了更高的要求。采用高锐度的光学标准具的外腔式可调谐激光器，因其能够实现上述要求，是用于新一代动态，高传输速率和高光谱密度的光通迅系统的好的选择之一。在外腔式可调谐激光器中，特别是用于光通讯的这类器件，除了用具有高锐度的光学标准具来压缩激光输出带宽外，还需要有相匹配的可调谐的窄带光滤波器。如果要求激光器输出光频率间隔为Δι，则光滤波器滤波带宽应不超过该频率间隔的两倍，即 < 2Δ ·，方可避免激光器工作在多模状态，从而提高激光器工作的稳定性；如果要求激光器输出光频率间隔为50GHz，则光滤波器滤波带宽应< IOOGHz ；如果进一步要求输出光频率间隔为25GHz，则光滤波器滤波带宽应< 50GHz。对于带宽越窄的光滤波器，制作难度就越高，造价也就越高，如常用的光学光栅滤波器和声光滤波器等。同样，对于透射光谱间隔越窄的光学标准具，尺寸就越大，制作难度就越高，造价也就越高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本、尺寸小、易于生产且性能高的可调谐激光器。本专利技术解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的一种光频率间隔为25GHz的外腔式可调谐激光器，包括安装在激光增益介质上的激光腔端面镜和依次安装在激光腔内的激光增益介质、腔内准直透镜、有源光相位调制器、 可调谐声光滤波器和腔内全反镜，还包括一个有源偏振旋光器，放置在可调谐声光滤波器后，接收经可调谐声光滤波器两次衍射的光束，控制入射的线偏振光的偏振方向；一个偏振分束器，放置在有源偏振旋光器后，对入射的平行偏振光全透射，而对入射的垂直偏振光反射到与入射光成90度的方向上；第一光学标准具和第一全反射镜，放置在与可调谐声光滤波器两次衍射光束的光轴相垂直的方向上，接收从偏振分束器输出的垂直偏振光并输出到第一全反射镜，第一全反射镜与激光腔端面镜构成第一激光谐振子腔，可调谐声光滤波器二次衍射的光线在第一激光腔中形成激光振荡；第二光学标准具和第二全反射镜，放置在可调谐声光滤波器两次衍射光束的光轴方向上，接收从偏振分束器输出的平行偏振光并输出到第二全反射镜，第二全反射镜与激光端面镜构成第二激光谐振子腔，可调谐声光滤波器二次衍射的光线在第二激光腔中形成激光振荡；一个射频信号源，用于提供给可调谐声光滤波器射频能量并通过改变射频频率来调节激光谐振腔的振荡波长；激光增益介质的泵浦设备、有源光相位调制器的驱动设备和有源偏振旋光器的驱动设备及激光器驱动控制电路。而且，所述的第一光学标准具和上述第二光学标准具具有相同的锐度系数。而且，所述的第一光学标准具、第二光学标准具具有与激光增益介质相同的光谱范围，上述第一光学标准具和第二光学标准具的透射光谱峰值间隔均为50GHz，第二光学标准具的透射光谱峰值频率与第一光学标准具的透射光谱峰值频率相差为25GHz。而且，所述的第一全反射镜、第二全反射镜和腔内全反镜为以下几种类型的反射镜之一平面镜、凸面镜和凹面镜；所述的第一全反射镜、第二全反射镜和腔内全反镜具有与激光增益介质相同的光谱范围。而且，所述的激光腔端面镜是在指定光谱范围内的全反镜或或部分反射镜，所述的激光腔端面镜具有与激光增益介质相同的光谱范围。而且，所述的可调谐声光滤波器包括一个声光晶体和一个声波换能器。而且，所述的可调谐声光滤波器为窄带光滤波器，该可调谐声光滤波器的光谱范围与激光增益介质的光谱范围相同，且其滤波光谱的FWHM不大于第一光学标准具或第二光学标准具透射光谱峰值频率的二倍。而且，所述的有源光相位调制器是以下几种类型之一电光相位调制器，或者是磁光相位调制器，或者是液晶相位调制器，或者是声光相位调制器，或者是基于物理光学效应的其他形式的相位调制器，或者是上述相位调制器的组合并具有与激光增益介质相同的光谱范围。而且，所述的有源偏振旋光器是以下几种类型之一电光有源偏振旋光器，或者是磁光有源偏振旋光器，或者是液晶有源偏振旋光器，或者是声光有源偏振旋光器，或者是基于物理光学效应的其他形式的有源偏振旋光器，或者是上述有源偏振旋光器的组合并具有与激光增益介质相同的光谱范围。而且，所述的激光器驱动控制电路包括数字信号微处理器、四个数模转换模块、 激光泵浦源、有源光相位调制器驱动源、可调谐声光滤波器驱动源和有源偏振旋光器驱动源，数字信号微处理器接收外部指令信号指令并通过激光泵浦源、有源光相位调制器驱动源、可调谐声光滤波器驱动源和有源偏振旋光器驱动源实现对激光增益介质、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器和有源偏振旋光器的驱动控制功能。本专利技术的优点和积极效果是本专利技术设计合理，其采用了有源偏振旋光器、偏振光分束镜、两个透射光谱峰值间隔同为50GHz的光学标准具和两个全反射镜构成两个激光谐振腔的子腔，实现在宽频谱范围内的频谱间隔为25GHz的高密度、窄频谱带宽和可调谐的稳定激光输出，将对可调谐声光滤波器的滤波带宽的要求降低了一倍，将适用于输出为50GHz频谱间隔的可调谐声光滤波器和透射光谱间隔为50GHz的光学标准具来实现频谱间隔为25GHz的稳定激光输出，降低了对可调谐声光滤波器的滤波带宽的要求以及对光学标准具透射光谱峰值频率间隔密度的要求，从而大大降低了可调谐声光滤波器和光学标准具的制作难度，具有性能稳定可靠、成本低廉、尺寸小、易于安装及生产等特点，可满足光纤通信对于小尺寸和极端工作环境下的可靠运行。并且在生物、医疗器械和光纤传感器网络等其他领域中也有着广泛的应用。附图说明图1是现有的一种普通可调谐声光滤波器的示意图；图2是现有的一种实现频率偏移补偿的可调谐声光滤波器示意图；图3是在声光晶体中一次衍射和二次衍射的入射光束、声波场和衍射光束的波矢关系图；图4是一种采用了可调谐声光滤波器和单一光标准具的外腔式可调谐激光器的结构示意图；图5是本专利技术的结构示意图；图6是利用一个有源偏振旋光器和一个偏振光分束镜进行激光本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种光频率间隔为２５ＧＨｚ的外腔式可调谐激光器，包括安装在激光增益介质上的激光腔端面镜和依次安装在激光腔内的激光增益介质、腔内准直透镜、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器和腔内全反镜，其特征在于：还包括：一个有源偏振旋光器，放置在可调谐声光滤波器后，接收经可调谐声光滤波器两次衍射的光束，控制入射的线偏振光的偏振方向；一个偏振分束器，放置在有源偏振旋光器后，对入射的平行偏振光全透射，而对入射的垂直偏振光反射到与入射光成９０度的方向上；第一光学标准具和第一全反射镜，放置在与可调谐声光滤波器两次衍射光束的光轴相垂直的方向上，接收从偏振分束器输出的垂直偏振光并输出到第一全反射镜，第一全反射镜与激光腔端面镜构成第一激光谐振子腔，可调谐声光滤波器二次衍射的光线在第一激光腔中形成激光振荡；第二光学标准具和第二全反射镜，放置在可调谐声光滤波器两次衍射光束的光轴方向上，接收从偏振分束器输出的平行偏振光并输出到第二全反射镜，第二全反射镜与激光端面镜构成第二激光谐振子腔，可调谐声光滤波器二次衍射的光线在第二激光腔中形成激光振荡；一个射频信号源，用于提供给可调谐声光滤波器射频能量并通过改变射频频率来调节激光谐振腔的振荡波长；激光泵浦源、有源光相位调制器的驱动源和有源偏振旋光器的驱动源及激光器驱动控制电路。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高培良，
申请(专利权)人：天津奇谱光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：12
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