与在先技术相比，本发明的窄线宽半导体激光器便于实现整个激光装置的全光纤化结构，可以解决常用的窄线宽激光器中存在的半导体芯片与外腔精确校准难度大的问题，可利用现有的工艺成熟的商用保偏光纤输出端口的产品将各元件无损连接，各元件间的对接固定简便，避免了体光学元件光路调整复杂的问题；
[0015]2、与在先技术相比，本发明的窄线宽半导体激光器，全部光学元件的输入输出端均为保偏光纤，并且利用可调谐保住光纤光衰减器对反馈光强度进行控制，可以极大的消除空气流动、机械振动等环境扰动对反馈光路的影响，具有稳健性好的优点。
[0016]3、与在先技术相比，本发明的窄线宽半导体激光器，利用光纤光栅法布里-珀罗腔的透射光而非反射光进行反馈，可以大大地提高激光器的窄线宽输出工作电流范围，并通过调节电流便可实现窄线宽激光的准连续调谐。
【附图说明】
[0017]图1是本发明可调谐窄线宽半导体激光器的总体结构示意图；
[0018]图2是本发明所涉及的光纤光栅法布里-珀罗腔透射光谱示意图；
[0019]图3是本发明所涉及的窄线宽激光输出光谱示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例与附图对本发明进行详细说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0021]先请参阅图1，图1是本发明可调谐窄线宽半导体激光器的总体结构示意图。由图可见，本发明可调谐窄线宽半导体激光器的构成包括分布反馈半导体激光器1、电流驱动器2、第一温度控制器3、保偏光纤环形器4、保偏光纤耦合器5、保偏光纤光栅法布里-珀罗腔6、第二温度控制器7、保偏光纤可调衰减器8和隔温隔振密封外壳9，所述的电流驱动器2的输出端及第一温度控制器3的输出端分别与分布反馈半导体激光器1的驱动电流的输入端和温度控制的输入端相连，为分布反馈半导体激光器1提供驱动电流和温度控制，所述的分布反馈半导体激光器1的光输出端与所述的保偏光纤环形器4的②端口相连，所述的保偏光纤耦合器5的输入端与所述的保偏光纤环形器4的③端口相连，所述的保偏光纤耦合器5的一个输出端用于窄线宽准连续调谐激光的输出，另一个输出端依次经所述的保偏光纤光栅法布里-珀罗腔6、保偏光纤可调衰减器8与保偏光纤环形器4的①端口相连，全部光学元件的输入输出端均为保偏光纤连接，以上所述的所有光学元件部分均置于所述的隔温隔振密封外壳9中。
[0022]本调频装置使用的具体步骤为:
[0023]1.将第二温度控制器7的输出端接到光纤光栅法布里-珀罗腔(FP) 6的温度控制输入端，对光纤光栅法布里-珀罗腔6进行控温，待温度稳定后利用光谱分析仪对光纤光栅法布里-?自罗腔6的透射谱进行测量，所采用的光谱分析仪为APEX Technologies公司生产、精度为0.04pm、型号为AP-2041B的高精度光谱分析仪，将光谱分析仪后面板上的可调谐光源输出端与前面板上光谱分析仪的输入端分别与光纤光栅法布里-珀罗腔6的两个端口连接，利用光谱分析仪的TRACE1对光纤光栅法布里-珀罗腔6的透射光谱进行测量，获得如图2所示的透射光谱，在光谱分析仪上固定显示；
[0024]2、将电流驱动器2及第一温度控制器3的输出端与分布反馈半导体激光器1的输入端相连，调整半导体激光器控制器的电流，使激光器的输出功率满足要求，并按图1所示连接保偏光纤环形器4、保偏光纤耦合器5、保偏光纤光栅法布里-珀罗腔6、保偏光纤可调衰减器8，将保偏光纤可调衰减器8的损耗调至最大；
[0025]3.将保偏光纤親合器5的另一个输出端接到光谱分析仪前面板的输入口，利用光谱分析仪的TRACE2对分布反馈半导体激光器1的输出光谱进行测量，调整第一温度控制器3温度设定值将该状态下分布反馈半导体激光器的输出波长粗略调至所述的光纤光栅法布里-珀罗腔的选定的透射峰处；
[0026]3.缓慢减小保偏光纤可调衰减器8的衰减率并仔细观察光谱分析仪上TRACE2的谱形直至分布反馈半导体激光器的光谱线宽得到明显的压窄，说明此时激光器处于自反馈注入锁定状态，如图3所示；接着缓慢增大电流驱动器2的电流至分布反馈半导体激光器的光谱线宽重新展宽后继续减小保偏光纤可调衰减器8的衰减率至分布反馈半导体激光器的光谱线宽再次得到明显的压窄，重复以上步骤直至改变电流驱动器2的电流，将激光器锁定在相邻的透射峰的过程中不会引起光谱线宽的展宽为止；
[0027]4、将分布反馈半导体激光器1、保偏光纤环形器4、保偏光纤耦合器5、保偏光纤光栅法布里-珀罗腔6、保偏光纤可调衰减器8全部置入隔温隔振密封外壳9内。
[0028]以上技术方案可以实现一种成本低廉、制作搭建简单的窄线宽准连续调谐激光装置，可适用于激光原子冷却、激光雷达、光纤传感等领域。虽然参照上述具体实施例详细地描述了本发明，但是应该理解本发明并不限于所公开的实施方式和实施例，对于本专业领域技术人员来说，可对其形式和细节进行各种改变。例如分布反馈半导体激光器的形式可以替代为DBR半导体激光器，保偏光纤光栅法布里-珀罗腔形式可以替代为多个光纤光栅级联或相移光纤光栅等。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种可调谐窄线宽半导体激光器，包括分布反馈半导体激光器(1)、电流驱动器(2)、第一温度控制器(3)、特征在于还有保偏光纤环形器(4)、保偏光纤耦合器(5)、保偏光纤光栅法布里-珀罗腔￠)、第二温度控制器(7)、保偏光纤可调衰减器(8)和隔温隔振外壳(9)，所述的电流驱动器(2)的输出端和第一温度控制器(3)的输出端分别与所述的分布反馈半导体激光器(1)的驱动电流输入端和温度控制输入端相连，该分布反馈半导体激光器(1)的光输出端连接所述的保偏光纤环形器(4)的②端口，该保偏光纤环形器(4)的③端口与所述的保偏光纤親合器(5)的输入端相连，该保偏光纤親合器(5)的第二输出端(52)与所述的保偏光纤光栅法布里-珀罗腔￠)的输入端相连，该保偏光纤光栅法布里-珀罗腔出)的输出端与所述的保偏光纤可调衰减器(8)的输入端相连，该保偏光纤可调衰减器(8)的输出端与保偏光纤环形器(4)的①端口相连，第二温度控制器(7)的输出端与保偏光纤光栅法布里-珀罗腔出)的温度控制输入端相连，全部光学元件的输入输出端均为保偏光纤连接，所述的分布反馈半导体激光器(1)、保偏光纤环形器(4)、保偏光纤耦合器(5)、保偏光纤光栅法布里-珀罗腔(6)和保偏光纤可调衰减器(8)置于所述的隔温隔振外壳(9)内。
【专利摘要】一种可调谐窄线宽半导体激光器，包括分布反馈半导体激光器、电流驱动器、第一温度控制器、保偏光纤环形器、保偏光纤耦合器、保偏光纤光栅法布里-珀罗腔、第二温度控制器、保偏光纤可调衰减器和隔温隔振外壳。该装置利用光纤光栅法布里-珀罗腔的透射峰对半导体激光器进行光学自注入锁定，实现半导体激光器的噪声抑制，并且通过调节半导体激光器温度和电流实现窄线宽准连续调谐激光输出，本发明具有光路搭建简便、结构紧凑、轻量化、稳健性好的优点。
【IPC分类】H01S5/10, H01S5/06
【公开号】CN105356294
【申请号】CN201510764390
【发明人】魏芳, 蔡海文, 董作人, 陈迪俊, 杨飞, 张茜, 丁孟, 瞿荣輝
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月10日