基于在纤回音壁滤波器的超窄线宽半导体激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体激光器技术，尤其涉及一种基于在纤回音壁滤波器的超窄线宽半导体激光器。
【背景技术】
[0002]半导体激光器具有体积小、功耗少以及成本低等优势，已广泛应用于光纤通信、传感、有源光纤栗浦以及微波信号源等领域。激光线宽是半导体激光器的一项关键技术指标，它决定了半导体激光器的相位噪声、相干长度以及栗浦效率等技术性能。
[0003]在现有技术条件下，由于半导体激光器谐振腔的尺寸较小，而且品质因子较低，半导体激光器的激光线宽通常在MHz量级；为了压缩半导体激光器的激光线宽，现有技术中，通常采用外部反馈的方法来对半导体激光器的激光线宽进行压缩，但是，现有的用于实现外部反馈的结构较为复杂，结构稳定性较差，而且对激光线宽的压缩程度有限(只能将激光线宽从MHz压缩至kHz量级)，如何进一步压缩半导体激光器的激光线宽是目前激光器线宽研究的难点。
[0004]理论和实验研究已经证明，瑞利散射可以对光纤激光器的激光线宽进行压缩，但是，在实现激光线宽压缩时，需要数百米长度的光纤来提供累积的后向瑞利散射，另外，瑞利散射易受到外界振动等因素的影响，因此产生瑞利散射信号的光纤越长其稳定性越低。
【发明内容】
[0005]针对【背景技术】中的问题，本发明提出了一种基于在纤回音壁滤波器的超窄线宽半导体激光器，其创新在于:所述超窄线宽半导体激光器由半导体激光器和输出光纤组成；所述输出光纤中部设置有在纤型光学回音壁微腔结构；所述半导体激光器的激光输出部与输出光纤的输入端光路连接，输出光纤的输出端形成超窄线宽半导体激光器的输出部；所述半导体激光器的谐振频率与在纤型光学回音壁微腔结构的谐振频率相同。
[0006]在纤型光学回音壁微腔结构是一种现有的光纤器件(其典型结构和制作方法如201510230444.9号中国专利申请中记载的一种在纤型光学回音壁微腔结构及其制作方法)，其最突出的特点是，回音壁微腔集成在光纤上，器件结构简单、体积小且结构稳定性很好；基于现有理论可知，当入射光进入回音壁微腔后，入射光会在回音壁微腔的谐振效应作用下循环数十万次，这相当于大幅延长了入射光的有效光路，而在回音壁中的每一点，都会由于材料的非均匀性，存在产生后向瑞利散射的机率，于是发明人考虑将回音壁微腔与半导体激光器相结合，利用回音壁微腔能够大幅延长有效光路的特点，将回音壁微腔作为后向瑞利散射源，从而使回音壁微腔向半导体激光器提供稳定的瑞利散光，对半导体激光器的激光线宽进行压缩，以解决现有技术中用大长度光纤作后向瑞利散射源时装置体积较大的问题。
[0007]本发明的具体原理是:为了便于阐述，前述的“在纤型光学回音壁微腔结构”后文简称为“回音壁”，前述的输出光纤上，连接半导体激光器和回音壁的区段记为输入段，连接回音壁和输出部的区段记为输出段；半导体激光器输出的激光束经输入段传导后到达回音壁所在位置处，激光束中的一部分分量就会进入回音壁内并在回音壁内循环，循环的过程中，就会不断的激发出后向瑞利散射光，激光束中的另一部分分量经输出段传导至输出部形成激光器的输出；前述的后向瑞利散射光中的一部分会传导回输入段中并反向传输回半导体激光器的谐振腔内，后向瑞利散射光中的另一部分会在回音壁内循环，循环的过程中，后向瑞利散射光就会在回音壁的谐振效应作用下逐渐累积，当后向瑞利散射光累积到一定程度时，就能向半导体激光器提供稳定的后向瑞利散射光，从而对半导体激光器的激光线宽起到压缩作用，使输出部输出超窄线宽的激光束；采用本发明后，不再需要数百米长度的光纤来提供累积的后向瑞利散射，只需很短长度的、带回音壁的输出光纤就能形成稳定的后向瑞利散射源，大大缩小超窄线宽半导体激光器的体积。
[0008]优选地，所述输出光纤的输入端外套接有一接头，所述半导体激光器的激光输出部与一连接光纤的一端连接，连接光纤的另一端插接在接头上。采用此优选方案后，半导体激光器和输出光纤之间可通过标准接头连接，能有效提高连接的方便性和器件的通用性。
[0009]本发明的有益技术效果是:提供了一种超窄线宽的半导体激光器，该超窄线宽的半导体激光器不需要使用大长度的光纤作为后向瑞利散射源，而是采用在纤型光学回音壁微腔结构作为后向瑞利散射源，装置的体积十分小巧。
【附图说明】
[0010]图1、本发明的原理示意图；
图2、在纤型光学回音壁微腔结构原理示意图；
图中各个标记所对应的名称分别为:半导体激光器1、输出光纤2、在纤型光学回音壁微月￡结构2-1、接头3。
【具体实施方式】
[0011]—种基于在纤回音壁滤波器的超窄线宽半导体激光器，其创新在于:所述超窄线宽半导体激光器由半导体激光器1和输出光纤2组成；所述输出光纤2中部设置有在纤型光学回音壁微腔结构2-1 ;所述半导体激光器1的激光输出部与输出光纤2的输入端光路连接，输出光纤2的输出端形成超窄线宽半导体激光器的输出部；所述半导体激光器1的谐振频率与在纤型光学回音壁微腔结构2-1的谐振频率相同。
[0012]进一步地，所述输出光纤2的输入端外套接有一接头3，所述半导体激光器1的激光输出部与一连接光纤的一端连接，连接光纤的另一端插接在接头3上。
【主权项】
1.一种基于在纤回音壁滤波器的超窄线宽半导体激光器，其特征在于:所述超窄线宽半导体激光器由半导体激光器(1)和输出光纤(2)组成；所述输出光纤(2)中部设置有在纤型光学回音壁微腔结构(2-1);所述半导体激光器(1)的激光输出部与输出光纤(2)的输入端光路连接，输出光纤(2)的输出端形成超窄线宽半导体激光器的输出部；所述半导体激光器(1)的谐振频率与在纤型光学回音壁微腔结构(2-1)的谐振频率相同。2.根据权利要求1所述的基于在纤回音壁滤波器的超窄线宽半导体激光器，其特征在于:所述输出光纤(2)的输入端外套接有一接头(3)，所述半导体激光器(1)的激光输出部与一连接光纤的一端连接，连接光纤的另一端插接在接头(3)上。
【专利摘要】一种基于在纤回音壁滤波器的超窄线宽半导体激光器，其创新在于：所述超窄线宽半导体激光器由半导体激光器和输出光纤组成；所述输出光纤中部设置有在纤型光学回音壁微腔结构；所述半导体激光器的激光输出部与输出光纤的输入端光路连接，输出光纤的输出端形成超窄线宽半导体激光器的输出部；所述半导体激光器的谐振频率与在纤型光学回音壁微腔结构的谐振频率相同。本发明的有益技术效果是：提供了一种超窄线宽的半导体激光器，该超窄线宽的半导体激光器不需要使用大长度的光纤作为后向瑞利散射源，而是采用在纤型光学回音壁微腔结构作为后向瑞利散射源，装置的体积十分小巧。
【IPC分类】H01S5/068, H01S5/10
【公开号】CN105375330
【申请号】CN201510927976
【发明人】朱涛, 史磊磊
【申请人】重庆大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月15日