一种激光器的制作方法

文档序号:33553942发布日期:2023-03-22 11:07阅读:43来源:国知局
一种激光器的制作方法

1.本公开涉及光器件领域,特别是涉及一种激光器。


背景技术:

2.激光器是一种非常重要的光电子器件之一,在原子物理、高分辨率光谱、光通讯、激光雷达等领域都有很重要的应用,这些领域均要求激光器输出光可以调谐到某一个或者多个特定波长,因此,具有优良输出特性的可调谐半导体激光器已成为不可或缺的光学器件。现有技术中,可调谐激光器容易出现模式竞争,从而发生跳模现象,影响激光器的稳定性。因此,如何提高激光器的稳定性,同时保证激光器有较高的光输出功率和较窄的激光线宽,是目前亟需解决的问题。


技术实现要素:

3.有鉴于此,本公开实施例提供了一种激光器,包括:
4.光学装置,至少包括半导体光放大器和光输出端口;
5.第一分束器,至少包括第一端口、第二端口以及第三端口,所述第一端口与所述光学装置连接;
6.第一微环谐振器,至少包括两个第一弯曲波导,所述第一微环谐振器具有第一自由光谱程;
7.第二微环谐振器,至少包括两个第二弯曲波导,所述第二微环谐振器具有第二自由光谱程,所述第二自由光谱程与所述第一自由光谱程不同;
8.所述第一微环谐振器与所述第二端口耦合,所述第一微环谐振器与所述第二微环谐振器通过连接波导连接,所述第二微环谐振器与所述第三端口耦合。
9.在一些实施例中,所述第一弯曲波导至少包括:第一圆弧形状的第一内壁和第二圆弧形状的第一外壁,所述第一内壁与所述第一外壁的圆心不同;
10.所述第二弯曲波导至少包括:第三圆弧形状的第二内壁和第四圆弧形状的第二外壁,所述第二内壁与所述第二外壁的圆心不同。
11.在一些实施例中,所述第一内壁与所述第一外壁的圆心的连线为所述第一弯曲波导的对称轴;所述第二内壁与所述第二外壁的圆心的连线为所述第二弯曲波导的对称轴。
12.在一些实施例中,所述第一微环谐振器还包括:至少两个第一直波导,所述第一直波导连接任意两个相邻的所述第一弯曲波导;
13.所述第二微环谐振器还包括:至少两个第二直波导,所述第二直波导连接任意两个相邻的所述第二弯曲波导。
14.在一些实施例中,所述第一分束器为3db分束器。
15.在一些实施例中,所述第一分束器、所述第一微环谐振器和所述第二微环谐振器两两之间通过片上波导耦合。
16.在一些实施例中,所述第一微环谐振器还包括第一加热器件;
17.所述第二微环谐振器还包括第二加热器件。
18.在一些实施例中,所述光学装置还包括:
19.连接所述半导体光放大器的第一反射器,所述第一反射器包括所述光输出端口,所述第一反射器的至少部分输入光从所述光输出端口射出;
20.所述半导体光放大器还连接所述第一端口。
21.在一些实施例中,所述光学装置还包括:
22.连接所述半导体光放大器的第二反射器,所述第二反射器的输入光被全部反射;
23.以及第二分束器,所述第二分束器包括第四端口、第五端口和第六端口,所述第四端口连接所述半导体光放大器,所述第五端口为所述光输出端口,所述第六端口连接所述第一端口。
24.在一些实施例中,在所述第五端口和所述第六端口为分光端口的情况下,所述第五端口与所述第六端口的光功率不同;
25.在所述第四端口和所述第五端口为分光端口的情况下,所述第四端口与所述第五端口的光功率不同。
26.本公开实施例提供的一种激光器,包括第一微环谐振器和第二微环谐振器,第一微环谐振器至少包括两个第一弯曲波导;第二微环谐振器至少包括两个第二弯曲波导,第一微环谐振器所具有的第一自由光谱程与第二微环谐振器所具有的第二自由光谱程不同。如此,本公开实施例提供的激光器通过自由光谱程不同的第一微环谐振器和第二微环谐振器,结合游标卡尺效应锁定需要的激光波长;通过改进每个微环谐振器的结构,使每个微环谐振器由至少两个弯曲波导组成,使得每个微环谐振器具有较小的半径,增大了每个微环谐振器的自由光谱程,从而抑制激光器的模式竞争和跳模现象,提高激光器的稳定性,使激光器有稳定的波长输出,同时可以实现较大的波长调谐范围。
附图说明
27.图1为本公开实施例提供的一种激光器的示意图;
28.图2为本公开实施例提供的一种第一微环谐振器中的第一弯曲波导的示意图;
29.图3为本公开实施例提供的另一种第一微环谐振器的示意图;
30.图4为本公开实施例提供的另一种激光器的示意图;
31.图5为本公开实施例提供的另一种第一微环谐振器中的第一弯曲波导的示意图;
32.图6为本公开实施例提供的又一种第一微环谐振器的示意图;
33.图7为本公开实施例提供的又一种激光器的示意图;
34.图8为本公开实施例提供的又一种激光器的示意图。
具体实施方式
35.为了便于理解本公开,下面将参照相关附图更详细地描述本公开公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开,而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
36.在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本公开更为彻底的理解。然
而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本公开可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在一些实施例中,为了避免与本公开发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述;即,这里可以不描述实际实施例的全部特征,不详细描述公知的功能和结构。
37.一般地,术语可以至少部分地从上下文中的使用来理解。例如,至少部分地取决于上下文,如本文中所用的术语“一个或多个”可以用于以单数意义描述任何特征、结构或特性,或者可以用于以复数意义描述特征、结构或特性的组合。类似地,诸如“一”或“所述”的术语同样可以被理解为传达单数用法或传达复数用法,这至少部分地取决于上下文。另外,属于“基于”可以被理解为不一定旨在传达排他的一组因素,并且可以替代地允许存在不一定明确地描述的附加因素,这同样至少部分地取决于上下文。
38.除非另有定义,本文所使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本公开的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
39.为了彻底理解本公开,将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构,以便阐释本公开的技术方案。本公开的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本公开还可以具有其他实施方式。
40.可调谐激光器有很多种类型,例如,基于iii-v材料体系的单片集成分布式反馈激光器(distributed feedback laser,dfb)、分布式布拉格反射激光器(distributed bragg reflector,dbr)、垂直腔表面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser,vcsel)以及外腔激光器等。在这些激光器中,外腔激光器由于可调谐的范围大、输出激光的线宽窄、波长的可控性好以及温度稳定性好等优点,因此备受关注。
41.外腔激光器是硅光芯片最热门光源之一。外腔结构中常采用多个谐振腔来选模,并利用游标卡尺效应锁定需要的激射波长。微环就是其中最常用的谐振腔之一。为了降低链路损耗,常用微环的尺寸一般都比较大,各波长间隔较小,很容易出现模式竞争,从而出现跳模,影响系统稳定。本公开实施例主要针对是可调谐外腔激光器进行的改进。
42.图1所示为本公开提供的一种激光器结构示意图。如图1所示,本公开实施例提供了一种激光器,包括:
43.光学装置10,至少包括半导体光放大器11和光输出端口12;
44.第一分束器20,至少包括第一端口201、第二端口202以及第三端口203,所述第一端口201与所述光学装置10连接;
45.第一微环谐振器30,至少包括两个第一弯曲波导31和32,所述第一微环谐振器具有第一自由光谱程;
46.第二微环谐振器40,至少包括两个第二弯曲波导41和42,所述第二微环谐振器具有第二自由光谱程,所述第二自由光谱程与所述第一自由光谱程不同;
47.所述第一微环谐振器30与所述第二端口202耦合,所述第一微环谐振器30与所述第二微环谐振器40通过连接波导连接,所述第二微环谐振器40与所述第三端口203耦合。
48.在本公开实施例中,如图1所示,光学装置10为至少包括半导体光放大器11和光输
出端口12的一种设备,可以提供激光器的光源和激光器的光出射口。其中,半导体光放大器11(semiconductor optical amplifier,soa)作为片上光源和增益介质,用于产生自发辐射光和放大光信号,其增益谱峰值波长范围覆盖近紫外到红外波段。在一些实施例中,半导体光放大器11采用的材料为iii-v族半导体材料或ii-vi族半导体材料,其有源层采用的结构为量子阱、量子线或量子点,可以通过倒装焊、正装焊、贴片封装、异质键合、异质转移或外延生长的方式集成在硅基平台上。
49.在一些实施例中,如图1所示,半导体光放大器11的两端分别镀有部分反射膜和增透膜,其中镀有增透膜的一侧与第一分束器20连接,将光源输入至第一分束器20中;半导体光放大器11镀有部分反射膜的一侧与光输出端口12连接,作为激光器的光出射口。
50.需要说明的是,光学装置10和激光器的其他光学元件配合使用,对光信号进行多次的处理,最终输出激光。也就是说,光学装置10中的半导体光放大器11产生自发辐射光和对光信号进行放大,而其他光学元件对光信号进行滤波,并将光信号重新输入到光学装置10进行放大,产生的激光从光学装置10的光输出端口12输出。
51.如图1所示的第一分束器20,为将一束入射光束分成两束光束的光学器件。在本实施例中,第一分束器20,至少包括三个端口:第一端口201,第二端口202和第三端口203,其中,第一端口201为第一分束器20的入射光端口,与光学装置10连接,接收来自光学装置10的光信号;第二端口202和第三端口203为第一分束器20的光出射端口,第一分束器20将光信号一分为二,分别从第二端口202和第三端口203射出,第二端口202和第三端口203所分得的光束具备相同的功率。另一方面,第一分束器20也可作为耦合器,即将第二端口202和第三端口203的两束光束合并为一束光束,通过第一端口201输出。
52.需要说明的是,本公开实施例中的分束器和微环谐振器均可以采用的无源波导材料,其具体材料可以是一下材料的任意一种或几种的组合物:硅、氮化硅、二氧化硅和聚合物材料等。
53.在本公开实施例中,第一微环谐振器30和第二微环谐振器40是由至少两个弯曲波导组成的,具有极小的半径,其半径可小于1.5微米,其用于实现对输入其中的光信号进行滤波,获得不同波长的激光输出。为了实现较大的波长调谐范围,本公开中的第一微环谐振器30和第二微环谐振器40具备较大且不同的自由光谱程。在一些实施例中,第一微环谐振器30与第二微环谐振器40的自由光谱程之差远小于第一微环谐振器30(或第二微环谐振器40)的自由光谱程,以提高激光器的稳定性。
54.上述第一微环谐振器30与第二微环谐振器40通过连接波导连接,连接波导可以是片上波导53,其形态可以为直波导也可以是弯曲波导。在实际应用中,可以根据第一微环谐振器30与第二微环谐振器40的位置设置连接波导的位置和形态。
55.在一些实施例中,如图1所示,第一微环谐振器30和第二微环谐振器40为两个内外壁均为圆弧状结构的弯曲波导组成的单微环谐振器,第一微环谐振器30由第一弯曲波导31和第一弯曲波导32组成,第二微环谐振器40由第二弯曲波导41和第二弯曲波导42组成2组成。这里,第一弯取波导与第二弯曲波导的材料相同,由于第一弯曲波导的弯曲半径小于第二弯曲波导的弯曲半径,使第一微环谐振器的自由光谱程大于第二微环谐振器的自由光谱程,同时使第一微环谐振器的有效半径小于第二微环谐振器的有效半径,使得第一微环谐振器30和第二微环谐振器40的自由光谱程不同。有效半径是由微环谐振器的内壁半径与外
壁半径共同决定的,如图2所示,有效半径r约等于微环谐振器的在y轴方向上原点o的位置到内壁距离,加上二分之一的内外壁距离之差,即r≈os1+1/2(os3-os1)。需要说明的是,本公开实施例对第一微环谐振器30和第二微环谐振器40的有效半径大小不做限定,仅要求第一微环谐振器30和第二微环谐振器40具备较大且不同的自由光谱程。
56.在一些实施例中,第一微环谐振器和第二微环谐振器也可以是4个圆弧型结构两两相连的结构,或4个圆弧型结构通过直线型结构两两相连的结构,即类似于跑到形状,即包含有圆弧部分(弯曲波导)以及直线部分(直波导)的结构,如图3所示的第一微环谐振器,是由四个的第一弯曲波导33组成。与图3中所示的微环谐振器结构对应的激光器如图4所示,以第一微环谐振器30为例,其具体形状如图3所示,由4个如图5所示的不同方向的第一弯曲波导33构成。图4中的其他各部件与图1中基本相同,这里不再赘述。在另一些实施例中,微环谐振器还可以由一个如图3所示的弯曲波导(方向可与图3不同),以及两个如图5所示的弯曲波导(方向可与图5不同)连接而成。本公开实施例对微环谐振器的结构不做限定,仅要求微环谐振器具备滤波器功能。
57.在本公开实施例中,如图1所示,激光器包括:半导体光放大器11、第一分束器20、第一微环谐振器30、第二微环谐振器40以及光输出端口12,这些组件的关系如图所示。具体地,半导体光放大器11的一侧连接光输出端口12,另一侧连接第一分束器20的入射光端口即第一端口201;第一分束器20的一个输出端第二端口202与第一微环谐振器30的一侧耦合,另一个输出端第三端口203与第二微环谐振器40一侧耦合,第一微环谐振器30的另一侧与第二微环谐振器40的另一侧耦合,使得第一分束器20、第一微环谐振器30和第二微环谐振器40之间形成环路。需要说明的是,本公开实施例中的组件之间的耦合和连接可以是对接耦合或光栅耦合等本领域技术人员常用的耦合方式,也可以是通过波导直接连接。
58.半导体光放大器11产生自发辐射光和放大光,将光传输至第一分束器20的第一端口201,第一分束器20将光一分为二,其中一束光经第二端口202传输至第一微环谐振器30的一侧,第一微环谐振器30对光束进行处理后,经另一侧输出至第二微环谐振器40;另一束光经第三端口203传输至第二微环谐振器40的一侧,第二微环谐振器40对光束进行处理后,经另一侧输出至第一微环谐振器30;如此,第一微环谐振器30和第二微环谐振器40结合游标卡尺效应锁定需要的激射波长,并将滤波后的光重新输入到第一分束器20,第一分束器20将两路光合束后输入至半导体光放大器11,半导体光放大器11对其进行放大,产生的激光最终从光输出端口12输出。
59.本公开实施例提供的激光器,通过自由光谱程不同的第一微环谐振器30和第二微环谐振器40,结合游标卡尺效应锁定需要的激射波长;通过改进每个微环谐振器的结构,使每个微环谐振器由至少两个弯曲波导组成,使得每个微环谐振器具有极小的半径,增大了每个微环谐振器的自由光谱程,从而抑制激光器的模式竞争和跳模现象,提高激光器的稳定性,使激光器有稳定的波长输出,同时可以实现较大的波长调谐范围。
60.在一些实施例中,如图2所示,所述第一弯曲波导32至少包括:第一圆弧形状的第一内壁311和第二圆弧形状的第一外壁312,所述第一内壁311与所述第一外壁312的圆心不同。为了方便示意,图2仅示出了一个方向的第一弯曲波导,即第一弯曲波导32,如图1所示的第一弯曲波导31与图2中的第一弯曲波导32具有相同的结构和相反的方向,两者相对并连接组成第一微环谐振器30。
61.所述第二弯曲波导即图1中的第二弯曲波导41以及第二弯曲波导42(图2中未示出,其结构可以与第一弯曲波导类似,并且第二弯曲波导内壁的尺寸与第一弯曲波导内壁的尺寸可以不同;并且第二弯曲波导中外壁的尺寸与第一弯曲波导外壁的尺寸也可以不同)至少包括:第三圆弧形状的第二内壁和第四圆弧形状的第二外壁,所述第二内壁与所述第二外壁的圆心不同。
62.为了方便描述第一弯曲波导的结构,这里采用平面直角坐标系将平面划分为四个象限。
63.图2为本公开提供的一种第一弯曲波导32的结构示意图。图中的第一弯曲波导32位于第一象限和第四象限中,包括第一内壁311和第一外壁312,其中,第一内壁311为第一圆弧形状,第一内壁311的起点s1和终点s2位于y轴上,第一内壁311的圆心为a1(a1,0);第一外壁312为第二圆弧形状,第一外壁312的起点s3位于第一象限,终点s4位于第四象限,第一外壁312的圆心为a2(a2,0),a1与a2不相等,即第一内壁311的圆心a1与第一外壁312的圆心a2不重合。
64.在一些实施例中,第一外壁312的起点和终点分别在第二象限和第三现象,或者共同位于y轴。也就是说,如果第一外壁的起点s3和终点s4的横坐标为l1和l2,则图示中的l1和l2可以为负值、0或者正值;l1和l2的大小可以相同,也可以不同。
65.图5为本公开提供的另一种第一弯曲波导33的结构示意图。图中的第一弯曲波导33位于第一象限,包括第一内壁311和第一外壁312,其中,第一内壁311为第一圆弧形状,第一内壁311的起点s3位于y轴,第一内壁311的终点s4位于x轴,第一内壁311的圆心为a3(a3,a3);第一外壁312为第二圆弧形状,第一外壁312的起点s5和终点s6均位于第一象限中,第一外壁312的圆心为a4(a4,a4),a3与a4不相等,即第一内壁311的圆心a3与第一外壁312的圆心a4不重合。在一些实施例中,第一外壁312的起点和终点分别位于x轴和y轴,或者分别位于第二象限和第四象限中。也就是说,如果第一外壁312的起点和终点的横坐标为l1和l2,则图示中的l1和l2可以为负值、0或者正值;l1和l2的大小一般是相同的。
66.如图2和图5所示,本公开实施例中的第一内壁311的半径为r1,第一外壁312的半径为r2,r2大于r1。图5中第一弯曲波导33的有效半径与图2中第一弯曲波导32的有效半径类似,如图5所示,有效半径r约为原点o到s5的距离加上s5与s7之间距离的一半,即r≈os5+1/2(os7-os5),第一弯曲波导的有效半径与其自由光谱程负相关。本公开实施例通过使第一弯曲波导的内壁和外壁所在的圆弧的圆心不重合,优化第一弯曲波导的弯曲形状,减小第一弯曲波导的有效半径,同时使第一弯曲波导的有效半径在极小的情况下,拥有较大的有效折射率,即由第一弯曲波导组成的第一微环谐振器30可以同时实现极小的半径和极低的损耗,使得第一微环谐振器30具有较大的自由光谱程和较大的品质因子,从而抑制激光器的模式竞争和跳模现象,同时保障了激光器可以有较高的光功率输出和较小的激光线宽,提高激光器的稳定性。
67.在本公开实施例中,第二弯曲波导和第一弯曲波导的结构类似,其有效半径不同,在此不再赘述。
68.在一些实施例中,所述第一内壁311与所述第一外壁312的圆心的连线为所述第一弯曲波导33的对称轴;所述第二内壁与所述第二外壁的圆心的连线为所述第二弯曲波导的对称轴。
69.如图2所示,第一内壁311的圆心为a1(a1,0),第一外壁312的圆心为a2(a2,0),a1和a2均位于x轴上,示例性地,a2可以大于a1。第一内壁的圆心和第一外壁312的圆心的连线为x轴所在的直线,第一内壁311上的任意点到a1点的距离相等,第一外壁312上的任意点到a2点的距离相等,第一内壁311和第一外壁312以x轴所在的直线为对称轴,因此第一弯曲波导33的第一内壁311和第一外壁312以x轴所在的直线为对称轴,也就是说,第一弯曲波导33以第一内壁311和第一外壁312的圆心的连线所在的直线为对称轴。
70.如图5所示,第一内壁311的圆心为a3(a3,a3),第一外壁312的圆心为a4(a4,a4),a3和a4所在的直线为直线z,这里直线z与x轴的夹角为45
°
,第一内壁311上的任意点到a3点的距离相等,第一外壁312上的任意点到a4点的距离相等,第一内壁311和第一外壁312以直线z为对称轴,因此第一弯曲波导33的第一内壁311和第一外壁312以直线z为对称轴,也就是说,第一弯曲波导33以第一内壁311和第一外壁312的圆心的连线所在的直线为对称轴。
71.本公开实施例通过使第一弯曲波导33以第一内壁311与第一外壁312的圆心的连线为对称轴,以优化第一弯曲波导33的结构,如此,使得由第一弯曲波导33组成的第一微环谐振器30的半径更小损耗更低,从而保障了激光器可以有较高的光功率输出和较小的激光线宽,提高激光器的稳定性。
72.在本公开实施例中,由于第二弯曲波导和第一弯曲波导的结构类似,在此不再赘述第二内壁和第二外壁的结构关系。
73.在一些实施例中,所述第一微环谐振器30还包括:至少两个第一直波导,所述第一直波导连接任意两个相邻的所述第一弯曲波导;
74.所述第二微环谐振器40还包括:至少两个第二直波导,所述第二直波导连接任意两个相邻的所述第二弯曲波导。
75.需要说明的是,上述第一直波导的数量与第一弯曲波导的数量相同,使得至少两个第一弯曲波导与至少两个第一直波导交替首尾相连,形成环形波导。
76.同理,第二直波导的数量与第二弯曲波导的数量相同。
77.图6为本公开实施例的一种第一微环谐振器30的结构示意图,第一微环谐振器30包括:两个第一弯曲波导,包括第一弯曲波导37和第一弯曲波导38,还包括连接两个第一弯曲波导的两个第一直波导,即图6中示出的第一直波导39a和第一直波导39b,第一直波导39a和第一直波导39b分别位于两个第一弯曲波导之间,第一弯曲波导37和第一弯曲波导38经由第一直波导39a和第一直波导39b连接以调节第一微环谐振器的自由光谱程。
78.需要说明的是,图6中所示的第一弯曲波导37与图2所示的第一弯曲波导32可以为相同形状的弯曲波导,并且第一弯曲波导38与图2所示的第一弯曲波导32可以为相同形状但方向不同的弯曲波导。
79.在本公开实施例,第一弯曲波导和第一直波导组成的第一微环谐振器具有极小的内径和极低的损耗,增大其自由光谱程和品质因子,从而抑制激光器的模式竞争和跳模现象,同时保障了激光器可以有较高的光功率输出和较小的激光线宽,提高激光器的稳定性。
80.在本公开实施例中,由于第二弯曲波导和第一弯曲波导的结构类似,在此不再赘述第二微环谐振器和第二直波导的结构关系。
81.在一些实施例中,如图1所示,所述第一分束器20为3db分束器。
82.图1所示的3db分束器,可以将入射光的能量平均分配到两个出射光束里,即其分
光比为:50%:50%。在本公开实施例中,第一分束器20的第二端口202和第三端口203分得的光束能量是相等的;同时,第一分束器20可以将第二端口202和第三端口203的光束进行耦合,其耦合系数为50%:50%。
83.在一些实施例中,如图1所示,所述第一分束器20、所述第一微环谐振器30和所述第二微环谐振器40两两之间通过片上波导耦合。
84.如图1所示,第一分束器20的第二端口202与第一微环谐振器30的一侧通过片上波导51耦合,第一分束器20的第三端口203与第二微环谐振器40的一侧通过片上波导52耦合,第一微环谐振器30的另一侧和第二微环谐振器40的另一侧通过片上波导53耦合。
85.在本公开实施例中,通过片上波导将第一分束器20、第一微环谐振器30和第二微环谐振器40两两相互耦合,自由光谱程有两个且较大,不容易跳模,从而提高系统稳定性。
86.在一些实施例中,如图1所示,
87.所述第一微环谐振器30还包括第一加热器件54;
88.所述第二微环谐振器40还包括第二加热器件55。
89.第一加热器件54和第二加热器件55可以为加热电阻片,其材料可以是氮化钛、钨等片上电阻材料。示例性地,加热器可以放置于圆环的非耦合区域上,例如,图1中的第一加热器件54放置于第一微环谐振器30外部的一部分的附近,第二加热器件55放置于第二微环谐振器40外部的一部分的附近。本公开实施例通过第一加热器件和第二加热器件对第一微环谐振器30和第二微环谐振器40进行加热,以调节第一微环谐振器30和第二微环谐振器40谐振峰的位置,从而选择所需要的谐振波长,使激光器稳定输出具有特定波长的激光,提高激光器的稳定性。
90.在一些实施例中,第一加热器件54可以固定于在第一微环谐振器30的一侧,第二加热器件55可以固定于在第二微环谐振器40的一侧。
91.在一些实施例中,如图7所示,所述光学装置10还包括:
92.连接所述半导体光放大器11的第一反射器13,所述第一反射器13包括所述光输出端口12,所述第一反射器13的至少部分输入光从所述光输出端口射出;
93.所述半导体光放大器11还连接所述第一端口201。
94.第一反射器13为具有固定反射比的反射器件,用来实现光学反馈。图6中的第一反射器13为片上集成部分反射器,第一反射器13的一侧与半导体光放大器11连接,接收来自半导体光放大器11的光信号,一部分光经第一反射器13反射进入半导体光放大器11中,另一部分光从第一反射器13的另一侧射出。这里,第一反射器13射出光的一端为光学装置10的光输出端口12,即激光器的光出射口。
95.在本公开实施例中,半导体光放大器11的一端连接第一反射器13,另一端连接第一分束器20的第一端口201,第一反射器13的反射光通过半导体光放大器11被放大之后,进入第一分束器20的第一端口201,然后经过第一微环谐振器30和第二微环谐振器40的滤波,光再次回到半导体光放大器11中被放大,如此往复,最终激光从第一反射器13的光输出端口12射出。
96.本公开实施例通过使用具有光输出端口的第一反射器来实现光学反馈,形成激光器的谐振腔,从而实现激光输出。
97.在一些实施例中,如图8所示,所述光学装置10还包括:
98.连接所述半导体光放大器11的第二反射器14,所述第二反射器14的输入光被全部反射;
99.以及第二分束器15,所述第二分束器包括第四端口151、第五端口152和第六端口153,所述第四端口连接所述半导体光放大器11,所述第五端口152为所述光输出端口12,所述第六端口153连接所述第一端口201。
100.第二反射器14为可以将光全部反射的光学器件。第二反射器14的一侧连接半导体光放大器11,接收来自半导体光放大器11的光,全部光经全第二射器14反射进入半导体光放大器11中。
101.第二分束器15,为将一束入射光束分成两束光束的光学器件。在本实施例中,第四端口151为第二分束器的入射光端口,与半导体光放大器11连接,接收来自半导体光放大器11的光;光被第二分束器15分为两束光束分别从第五端口152和第六端口153输出。本公开中将第二分束器15的第五端口152设置为激光器的光输出端口12,第六端口153与第一分束器20的第一端口201连接,光经第六端口进入第一分束器20中,之后经过第一微环谐振器30和第二微环谐振器40的滤波,光再次原路返回到半导体光放大器11中被放大,如此往复,最终激光从第二分束器20的第五端口152射出。
102.本公开实施例通过使用第二反射器14来实现光学反馈,同时将第二分束器的一端设置为光输出端口12,形成激光器的谐振腔,从而实现激光输出。
103.在一些实施例中,在所述第五端口152和所述第六端口153为分光端口的情况下,所述第五端口152与所述第六端口153的光功率不同;
104.在所述第四端口151和所述第五端口152为分光端口的情况下,所述第四端口151与所述第五端口152的光功率不同,即第二分束器15为非对称分束器。
105.非对称分束器,为将一束入射光束分成两束光束的光学器件,所分得的两束光得功率不同。非对称分束器包括一个输入端和两个输出端,并且,其中分光比较小的输出端口可以用作激光输出端。上述第二分束器15的第五端口与第六端口可以为分光端口,此时第四端口为输入端口,示例性地,第五端口的分光较小,则第五端口用作激光端口,第六端口可以为普通输出端口,用于与其他端口耦合连接;在另一实施例中,第四端口与第五端口可以为分光端口,此时第六端口为输入端口。如图7所示的激光器中,非对称分束器的输入端为第四端口151,输出端为第五端口152和第六端口153,其中,第五端口152和第六端口153的光功率不同,第五端口152的光功率可以大于第六端口153的光功率,也可以小于第六端口153的光功率,示例性地,若第五端口152的光功率较小,则可以用作激光输出端口。
106.上述实施例仅例示性说明本公开的原理及其功效,而非用于限制本公开。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本公开的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本公开所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本公开的权利要求所涵盖。
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