等）和实际所需激 光进行过滤分别输出。
[0062]工作时，第二泵浦源6出射980nm泵浦光射入偏振控制器5,偏振控制器5调整泵 浦光的偏振状态然后输出到光纤锥，再通过光纤锥耦合进入掺杂光学微腔7,光学微腔7中 掺杂的铒离子吸收耦合进入的泵浦光，受到激励跃迀到高能级，这些离子经过无辐射跃迀 到亚稳态的激光上能级，形成粒子数反转，再跃迀到激光下能级产生光子，光子在微腔中振 荡放大后形成出射激光，然后出射激光通过光纤锥从掺杂光学微腔7耦合输出到波分复用 器8,波分复用器8的第一端口 8. 1 (适合980nm/1550nm波段）接收出射激光，波分复用器 8进行滤光，将不需要的杂光（主要是未被吸收的泵浦光）和所需激光分别通过第二端口 8. 2 (适合980nm波段）和第三端口 8. 3 (适合1550nm波段）输出。
[0063] 将波分复用器8的第三端口 8. 3输出的所需激光接入光谱仪，对输出激光的波长 进行测量，记录实验数据，得到如图5所示的可调谐光学微腔掺杂激光器出射激光波长与 掺杂光学微腔7温度之间的变化关系图。
[0064] 由图5可知当掺杂光学微腔温度从23°C上升到89. 5°C时，可调谐光学微腔掺杂激 光器的出射激光波长也随之从1535. 75nm漂移到1536. 39nm，其中掺杂光学微腔7的初始 谐振波长为1535. 75nm，图5中黑色实线是对实验数据进行线性拟合，线性度为0. 99496， 可知线性拟合斜率为0. 00974,即可调谐光学微腔掺杂激光器波长随温度的变化系数是 0. 00974nm/°C，与理论值基本吻合。
[0065] 上述技术方案具体实施时，需要注意的有：
[0066] 1.第二泵浦源6可以是半导体激光器，也可以是固体激光器、染料激光器等其他 类型的激光器；
[0067] 2.泵浦光波长不限于980nm，也可以是1480nm，只要其适于掺杂光学微腔7所掺杂 的有源增益物质吸收即可。
[0068] 3.掺杂光学微腔7的制成材料不限于二氧化硅，可以是硅、二氧化硅、氮化硅等芯 片硅基材料以及其他半导体材料，也可以是熔融的无定型玻璃材料、晶体材料（主要有氟 化钙、氟化镁）和聚合物材料等；掺杂光学微腔7的结构不限于微环，也可以是微球、微盘、 微柱、微芯圆环和变形腔等其他类型；掺杂光学微腔7所掺杂的有源增益物质可以是铒、镱 等稀土离子的一种，也可以是多种稀土离子共掺；掺杂光学微腔7内表面还可增加镀层，改 善掺杂光学微腔的物理特性，增加其热传导效率，提高温控装置对其控制的精度，镀层可以 为金属镀层，例如镀银、铝等，也可以是其他材料镀层，例如石墨烯等；
[0069] 4.耦合器件3不限于采用光纤锥的形式，也可以是一端斜抛光的光纤、波导、和棱 镜等其他近场耦合器件；
[0070] 5.温控装置4可以是电热盘，热电偶等，其加热位置，可以是掺杂光学微腔7的底 部，也可以是掺杂光学微腔7的侧面等其他位置；具体的加热方式可以采用直接加热，例如 电热盘直接接触微腔，也可以采用间接加热，例如改变掺杂光学微腔7周围的环境温度。
[0071] 由上述两个实施例可知，本发明所述的可调谐微腔激光器，采用芯片式光学微腔 代替传统的谐振腔，利用光学微腔随温度变化的特性（即当光学微腔的温度变化时，光学 微腔的体积和折射率也随之变化），通过对光学微腔温度的控制实现对出射激光波长的调 谐。
[0072] 与现有的可调谐光纤激光器相比，本发明所述的可调谐微腔激光器结构简单，体 积小，成本低；Q值高，转换效率高、阈值低、相对强度噪声低；调谐机制采用热调谐，调谐简 单、方便、效率高。
[0073] 虽然可调谐微腔激光器的调谐原理与传统结构的热调谐光纤激光器的调谐原理 类似，但是由于采用光学微腔结构，使得需要加热的面积明显减少，加热更加简单，热转化 效率更高，调谐速度也更快，其性能明显优于传统结构的热调谐光纤激光器。
[0074] 综上所述，本发明所述的可调谐微腔激光器，利用芯片式光学微腔代替传统的谐 振腔，体积小，Q值高，便于后续的集成化应用；调谐机制简单、方便、效率高。与现有的可调 谐光纤激光器相比，性能更加优越，结构更加简单，更适于集成化应用。
[0075] 可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本 发明实施例所描述的技术方案，例如在技术方案中仍可增加提高耦合效率的其他光学器 件。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同 的技术效果，例如将本发明所述的调谐原理应用于其他类型的基于光学微腔的激光器；只 要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种可调谐光学微腔拉曼激光器，包括第一泵浦源（I)、光学微腔（2)和耦合器件 (3)，所述第一泵浦源（1)和光学微腔（2)通过耦合器件（3)连接，其特征在于：还包括温控 装置（4)，所述光学微腔（2)位于温控装置（4)的温控范围内。2. 根据权利要求1所述的可调谐光学微腔拉曼激光器，其特征在于：还包括偏振控制 器（5)，所述偏振控制器（5)连接在第一泵浦源（1)和耦合器件（3)之间。3. 根据权利要求1或2所述的可调谐光学微腔拉曼激光器，其特征在于：所述光学微 腔（2)内表面有镀层，所述镀层为金属材料镀层或其他材料镀层。4. 根据权利要求1或2所述的可调谐光学微腔拉曼激光器，其特征在于：所述耦合器 件（3)为光纤锥、一端斜抛光的光纤、波导和棱镜的任意一种。 5?-种可调谐光学微腔掺杂激光器，包括用于产生980nm或1480nm泵浦光的第二泵 浦源(6)、掺杂有有源增益物质的掺杂光学微腔（7)、耦合器件（3)和波分复用器（8)，所述 第二泵浦源（6)、掺杂光学微腔（7)和波分复用器（8)通过耦合器件（3)连接，其特征在于： 还包括温控装置（4)，所述掺杂光学微腔（7)位于温控装置（4)的温控范围内。6. 根据权利要求5所述的可调谐光学微腔掺杂激光器，其特征在于：还包括偏振控制 器（5)，所述偏振控制器（5)连接在第二泵浦源（6)和耦合器件（3)之间。7. 根据权利要求5或6所述的可调谐光学微腔掺杂激光器，其特征在于：所述有源增 益物质至少包括一种稀土离子。8. 根据权利要求5或6所述的可调谐光学微腔掺杂激光器，其特征在于：所述掺杂光 学微腔（7)内表面有镀层，所述镀层为金属材料镀层或其他材料镀层。9. 根据权利要求5或6所述的可调谐光学微腔掺杂激光器，其特征在于：所述耦合器 件（3)为光纤锥、一端斜抛光的光纤、波导和棱镜的任意一种。
【专利摘要】本发明涉及激光器领域，具体为可调谐光学微腔拉曼激光器和可调谐光学微腔掺杂激光器。可调谐光学微腔拉曼激光器，包括第一泵浦源、光学微腔、耦合器件和温控装置，第一泵浦源和光学微腔通过耦合器件连接且光学微腔位于温控装置的温控范围内；可调谐光学微腔掺杂激光器，包括产生980nm或1480nm泵浦光的第二泵浦源、掺杂光学微腔、耦合器件、波分复用器和温控装置，第二泵浦源、掺杂光学微腔和波分复用器通过耦合器件连接且掺杂光学微腔位于温控装置的温控范围内。本发明结构简单、体积小，Q值高，便于后续的集成化应用，通过对光学微腔温度的控制实现对出射激光波长的调谐，调谐机制简单、方便、效率高。
【IPC分类】H01S3/108, H01S3/30, H01S3/08
【公开号】CN104934850
【申请号】CN201510391617
【发明人】吕亮, 杨兰, 俞本立, 王德辉, 周俊峰, 向荣, 殷光军
【申请人】安徽大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月3日