一種使用可調諧法布裡-珀羅濾波器的可調諧雷射器的製造方法
2023-09-16 19:14:30
一種使用可調諧法布裡-珀羅濾波器的可調諧雷射器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種使用可調諧法布裡-珀羅濾波器的可調諧雷射器，包括依次安裝起來的雷射腔端面鏡、雷射增益介質、腔內準直透鏡、有源光相位調製器、可調諧法布裡-珀羅濾波器、輸出鏡和雷射器驅動和控制系統,所述可調諧法布裡-珀羅濾波器包括兩種設計方案：第一種設計方案的主要技術特點是：包括第一帶通濾波器、液晶相位調製器、第二帶通濾波器和驅動電路，液晶相位調製器設置在由第一和第二帶通濾波器構成的法布裡-珀羅腔內，驅動電路通過控制法布裡-珀羅腔內液晶材料的有效折射率實現濾波器的調諧功能。第二種設計方案與第一種設計方案的區別是：所述第一和第二帶通濾波器分別由一個長波通和一個短波通且具有不同截止頻率的階躍式濾波器所替代。
【專利說明】—種使用可調諧法布裡-珀羅濾波器的可調諧雷射器
【技術領域】
[0001]本發明屬於光電子領域，尤其是一種使用可調諧法布裡-珀羅濾波器的可調諧雷射器。
【背景技術】
[0002]在外腔式可調諧雷射器中，常用的調諧技術主要有以下方式:1、通過精密步進馬達帶動光柵的旋轉來進行調諧的，其存在的問題體現在:一是為實現光頻率的精密調諧，對步進馬達的步進精度和重複性要求很高，因此製造成本比較高；二是由於採用步進馬達，不易做到小型化；三是在惡劣工作環境下的工作穩定性比較差，特別是抗各類機械振動的能力比較差，因此，採用該技術的可調諧雷射器只適合用於實驗室工作環境中使用。2、利用可調諧聲光濾波器進行調諧，其優點是調諧速度快，沒有機械移動部件，可以做到小型化，缺點是可調諧聲光濾波器的濾波帶寬比較寬，使得雷射器的調諧精度不高，因此，單純採用這種技術的可調諧雷射器很難做到精密可調諧，只適合用於對調諧精度和輸出帶寬不高的應用中。3、利用光柵或雷射諧振腔中的其他光學濾波器件，如光學標準具等透射光頻率隨溫度漂移的特點進行調諧，其優點是調諧精度高和輸出光的光譜帶寬比較窄，缺點是速度比較慢，特別是在要求調諧光譜範圍寬的情況下，這個缺點尤為明顯，例如:光學濾波器件的溫度漂移係數是0.02納米/度，要求的光頻譜範圍是20納米，溫度調節範圍是100度，這在實際應用中是很難實現的。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種調諧速度快、精度高、成本低、結構簡單、尺寸小且易於生產的可調諧雷射器。
[0004]本發明解決現有的技術問題是採取以下技術方案實現的:
一種使用可調諧布裡-珀羅濾波器的可調諧雷射器，包括依次安裝的雷射腔端面鏡、雷射增益介質、腔內準直透鏡、有源光相位調製器、可調諧法布裡-珀羅濾波器、輸出鏡和雷射器驅動和控制系統，由所述雷射腔端面鏡和輸出鏡構成了雷射器諧振腔，所述可調諧法布裡-珀羅濾波器包括兩種設計方案:第一種設計方案包括依次安裝的第一帶通濾波器、液晶相位調製器、第二帶通濾波器和驅動電路，液晶相位調製器設置在由第一帶通濾波器和第二帶通濾波器構成的法布裡-珀羅腔內，驅動電路通過控制所述法布裡-珀羅腔內液晶材料的有效折射率實現濾波器的調諧功能；第二種設計方案包括依次安裝的長波通階躍式濾波器、液晶相位調製器、短波通階躍式濾波器濾波器和驅動電路，液晶相位調製器設置在由長波通階躍式濾波器和短波通階躍式濾波器構成的法布裡-珀羅腔內，驅動電路通過控制所述法布裡-珀羅腔內液晶相位調製器的液晶材料的有效折射率實現濾波器的調諧功能。雷射器的輸出調諧範圍和調諧精度由所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的調諧範圍和調諧精度決定。
[0005]而且，所述第一帶通濾波器和第二帶通濾波器是兩個具有相同透射帶寬的帶通濾波器，在透射帶寬內具有部分反射率，該反射率決定了所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的透射光銳度，可根據需要設置不同的反射率，對於光纖通訊的應用，一般在70%到95%之間，在透射帶寬外具有100%或接近100%的反射率。
[0006]而且，所述長波通階躍式濾波器對於小於截止頻率的光具有100%或接近100%的反射率，對於大於截止頻率的通帶內有部分反射率，所述短波通階躍式濾波器對於大於截止頻率的光具有100%或接近100%的反射率，對於小於截止頻率的通帶內具有部分反射率，所述長波通階躍式濾波器的帶內的反射率與所述短波通階躍式濾波器的通帶內的反射率相同，該反射率決定了所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的透射光銳度，可根據需要設置不同的反射率，反射率越高，透射光銳度越高，對於光纖通訊的應用，一般在70%到95%之間，所述長波通階躍式濾波器的截止頻率小於所述短波通階躍式濾波器的截止頻率。
[0007]而且，所述第一帶通濾波器、所述第二帶通濾波器、所述長波通階躍式濾波器和所述短波通階躍式濾波器是一種在光學透明材料的內側面鍍的多層介質膜，在所述光學透明材料的外側鍍光學增透膜。
[0008]而且，所述雷射增益介質是一種寬帶雷射增益介質。
[0009]而且，所述雷射器驅動和控制系統包括有源相位調製器驅動源和雷射增益介質泵浦源和系統控制電路，所述液晶相位調製器的驅動電路和所述系統控制電路相連接。
[0010]而且，所述有源光相位調製器可以是下列幾種類型之一:電光相位調製器，聲光相位調製器，磁光相位調製器或上述幾種相位調製器的某種組合。
[0011]而且,所述液晶相位調製器內的液晶材料是一種向列相型液晶(nematic phaseliquid crystal)材料，厚度為幾微米到十幾微米,在外加電場的驅動下對某一方向的線偏振光具有至少2 π的光相位延遲，並具有與所述雷射增益介質相同的光譜範圍。
[0012]而且，所述第一帶通濾波器和第二帶通濾波器的通帶帶寬小於所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的自由光譜範圍；所述長波通階躍式濾波器和所述短波通階躍式濾波器的組合後通帶寬帶小於所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的自由光譜範圍。
[0013]而且，所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的驅動電路是一種頻率約為2千赫茲的方波脈衝電路，脈衝電壓幅度從O伏到正負5伏可調。
[0014]本發明的優點和積極效果是:
1、本發明利用液晶對光的相位調製和在通光方向尺寸薄(約10微米)的特點，結合傳統的法布裡-珀羅(Fabry-Perot)標準具的技術，設計了具有大的自由光譜範圍的可調諧法布裡-珀羅(Fabry-Perot)濾波器，而且實現在寬頻譜範圍內的雷射頻率的快速精密調諧，保證了大的調諧光譜範圍和窄的雷射器輸出光譜；
2、本發明的可調諧法布裡-珀羅濾波器的腔的兩個具有高反射率面是由兩個具有相同通光帶寬的帶通濾波器構成，或一個長波通階躍式濾波器和一個短波通階躍式濾波器的結合構成，利用濾波器限制可調諧法布裡-珀羅濾波器的可調諧範圍，當可調諧法布裡-珀羅濾波器的自由光譜範圍大於帶通濾波器或兩個通階躍式濾波器的合成通帶寬度時，可以實現可調諧法布裡-珀羅濾波器的單模輸出；
3、本發明設計合理，可實現在寬頻譜範圍內光頻率調諧精度小於IGHz和窄頻譜帶寬的穩定雷射輸出，具有無機械移動部件、性能穩定可靠、成本低、結構簡單、尺寸小、易於安裝及生產等特點，可滿足對於要求尺寸小和極端工作環境下的可靠運行，可廣泛應用於光學測試、光纖通訊、生物、醫療器械和光纖傳感器網絡等領域中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是一個普通法布裡-珀羅標準具的示意圖；
圖2是液晶相位調製器的一種結構不意圖；
圖3是光透過液晶相位調製器的相位隨外加電場的變化曲線；
圖4是液晶相位調製器的驅動電信號的示意圖；
圖5是本發明的一種結構示意圖；
圖6是第一和第二帶通濾波器的透射光譜示意圖；
圖7是長波通階躍濾波器的透射光譜示意圖；
圖8是短波通階躍濾波器的透射光譜示意圖；
圖9是普通法布裡-珀羅標準具的透射光譜示意圖；
圖10是可調諧法布裡-珀羅濾波器的透射光譜示意圖；
圖11是本發明的結構示意圖；
圖12是本發明的可調諧雷射器的透射光譜示意圖；` 圖13是本發明的雷射器驅動控制系統的原理框圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述。
[0017]圖1給出了一種普通的法布裡-拍羅(Fabry-Perot)光標準具100的示意圖。該法布裡-珀羅光標準具100的材料一般在近紅外和可見光波段使用象融石英或BK7這樣的光學玻璃，假設材料的折射率為n，兩個通光面2和4都鍍高反射膜，其反射率為R，厚度為h，光以接近零度的入射角入射，則只有滿足2?=πιλ，才能透過標準具，其中m是透射光的級次。光標準具100的自由光譜範圍FSR1可以表示為:Δ λ = λ V (2nh),或用頻率表示:Δ V =c/ (2nh),其中c是光速。透射光的峰值頻率可以表示為:v =mc/ (2nh)，其中m是幹涉級次，透射光的頻率帶寬可以表示為:
Δ v1/2 (FWHM) =c (1-R)/(2nhR1/2)，其中 c 是光速。
[0018]從上述兩個公式可以看出，光標準具100的自由光譜範圍FSR1與厚度為h成反比。假設材料的折射率為n=l.5，要實現FSR1=IOOGHz,厚度h~I毫米。自由光譜範圍FSR1越大，其厚度就越小。在標準具的材料和厚度確定後，透射光的頻率帶寬主要和反射率R有關，反射率越高，頻率寬帶或銳度(finesse)越小。法布裡-拍羅(Fabry-Perot)光標準具的透射光譜的特點是每個透射譜的帶寬可以做到非常窄，透射光譜的頻率間隔相等並且光頻帶寬度非常寬，一般可覆蓋100納米以上的光頻譜帶，如圖9所示。
[0019]由於一般用作光電器件的液晶材料具有高的電阻率，因此，可以被認為是理想的電介質材料。由於構成分子的有序取向和拉伸延長的形態，液晶具有各向異性的電介質特性和單軸對稱性，就象一個單軸晶體一樣，其光軸的方向與分子的排列取向一致。當液晶分子在外界電場的作用下，會形成電偶極子。在電偶極子所形成的力矩作用下，使得液晶分子的取向轉向電場的方向，可以通過改變電場的強弱，改變液晶的光軸的方向。因此，可以利用液晶的這一特性製作光相位調製器，可調諧濾波器或其他光電器件，如光開關和光強調製器等。一般用作光電器件的液晶膜層的厚度為幾微米到十幾微米。本發明正是利用液晶在電場作用下對線偏振光的折射率產生改變這一特性設計而成。
[0020]圖2是一個液晶相位調製器200的結構示意圖，包括外層光學透明材料12和24，透明電極層16和26,隔離層19和液晶層18.—般在光學透明材料12和24的內外兩側表面5和7鍍光學增透膜。液晶相位調諧器的兩個透明電極16和26與驅動電路14相連接，由驅動電路產生的驅動信號在兩透明電極膜層之間形成驅動電場，利用電場改變Fabry-Perot腔內液晶的有效折射率n，來調節法布裡-珀羅濾波器的透射光的光頻率V和自由光譜範圍(FSR)。圖3給出了一個厚度約為10微米的向列相型液晶在2KHz，最大幅度為+/-5伏的方波電壓的驅動下(如圖4所示)，對光波長為1550納米光波相位變化的關係示意圖。最大可實現約2 的光相位延遲。
[0021]圖5所示是可調諧法布裡-珀羅濾波器的第一種結構，可調諧法布裡-珀羅濾波器300包括第一帶通濾波器10、液晶相位調製器200、第二帶通濾波器20和驅動電路14，第一帶通濾波器10和第二帶通濾波器20分別為在光學透明材料9和23的外表面8和22或內表面11和21上鍍多層介質膜來實現。第一帶通濾波器10和第二帶通濾波器20具有相同的濾波特性，如圖6所示，在通帶範圍V1與V2之間(濾波區間32)，反射率為R，反射率越高，透射光譜約窄(一般對於光通訊，該反射率在70%到95%之間，對於其他應用，則根據要求專門設置)，小於V1 (濾波區間30)或大於V2 (濾波區間34)反射率為100%或接近100%，而現代鍍膜技術可以把這個通帶頻譜範圍做到大於100納米。
[0022]第一種帶通濾波器設計方案:如在光學透明材料9和23的外表面8和22上鍍帶通濾波器多層介質膜，在兩個濾波器10和20之間形成法布裡-珀羅(Fabry-Perot)腔的長度為Dp第二種帶通濾波器設計方案:如在光學透明材料9和23的內表面11和21上鍍帶通濾波器多層介質膜，則在兩個濾波器10和20之間形成法布裡-珀羅(Fabry-Perot)腔的長度為D2，顯然，由於D1要大於D2。因此，第一種帶通濾波器設計方案能夠實現的法布裡-珀羅濾波器的自由光譜範圍要小於第二種設計方案。當然，也可以在光學透明材料12和24的內側和透明電極層16和26之間直接鍍多層介質膜濾波器來實現，這樣，由於液晶的厚度很小(幾微米到十幾微米)，因此，可以實現本徵自由光譜範圍(即在無外加電場時的可調諧濾波器的自由光譜範圍)更大的可調諧法布裡-珀羅濾波器，但濾波器製作難度比較大。
[0023]以上述第一種帶通濾波器設計方案為例，在圖5中，入射到濾波器300的光束6是一束沿z方向傳播，偏振軸為X方向的線偏振光，與液晶相位調製器200的光軸方向相同，假設光透明材料的折射率為n，則在通帶範圍V1與V2之間，只有滿足2nD1+ L =mλ的光才能透過標準具，其中m是透射光的級次。濾波器300的自由光譜範圍FSR2S:Λ X = X2Z^nDjr),或用頻率表示:Δ v =c/QnD1+L )，其中c是光速，L代表由液晶在外加電場作用下由折射改變對入射光所產生的光程，透射光的峰值頻率可以表示為:vmc/OnDi+r)，其中m是幹涉級次，透射光的頻率寬帶可以表示為:
Δ V (FWHM) =c (1-R)/(QnDjr)R"2),其中 c 是光速。
[0024]根據上述公式，可調諧法布裡-珀羅濾波器300對於接近零度入射的線偏振光，假設n=l.5，D1=I毫米，λ =1550納米，可以得到約150GHz的透射光峰值頻率的調諧範圍(約為濾波器300的本徵自由光譜範圍FSR2的1.5倍)。相比較而言，根據上面的公式，對自由光譜範圍Λ V和透射光的頻帶寬帶的改變要小的多。可調諧法布裡-珀羅濾波器的透射光譜示意圖如圖10所示。
[0025]由此可見，可調諧法布裡-珀羅濾波器300在外加電場的作用下，可以實現較大範圍的透射光峰值頻率的調諧而基本不改變透射光的頻率寬帶和自由光譜範圍。這個特性對於可調諧法布裡-珀羅濾波器300的許多應用，如應用於雷射器和頻譜儀器等具有重要意義。同樣地，對第二種帶通濾波器設計方案也可以作相同的分析。在通帶範圍V1與V2以外的頻譜區間30和34，由於帶通濾波器10和20的反射率為100%或接近100%，因此，這部分入射光被濾波器300阻止了。
[0026]由以上分析可以看出，當濾波器300的本徵自由光譜範圍FSR2大於通帶範圍V2-V1時，只有一個模透過濾波器300 ;當FSR2小於通帶範圍V2-V1，而大於0.5倍的(V2-V1 )時，只有2個模透過濾波器300.因此，當第一帶通濾波器10和第二帶通濾波器20的通帶範圍確定後，可以通過設置本徵自由光譜範圍，實現在該通帶範圍內，濾波器300的單模或2和2個以上模的可調諧輸出。由於圖6顯示的是一個理想的濾波器的濾波器特性曲線，實際上，上述帶通濾波器在頻譜區間30和32，32和34的過渡時，不會是一個跳變，而是存在一個過渡區間，因此，在設置第一帶通濾波器10和第二帶通濾波器20的通帶範圍時，還要考慮上述因素。 [0027]對於通帶範圍V2-V1較大的情況，如大於50納米，帶通濾波器10和帶通濾波器20的製作難度比較大，特別是，如要求在頻譜區間30和32，32和34的過渡區間小的情況，則難度更大。為此，設計了可調諧法布裡-珀羅濾波器的第二種結構:該結構採用一種階躍式濾波器。這個設計結構使用了兩個具有不同濾波範圍的階躍式濾波器分別代替第一帶通濾波器10和第二帶通濾波器20。如圖7所示，是一個長波通階躍式濾波器，光頻率大於
V!的光具有反射率為R，而光頻率小於V i的光具有反射率為100%或接近100%，用該長通濾波器代替帶通濾波器10。圖8所示的是一個短波通階躍式濾波器，光頻率小於V2的光具有反射率為R，而光頻率大於V2的光具有反射率為100%或接近100%，用該短通濾波器代替帶通濾波器20，顯然，這個使用長波通和短波通階躍式濾波器的結構對濾波器300的功能與上述使用帶通濾波器的設計方案是相同的。
[0028]這個使用長波通和短波通階躍式濾波器的第二種結構的優點是:(I)相對容易實現大的通帶範圍(V2-V1), (2)相對容易實現比較小的從截止到通帶或從通帶到截止帶的頻譜過渡，由於濾波器300具有對稱性和光路的可逆性，因此，把上述兩個階躍式濾波器互換，不影響濾波器300的性能。
[0029]下面對本發明的外腔式可調諧雷射器的結構進行詳細說明。
[0030]一種採用可調諧法布裡-珀羅濾波器300的可調諧雷射器，如圖11所示，該可調諧雷射器400的具體結構為:包括依次安裝的雷射腔端面鏡40、雷射增益介質42、腔內準直透鏡43、有源光相位調製器44、可調諧法布裡-珀羅濾波器300和輸出鏡46，由雷射腔端面鏡40和輸出鏡46構成了雷射器諧振腔，雷射腔反射鏡通常對不同波長或顏色光的反射率不同，這裡提到的反射率是與雷射器運行的頻譜帶寬相對應的反射率。雷射腔端面鏡40可以根據不同的情況，採用全反鏡，或部分反射鏡。如果雷射增益介質42是半導體增益介質時，由於一般都有比較大的輸出分散角，因此，腔內準直透鏡43 —般是針對雷射增益介質是半導體增益介質時使用。當雷射增益介質是氣體，液體或有些固體介質時，一般不用腔內準直透鏡，而是採用非平面腔鏡的雷射腔端面鏡和輸出鏡46以實現腔內光束的合理分布。
[0031]腔內準直透鏡43不僅可以將雷射增益介質42發出的光起到準直作用，同時也是雷射器輸出光束48的準直透鏡。用於光纖通訊中的這類雷射器，需要將輸出光束48藕合到光纖中，準直透鏡43是必不可少的。同時，需要說明的是在本發明的可調諧雷射器的應用中，可調諧法布裡-珀羅濾波器300採用的是單模輸出，圖12是本發明的可調諧雷射器的透射光譜示意圖。
[0032]在可調諧雷射器400中，由雷射增益介質42發出的寬帶螢光光束經腔內準直透鏡43準直後透過有源光相位調製器44，再經過可調諧法布裡-珀羅濾波器300後，在由雷射腔端面鏡40和輸出鏡46構成了雷射器諧振腔中形成雷射諧振和放大，當腔的增益大於損耗時，形成雷射輸出。由於半導體增益介質的輸出光一般是具有線偏振特性，因此，輸出光線48是線偏振光。可調諧雷射器400的輸出光的頻率調諧是通過有源光相位調製器44和可調諧法布裡-珀羅濾波器300來實現調諧的。
[0033]圖13顯示的是可調諧雷射器400的控制系統。雷射器驅動和控制系統包括雷射泵浦源50和雷射器控制系統56。由雷射器控制系統56對有源相位調製器驅動源52，雷射泵浦源50和濾波器驅動源14進行控制。通過控制濾波器驅動源14來選擇可調諧雷射器400的腔內諧振膜的光頻率，通過控制源相位調製器驅動源52來調節腔內光束的相位來實現腔內諧振膜的相位匹配使得某一個特定光頻率的模在雷射腔內產生雷射振蕩和放大。由於有源光相位調製器52，具有很寬的光頻譜範圍，因此，可調諧雷射器400的最大的輸出光譜範圍是由可調諧法布裡-珀羅濾波器300的自由光譜範圍決定，在該光譜範圍內，實現精密可調諧。
[0034]同時，可調諧法布裡-珀羅濾波器300也決定了可調諧雷射器400輸出光的頻譜寬度。採用高銳度係數的可調諧法布裡-珀羅濾波器300能起到壓縮輸出光束的頻譜帶寬和提高邊模抑制比。由前面的分析，由於調諧過程對可調諧法布裡-珀羅濾波器300的透射光譜的帶寬影響可以忽略，因此，可調諧雷射器400在調諧過程中，輸出光譜的帶寬可以做到基本一致。
[0035]目前，在光纖通訊中，常用的C頻率帶(約1530納米-1570納米)或L頻率帶(約1570納米-1610納米)的光頻譜寬帶約為40納米，可調諧雷射器400完全可以實現在C頻率帶和/或L頻率帶範圍內的精密調諧。
[0036]需要強調的是，上述說明僅起演示和描述的作用，並不是一個詳細無遺漏的說明，也沒有意圖將本發明限制在所描述的具體形式上。經過上面的描述，對本發明的許多改動和變化都可能出現。所選擇的具體實施僅僅是為了更好的解釋本發明的原理和實際中的應用。這個說明能夠使熟悉此領域的人可以更好的利用本發明，根據實際需要設計不同的具體實施和進行相應的改動。
【權利要求】
1.一種使用可調諧法布裡-珀羅濾波器的可調諧雷射器，包括依次安裝的雷射腔端面鏡、雷射增益介質、腔內準直透鏡、有源光相位調製器、可調諧法布裡-珀羅濾波器、輸出鏡和雷射器驅動和控制系統，由所述雷射腔端面鏡和輸出鏡構成了雷射器諧振腔，所述可調諧法布裡-珀羅濾波器包括兩種設計方案:第一種設計方案包括依次安裝的第一帶通濾波器、液晶相位調製器、第二帶通濾波器和驅動電路，液晶相位調製器設置在由第一帶通濾波器和第二帶通濾波器構成的法布裡-珀羅腔內，驅動電路通過控制所述法布裡-珀羅腔內液晶材料的有效折射率實現濾波器的調諧功能；第二種設計方案包括依次安裝的長波通階躍式濾波器、液晶相位調製器、短波通階躍式濾波器濾波器和驅動電路，液晶相位調製器設置在由長波通階躍式濾波器和短波通階躍式濾波器構成的法布裡-珀羅腔內，驅動電路通過控制所述法布裡-珀羅腔內液晶相位調製器的液晶材料的有效折射率實現濾波器的調諧功能，雷射器的輸出調諧範圍和調諧精度由所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的調諧範圍和調諧精度決定。
2.根據權利要求1所述的一種可調諧雷射器，其特徵在於: 所述第一帶通濾波器和第二帶通濾波器是兩個具有相同透射帶寬的帶通濾波器，在透射帶寬內具有部分反射率，該反射率決定了所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的透射光銳度，可根據需要設置不同的反射率， 對於光纖通訊的應用，一般在70%到95%之間，在透射帶寬外具有100%或接近100%的反射率。
3.根據權利要求1所述的一種可調諧雷射器，其特徵在於: 所述長波通階躍式濾波器對於小於截止頻率的光具有100%或接近100%的反射率，對於大於截止頻率的通帶內有部分反射率，所述短波通階躍式濾波器對於大於截止頻率的光具有100%或接近100%的反射率，對於小於截止頻率的通帶內具有部分反射率，所述長波通階躍式濾波器的帶內的反射率與所述短波通階躍式濾波器的通帶內的反射率相同，該反射率決定了所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的透射光銳度，可根據需要設置不同的反射率，反射率越高，透射光銳度越高，對於光纖通訊的應用，一般在70%到95%之間，所述長波通階躍式濾波器的截止頻率小於所述短波通階躍式濾波器的截止頻率。
4.根據權利要求1所述的一種可調諧雷射器，其特徵在於: 所述第一帶通濾波器、所述第二帶通濾波器、所述長波通階躍式濾波器和所述短波通階躍式濾波器是一種在光學透明材料的內側面鍍的多層介質膜，在所述光學透明材料的外側鍍光學增透膜。
5.根據權利要求1所述的一種可調諧雷射器，其特徵在於: 所述雷射增益介質是一種寬帶雷射增益介質。
6.根據權利要求1所述的一種可調諧雷射器，其特徵在於: 所述雷射器驅動和控制系統包括有源相位調製器驅動源和雷射增益介質泵浦源和系統控制電路，所述液晶相位調製器的驅動電路和所述系統控制電路相連接。
7.根據權利要求1所述的一種可調諧雷射器，其特徵在於: 所述有源光相位調製器可以是下列幾種類型之一:電光相位調製器，聲光相位調製器，磁光相位調製器或上述幾種相位調製器的某種組合。
8.根據權利要求1所述的一種可調諧雷射器，其特徵在於:所述液晶相位調製器內的液晶材料是一種向列相型液晶(nematic phase liquid crystal)材料，厚度為幾微米到十幾微米，在外加電場的驅動下對某一方向的線偏振光具有至少2π的光相位延遲，並具有與所述雷射增益介質相同的光譜範圍。
9.根據權利要求1所述的一種可調諧雷射器，其特徵在於: 所述第一帶通濾波器和第二帶通濾波器的通帶帶寬小於所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的自由光譜範圍；所述長波通階躍式濾波器和所述短波通階躍式濾波器的組合後通帶寬帶小於所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的自由光譜範圍。
10.根據權利要求1所述的一種可調諧雷射器，其特徵在於: 所述可調諧法布裡-珀羅濾波器的驅動電路是一種頻率約為2千赫茲的方波脈衝電路，脈衝電壓幅度從O伏到正 負5伏可調。
【文檔編號】H01S3/106GK103779777SQ201210416719
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月28日 優先權日:2012年10月28日
【發明者】高培良 申請人:天津奇譜光電技術有限公司