[发明专利]自注入波长转换

权利要求书

1.一种操作经频率转换的激光源的方法，所述激光源包括激光二极管、耦合光学器件、波长转换器件和外部反射器，其中：

激光二极管被配置成在泵浦波长λ_P和脉冲重复频率v_P下发射脉冲光学泵浦信号；

激光二极管、耦合光学器件和外部反射器被配置成沿激光源的光路在激光二极管和外部反射器之间限定外部激光腔；

波长转换器件沿激光源的光路定位在外部激光腔内，且配置成将泵浦波长λ_P转换成经转换的波长λ_C并透射未转换泵浦信号λ_P′；

外部反射器被配置成透射经转换的波长λ_C并将未转换的泵浦信号λ_P′的至少一部分返回到激光二极管的增益区段作为自注入激光脉冲；以及

所述方法包括驱动激光二极管的增益区段，使得脉冲重复频率v_P小于但充分接近外部激光腔的往返光飞行时间t_F的数学倒数，或其整数倍，以确保从脉冲光学泵浦信号生成的相应自注入激光脉冲在连续光学泵浦信号脉冲的形成期间到达激光二极管的增益区段。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述波长转换器件还被配置成将反射的泵浦波长λ_P转换成经转换的波长λ_C，并透射未经转换的泵浦信号λ_P作为泵浦激光器的自注入光。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

该方法包括驱动激光二极管的增益区段，使得脉冲重复频率v_P与外部激光腔的往返光飞行时间t_F同步，如下

1/m(t_F+τ)≤v_P＜m/t_F

其中m是正整数，τ是光学泵浦信号脉冲的近似脉宽，而脉冲重复频率v_P被选择成允许从脉冲光学泵浦信号生成的相应自注入激光脉冲在连续光学泵浦信号脉冲的形成期间到达激光二极管的增益区段。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，脉冲重复频率v_P近似为5GHz，近似脉宽τ小于约0.2纳秒，并且往返飞行时间t_F对应于约3cm的有效腔长。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，脉冲重复频率v_P小于约10GHz，近似脉宽τ介于约0.04纳秒至0.2纳秒之间，并且往返飞行时间t_F对应于约1.5cm至约5cm之间的有效腔长。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，外部反射器包括在经转换的波长λ_C上为AR涂覆且在泵浦波长λ_P上为HR涂覆的分色镜。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

波长转换器件的前面面向激光二极管；

波长转换器件的后面面向外部反射器；

波长转换器件的前面垂直于波导，在经转换的波长λ_C下为HR涂覆且在泵浦波长λ_P下为AR涂覆；

波长转换器件的后面垂直于波导，在经转换的波长λ_C和泵浦波长λ_P下为AR涂覆；以及

外部反射器在经转换的波长λ_C下为AR涂覆且在泵浦波长λ_P下为HR涂覆。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

波长转换器件的前面面向激光二极管；以及

外部反射器包括作为涂层施加到波长转换器件的后面上的分色镜。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

波长转换器件的前面面向激光二极管；

波长转换器件的后面面向外部反射器；

波长转换器件的前面垂直于波导，在经转换的波长λ_C下为HR涂覆且在泵浦波长λ_P下为AR涂覆；

波长转换器件的后面垂直于波导，在经转换的波长λ_C下为AR涂覆且在泵浦波长λ_P下为HR涂覆。