[发明专利]一种可调谐窄线宽单频线偏振激光器

权利要求书

1.一种可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于包括热沉（13）及封装在热沉（13）上的泵浦源（1）、第一准直透镜（3）、激光后腔镜（4）、热光可调滤波器（5）、第二准直透镜（7）、稀土离子高掺杂多组分玻璃光纤（8）、超结构保偏光纤光栅（9）、保偏光隔离器（11）、保偏光纤（12）和热电制冷器TEC；所述泵浦源（1）、第一准直透镜（3）、激光后腔镜（4）、热光可调滤波器（5）、第二准直透镜（7）、稀土离子高掺杂多组分玻璃光纤（8）、超结构保偏光纤光栅（9）、保偏光隔离器（11）、保偏光纤（12）顺次排布，泵浦源（1）、热光可调滤波器（5）、超结构保偏光纤光栅（9）均各自安装在一个热电制冷器TEC上。

2.根据权利要求1所述的一种可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于所述泵浦源的输出端经第一准直透镜与激光后腔镜耦合连接，激光后腔镜与热光可调滤波器耦合连接，热光可调滤波器与第二准直透镜耦合连接，第二准直透镜与稀土离子高掺杂多组分玻璃光纤的输入端耦合连接，稀土离子高掺杂多组分玻璃光纤的输出端与超结构保偏光纤光栅的输入端耦合连接，超结构保偏光纤光栅的输出端与与保偏光隔离器的输入端耦合连接，保偏光隔离器的输出端与保偏光纤的尾纤耦合连接。

3.如权利要求1所述的可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于所述激光后腔镜（4）的镜片端面镀有薄膜层，薄膜膜层对激光信号波长高反，反射率要求大于80%；对泵浦光波长高透，透射率要求大于80%。

4.如权利要求1所述的可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于所述热光可调滤波器（5）为F-P型薄膜可调滤波器，利用该滤波器中介质薄膜材料的热光特性和高折射率特性，采用热电制冷器TEC进行精密温度控制，使得该滤波器中多层介质薄膜材料的折射率发生变化，实现对透射波长的可调谐。

5.如权利要求1所述的可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于所述稀土离子高掺杂多组分玻璃光纤（8）的纤芯成分为磷酸盐玻璃组分，其组成为：65P₂O₅-10Al₂O₃-20BaO-3La₂O₃-2Nd₂O₃；所述稀土离子高掺杂多组分玻璃光纤（8）的纤芯均匀掺杂高浓度稀土发光离子，稀土发光离子的掺杂浓度要求大于1×10²⁰ions/cm³；所述稀土发光离子包括镧系离子、碱土金属离子、过渡金属离子中的一种或几种的组合。

6.如权利要求1所述的可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于所述稀土离子高掺杂多组分玻璃光纤（8）的纤芯形状为圆形，纤芯直径为3~50μm，包层形状为圆形、D形、六边形或八边形，其中圆形包层的直径或非圆形包层的边到边距离为80~900μm。

7.如权利要求1所述的可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于所述稀土离子高掺杂多组分玻璃光纤（8）的一端镀有多层增透膜，增透膜对激光信号波长高透，透射率大于90%，用于抑制光纤端面反射。

8.如权利要求1所述的可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于所述超结构保偏光纤光栅（9）对激光信号波长有选择性梳状反射即部分透射，中心波长反射率为20%~80%，具有反射峰均匀性好、窄带宽的特点，作为激光输出的耦合元器件。

9.如权利要求1所述的可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于所述泵浦源（1）为边发射结构或其它封装形式的半导体激光器；所述泵浦源（1）输出模式是单模或多模，输出参数为泵浦波长800～1200nm，输出泵浦功率大于50mW；所述泵浦源的泵浦方式是前向泵浦，即泵浦源（1）发出的泵浦光直接从准直透镜（3）耦合进入光路。

10.如权利要求1所述的可调谐窄线宽单频线偏振激光器，其特征在于所述热光可调滤波器（5）与超结构保偏光纤光栅（9）均由独立的热电制冷器TEC进行精密温度控制，构成激光器波长/频率调谐功能部分；通过精密温度调节致使光纤光栅、滤波器的折射率相应改变，进而使得超结构保偏光纤光栅（9）的栅区反射光谱与热光可调滤波器（5）的透射光谱耦合重叠位置连续地发生变化，以获得不同波长处的最大反馈增益进行激光选频，即实现可宽范围、连续地调谐单频线偏振激光器的输出波长。