[发明专利]一种易于集成的波长可调谐固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种易于集成的波长可调谐固体激光器，属于激光技术领域。

背景技术

波长可调谐激光器是光通信网络与系统的关键器件。可调谐激光器可以实现通信设备小型化、多功能、集成化、低功耗，并有扩展网络灵活性、控制流量、减少备用激光器数量、降低成本等优点。在提供精确光波长标准、充分利用全部光纤带宽、提高网络容量和效率、提高系统功能性等方面有着重要应用价值。

目前波长可调谐激光器主要分为两大类：

第一类是通过在激光腔内加入选纵膜的光学元件，通过对光学元件的调制来实现不同纵模激光的输出。比较常用的光学元件有衍射光栅、体布拉格光栅、标准具、棱镜等机械调整式，以及电光器件、磁光器件、声光器件等物理学方式。例如，CN104201553A通过了一种双波长可调谐固体激光器，包括泵浦源和谐振腔，所述谐振腔包括后腔镜、固体激光介质、偏振器、第一利特曼光栅结构和第二利特曼光栅结构；所述激光经偏振器后分为水平偏振方向和竖直偏振方向射出，在所述水平偏振方向设置有第一利特曼光栅结构；在所述垂直偏振方向设置有二分之一波片和第二利特曼光栅结构。该激光器两个波长可以独立的调谐。再如，CN105470799A公开了一种利用双F-P标准具调谐固体激光器输出波长的方法，包括厚标准具A及薄标准具B，采用双F-P标准具结构，通过改变两个F-P标准具的厚度、材料、角度，达到固体激光器输出波长可调谐的目的。该类波长调谐激光器因为需要额外加设光学选模元件，会增加器件成本，同时插入的光学元件不可避免的会引入插入损耗，降低激光效率。不利于集成。

第二类波长可调谐激光器是通过改变激光器外界环境，例如温度、压强等来改变激光增益介质激活离子的玻尔兹曼能级分布活着改变光栅的发射特性，从而实现输出激光波长的变化。例如CN102668419A提供了一种用于调整光网络元件的可调谐激光器的方法和装置，其中通过相对于环境温度改变可调谐激光器或者其至少一部分的温度调整可调谐激光器的波长。该类激光器对外界环境依赖性比较大，控制难度大、成本较高且稳定性也有待提高。

发明内容

针对现有技术波长可调谐激光器的不足及技术缺陷，本发明提供了一种易于集成的波长可调谐固体激光器；尤其是一种基于输出镜透过率调节实现波长可调谐输出的激光器。该激光器通过调整输出镜透过率实现激光波长可调谐输出，具有调谐速度快、稳定性高等特点。

术语说明：

透过率，简写通用表示为T。

透过率之差，简写通用表示为ΔT。

透过率变化范围，是指在一个输出镜上，最小透过率区域的透过率和最大透过率区域的透过率的数值范围，例如最小透过率为1％，最大透过率为50％，中间还有若干不同的透过率区域，则该输出镜上全部区域的透过率变化范围为1％-50％。该透过率变化范围也即可调谐范围。

Ho:LuAG：Ho:Lu₃Al₅O₁₂的通用简写；

Tm:LuYAG：Tm:(Lu_xY_1-x)₃Al₅O₁₂的通用简写，其中x＝0.1-0.9。

本发明的技术方案如下：

一种波长可调谐固体激光器，依次包括泵浦源、光学耦合系统、输入镜、增益介质、输出镜，其中，所述输出镜是有不同透过率区域的透过率可变输出镜，一驱动装置带动所述输出镜运动至所述不同透过率区域，实现输出镜透过率的调整，所述输出镜透过率是输出镜对输出激光波长的透过率，通过调整输出镜透过率实现激光波长可调谐输出。

根据本发明优选的，所述输出镜为平面镜。

根据本发明优选的，所述输出镜不同透过率区域的透过率变化范围为1％-50％；进一步优选为1％-20％。

根据本发明优选的，所述的输出镜不同透过率区域数n≥2，进一步优选的，所述的输出镜不同透过率区域数n＝3-10。

根据本发明优选的，所述输出镜为圆形，所述的输出镜不同透过率区域围绕输出镜中心等角度分布在输出镜镜面上。此时形成的不同透过率区域是扇形区域。进一步优选，所述输出镜不同透过率区域的两相邻区域的透过率之差为ΔT＝0.5％-10％，特别优选为ΔT＝3％或5％。