[实用新型]一种具有内置隔离器的双反馈集成混沌激光器

说明书

一种具有内置隔离器的双反馈集成混沌激光器，由一DFB激光器芯片、一准直透镜、一双反射透射镜、一内置隔离器、一聚焦透镜、一透镜光纤组成。其中，准直透镜和聚焦透镜的存在提高了整个混沌激光器件的耦合效率；双反射透射镜的两面均镀有透射反射膜，与DFB激光器芯片构成双反馈结构，能够提高集成器件的混沌带宽；该具有内置隔离器的双反馈集成混沌激光器可固定于普通商用14针蝶形激光器管壳当中，减小了混沌源的体积，降低了成本；并且由于内置了隔离器，在实际的应用中不必在混沌源输出端再加装隔离器件，避免了由于外加隔离器件在接头处或熔接处形成不必要的反馈，同时提高了集成度。

技术领域

本实用新型涉及半导体混沌激光领域，特别是涉及一种具有内置隔离器的双反馈集成混沌激光器。

背景技术

混沌激光作为激光器的一种具有内在随机性、初值敏感性、宽频谱等特性的特殊输出形式，在混沌保密光通信、高速物理随机数（密钥）产生、高精度光网络故障检测、反告警雷达、超宽带技术和分布式光纤传感等多个领域具有重要的应用，而混沌光源则是其在各领域应用的核心器件。

由于半导体激光器具有重量轻、体积小、转换效率高、寿命长、集成性强等特点而成为研究者产生混沌激光的最主要器件。目前发展了（1）光反馈方式、（2）光注入方式、（3）光电反馈方式和（4）混合式扰动方式等多种扰动方式来利用半导体激光器产生混沌激光。而目前的混沌激光源多是在实验台上利用半导体激光器结合各种外部分立光学元件搭建而成的，体积庞大，易受环境影响、输出不稳定，严重影响了混沌激光实用化的推广速度。因此，要真正实现混沌激光源的实用化和产业化，必须研制体积小、性能稳定、低成本的光子集成混沌半导体激光器。

2008年希腊雅典大学Argyris等人研制了包含一个DFB激光器、增益/吸收区、相位控制区和长无源波导镀膜反馈腔构成的单片集成混沌半导体激光器芯片（A.

Argyris et al., “Photonic integrated device for chaos applications incommunications,” Physical Review Letters, 100 (19):194101, 2008 .），2010年，意大利帕维亚大学Annovazzi-Lodi等人、西班牙巴利阿里群岛大学Mirasso等人和德国海因里希-赫兹研究院弗劳恩霍夫电信研究所Hamacher研制了带有空气隙的双反馈光子集成混沌半导体激光器芯片（V. Tronciu et al., “Chaos generation and synchronizationusing an integrated source with an air gap,” IEEE Journal of QuantumElectronics, 46(12):1840-1846, 2010.）。2011年日本NTT公司Harayama等人和日本琦玉大学Uchida联合研制了单片集成混沌半导体激光器芯片，此芯片包含一个DFB激光器、两个SOA、一条无源光波导以及一个快速光电探测器，然后将此混沌半导体激光器芯片两片封装在一个模块中，并行输出两路不相关的混沌电信号（T. Harayama et al., “Fastnondeterministic random-bit generation using on-chip chaos lasers,” PhysicalReview A, 83(3):031803, 2011.）。2013年西南大学夏光琼课题组与中科院半导体材料科学重点实验室合作研制了一个三段式单片集成半导体激光器芯片用于产生混沌激光（J.G. Wu et al., “Direct generation of broadband chaos by a monolithicintegrated semiconductor laser chip,” Optics Express, 21(20): 23358-23364,2013.）。该芯片包含一个DFB区、相位控制区、放大区，并在一端端面镀高反射膜以形成光反馈腔，通过控制反馈光强实现混沌光输出。