[发明专利]一种片上集成中红外超连续谱光源

权利要求书

1.一种片上集成中红外超连续谱光源，其特征在于：包括集成在片上且依次连接的用于产生种子光的泵浦激光产生模块、用于产生高峰值功率超短脉冲的泵浦激光放大模块、用于异质材料波导之间实现高效耦合的波导耦合模块和用于产生2-5μm中红外超连续谱激光的超连续谱产生模块，所述的泵浦脉冲激光产生模块结构为集成在片上且依次首尾相连的用于激光锁模的半导体可饱和吸收镜、用于补偿色散的正色散波导、用于注入泵浦光的第一波分复用器、用于提供放大的第一增益波导和用于输出激光的波导环形镜；所述的第一波分复用器、所述的正色散波导和所述的波导环形镜均采用硅铝酸盐作为波导基质材料；所述的第一增益波导采用硅铝酸盐作为波导基质材料且通过离子交换的方式掺入稀土离子；所述的波导环形镜输出的种子光进入所述的泵浦脉冲激光放大模块，所述的泵浦脉冲激光产生模块采用半导体激光器作为泵浦源，所述的泵浦脉冲激光放大模块结构为集成在片上且依次相连的用于展宽脉冲的脉冲展宽器、用于注入泵浦光的第二波分复用器、用于提供放大的第二增益波导和用于压缩脉冲的脉冲压缩器，所述的脉冲展宽器、所述的第二波分复用器、所述的脉冲压缩器均采用硅铝酸盐作为波导基质材料；所述的第二增益波导采用硅铝酸盐作为波导基质材料且通过离子交换的方式掺入稀土离子；所述的脉冲压缩器的波导色散为负色散，所述的脉冲展宽器的波导色散为正色散；所述的波导环形镜输出的种子光依次通过所述的脉冲展宽器和所述的第二波分复用器后进入到所述的第二增益波导中，所述的泵浦脉冲激光放大模块采用半导体激光器作为泵浦源，泵浦光通过所述的第二波分复用器进入到所述的第二增益波导中，所述的第二增益波导输出的高峰值功率超短脉冲通过所述的波导耦合模块后进入所述的超连续谱产生模块中。

2.根据权利要求1所述的一种片上集成中红外超连续谱光源，其特征在于：所述的波导耦合模块用于实现硅铝酸盐光波导和硫系光波导耦合，所述的波导耦合模块采取倏逝波垂直耦合或直接耦合方式实现。

3.根据权利要求1所述的一种片上集成中红外超连续谱光源，其特征在于：所述的超连续谱产生模块为在2-5μm波段内具有较低损耗和较小色散的高非线性波导，所述的高非线性波导采用磁控溅射法或热蒸发法制备薄膜，然后在此基础上采用曝光结合离子刻蚀或剥离法制备得到。

4.根据权利要求1所述的一种片上集成中红外超连续谱光源，其特征在于：所述的泵浦脉冲激光产生模块采用1.5μm波长、2μm波长或者1μm波长，所述的稀土离子采用铒、钬、铷、钐、铥或者镱，锁模方式采用基于半导体可饱和吸收镜、非线性偏振旋转、非线性光纤环镜或者新型可饱和吸收体方式实现锁模的高重复频率掺铒皮秒或飞秒脉冲光纤激光器。

5.根据权利要求1所述的一种片上集成中红外超连续谱光源，其特征在于：所述的泵浦脉冲激光产生模块、所述的泵浦脉冲激光放大模块和所述的超连续谱产生模块采用基膜、高阶模传输的波导。

6.根据权利要求1所述的一种片上集成中红外超连续谱光源，其特征在于：所述的泵浦脉冲激光产生模块和所述的泵浦脉冲激光放大模块泵浦方式采用前向、后向或者双向泵浦方法实现，所述的泵浦脉冲激光放大模块采用单级放大、两级放大或者多级放大。