[实用新型]基于光学反馈的窄线宽半导体激光器

说明书

本实用新型涉及一种基于光学反馈的窄线宽半导体激光器。本实用新型的目的是提供一种结构简单、制作方便、成本较低的基于光学反馈的窄线宽半导体激光器。本实用新型的技术方案是：该半导体激光器具有：半导体激光器芯片；耦合透镜系统，用于将所述半导体激光器芯片发出的光信号聚焦，并耦合进单模光纤Ⅰ；单模光纤耦合器，其入射支路连接所述单模光纤Ⅰ，用于将射入的光信号分为两路光输出，一路作为该激光器的输出支路，另一路作为反馈支路；光纤隔离器，连接所述单模光纤耦合器的输出支路；全反射装置，连接所述单模光纤耦合器的反馈支路，用于将反馈支路输出的光信号全反射且沿原路径返回。本实用新型适用于半导体、光纤通信技术领域。

技术领域

本实用新型涉及一种基于光学反馈的窄线宽半导体激光器。适用于半导体、光纤通信技术领域。

背景技术

半导体激光器，线宽压缩一直以来都是研究者们研究的重点。窄线宽的激光器在多个方面都有非常有价值的应用前景。高端数字光通信，比如高速DWDM的应用，相干通信以及高阶调制等都对激光器的线宽提出了明确的要求。

常规的DFB、DBR激光器，其线宽通常在10MHz左右范围，都必须要通过一定的压缩手段才能实际应用到这些高端的应用场合。

对于线宽压缩，已经有很多方法可以实现。比如通过增加芯片的出光功率可以实现线宽压缩，但是当输出功率不断增加时，由多种非线性因素导致的模式竞争会加剧，从而增大了线宽，因此，不可能无限制的通过增大光功率来压缩线宽。另外还可以通过改善腔内材料的损耗来减小线宽，或者采用高维的量子限制来实现更高的微分增益，从而进一步压缩线宽等。但这些方法对线宽的压缩幅度还不足够。

通过外腔反馈的方法实现比较窄的线宽是目前常用的线宽压缩方式。反馈可以分为电反馈和光反馈，电反馈由于结构复杂，目前应用较少。光反馈实现方案众多，比较常用的为采用高Q值的光学器件的反馈。高Q值的反馈器件比如微环、标准具、滤波器等。这些器件对性能要求特别高，制作困难，成本也比较高。

另外可调谐激光器在光通信中的应用也日益重要。DWDM系统中的备份器件、全光路由等都需要可调谐激光器发挥巨大的作用，并且对激光器的线宽也提出了更高的要求。线宽压缩日益成为光芯片和器件研究必不可少的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、制作方便、成本较低的基于光学反馈的窄线宽半导体激光器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于光学反馈的窄线宽半导体激光器，其特征在于，具有：

半导体激光器芯片；

耦合透镜系统，用于将所述半导体激光器芯片发出的光信号聚焦，并耦合进单模光纤Ⅰ；

单模光纤耦合器，其入射支路连接所述单模光纤Ⅰ，用于将射入的光信号分为两路光输出，一路作为该激光器的输出支路，另一路作为反馈支路；

光纤隔离器，连接所述单模光纤耦合器的输出支路；

全反射装置，连接所述单模光纤耦合器的反馈支路，用于将反馈支路输出的光信号全反射且沿原路径返回。

所述全反射装置为镀膜全反射光纤，由一段单模光纤Ⅱ构成，该单模光纤Ⅱ一端连接所述单模光纤耦合器的反馈支路，另一端为反射端，该反射端镀有金属膜或高反射的介质膜。

所述单模光纤Ⅱ的反射端为UPC端面。

所述单模光纤Ⅱ的反射端镀Au膜。

所述单模光纤耦合器的端口均为APC端面；所述单模光纤Ⅰ、单模光纤Ⅱ与单模光纤耦合器的连接端均为APC端面。

所述单模光纤耦合器的分光比为50：50。