[发明专利]基于自发辐射抑制的超窄线宽激光器

权利要求书

1.一种基于自发辐射抑制的超窄线宽激光器，其特征在于，包括依次设置的全反射器、第一横模选择器、多横模增益介质、第二横模选择器和部分反射器，其中所述全反射器的反射侧朝向所述第一横模选择器，所述部分反射器的反射侧朝向所述第二横模选择器，所述部分反射器的另一侧为其输出端；所述多横模增益介质在接收到泵浦源后，将产生的自发辐射能量分布到多个横模上，并将分布到多个横模上的自发辐射能量分别传输给所述第一横模选择器、第二横模选择器；

所述第一横模选择器和第二横模选择器从所述分布到多个横模上的自发辐射能量中，选择出分布在相同横模上的自发辐射能量，所述第一横模选择器将选择出的该横模上的自发辐射能量传输给所述全反射器，所述第二横模选择器将选择出的该横模上的自发辐射能量传输给所述部分反射器；

所述全反射器、部分反射器以及两者之间的结构形成谐振腔，所述谐振腔对选择出的该横模上的自发辐射能量进行增益，最终形成单频激光从所述部分反射器的输出端输出。

2.根据权利要求1所述的基于自发辐射抑制的超窄线宽激光器，其特征在于，所述激光器为光纤激光器时，所述全反射器为窄带光纤布拉格光栅，所述第一横模选择器为第一单横模拉锥光纤，所述多横模增益介质为多横模增益光纤，所述第二横模选择器为第二单横模拉锥光纤，所述部分反射器为宽带光纤布拉格光栅，所述窄带光纤布拉格光栅、第一单横模拉锥光纤、多横模增益光纤、第二单横模拉锥光纤以及宽带光纤布拉格光栅依次连接；所述泵浦源为光泵浦；

所述光泵浦依次通过所述窄带光纤布拉格光栅、第一单横模拉锥光纤传输给所述多横模增益光纤，所述多横模增益光纤在接收到所述光泵浦后，将产生的自发辐射能量分布到多个横模上，并将分布到多个横模上的自发辐射能量分别传输给所述第一单横模拉锥光纤、第二单横模拉锥光纤；

所述第一单横模拉锥光纤和第二单横模拉锥光纤从所述分布到多个横模上的自发辐射能量中，选择出分布在相同横模上的自发辐射能量，所述第一单横模拉锥光纤将选择出的该横模上的自发辐射能量传输给所述窄带光纤布拉格光栅，所述第二单横模拉锥光纤将选择出的该横模上的自发辐射能量传输给所述宽带光纤布拉格光栅；

所述窄带光纤布拉格光栅、宽带光纤布拉格光栅以及两者之间的结构形成谐振腔，所述谐振腔对选择出的该横模上的自发辐射能量进行增益，最终形成单频激光从所述宽带光纤布拉格光栅的输出端输出。

3.根据权利要求2所述的基于自发辐射抑制的超窄线宽激光器，其特征在于，所述多横模增益光纤为多模增益光纤，所述多模增益光纤在接收到所述光泵浦后，将产生的自发辐射能量分布到多个小于所述多模增益光纤的截止波长的横模上。

4.根据权利要求2或3所述的基于自发辐射抑制的超窄线宽激光器，其特征在于，所述第一单横模拉锥光纤和第二单横模拉锥光纤均为拉锥光纤，所述拉锥光纤只能让基模无损耗或低损耗通过，而所有高阶模都在锥形过渡区耗散。

5.根据权利要求1所述的基于自发辐射抑制的超窄线宽激光器，其特征在于，所述激光器为半导体激光器时，所述全反射器为窄带光纤布拉格光栅，所述部分反射器为宽带光纤布拉格光栅，所述多横模增益介质为PN结形成的量子阱增益结构，包括上下两层的P结和N结以及中间的有源层，有源层通过特殊掺杂形成比上下两侧P结和N结更高的折射率，从而在有源层形成光学局域波导，所述有源层的左右两侧被制成锥形结构，位于所述有源层的左右两侧的第一锥形结构和第二锥形结构对应作为所述第一横模选择器和第二横模选择器；

所述泵浦源为电流泵浦，所述有源层在接收到所述电流泵浦后，通过所述有源层将产生的自发辐射能量分布到多个横模上，并将分布到多个横模上的自发辐射能量分别传输给所述第一锥形结构、第二锥形结构；

所述第一锥形结构和第二锥形结构从所述分布到多个横模上的自发辐射能量中，选择出分布在相同横模上的自发辐射能量，所述第一锥形结构将选择出的该横模上的自发辐射能量传输给所述窄带光纤布拉格光栅，所述第二锥形结构将选择出的该横模上的自发辐射能量传输给所述宽带光纤布拉格光栅；所述窄带光纤布拉格光栅、宽带光纤布拉格光栅以及两者之间的结构形成谐振腔，所述谐振腔对选择出的该横模上的自发辐射能量进行增益，最终形成单频激光从所述宽带光纤布拉格光栅的输出端输出。