[发明专利]激光器对光学谐振器的反馈增强的自注入锁定

权利要求书

1.激光器设备，包括：

激光器，在激光器频率产生激光束；

光学谐振器，构造为支持在所述光学谐振器中循环的回音壁模式，所述光学谐振器光学地耦合至所述激光器以将所述激光束的一部分以一个或多个回音壁模式接收到所述光学谐振器中，以在所述光学谐振器中循环；

第一光学耦合器，位于所述激光束的光路中，以将所述激光束的至少一部分耦合到所述光学谐振器中以在所述光学谐振器中沿第一方向进行循环，并且将所述光学谐振器中沿与所述第一方向相反的第二方向循环的光耦合出所述光学谐振器，作为反馈到所述激光器的反馈光，以便稳定所述激光器的频率和减小所述激光器的线宽；

第二光学耦合器，在相对于所述光学谐振器与所述第一光学耦合器的位置不同的位置处耦合至所述光学谐振器，所述第二光学耦合器将所述光学谐振器中沿所述第一方向循环的光耦合出所述光学谐振器以作为输出光束；以及

反馈光学装置，位于通过所述第二光学耦合器输出的所述输出光束的光路中，用来接收所述输出光束并将所述输出光束的至少一部分反射回所述第二光学耦合器作为反射光束，其中所述第二光学耦合器将所述反射光束的至少一部分沿所述第二方向耦合到所述光学谐振器中，以增加所述光学谐振器中沿所述第二方向循环的光的光学能量，从而增强通过所述第一光学耦合器反馈回所述激光器的光学能量，以实现所述激光器对所述光学谐振器的注入锁定。

2.如权利要求1所述的激光器设备，其中：

所述反馈光学装置包括反射光的反射镜，

3.如权利要求1所述的激光器设备，其中：

所述反馈光学装置包括反射光的反射镜和位于所述第二光学耦合器和所述反射镜之间的透镜。

4.如权利要求3所述的激光器设备，其中：

所述反射镜位于所述透镜的焦点处或者接近所述透镜的焦点。

5.如权利要求3所述的激光器设备，其中：

所述透镜是梯度折射率透镜。

6.如权利要求3所述的激光器设备，其中：

所述反射镜包括形成在所述梯度折射率透镜端面上的并反射光的介质膜。

7.如权利要求3所述的激光器设备，其中：

所述反射镜附接在所述梯度折射率透镜的端面上。

8.如权利要求1所述的激光器设备，其中：

所述激光器是通过电流操作以产生所述激光束的半导体激光器。

9.如权利要求8所述的激光器设备，其中：

所述反馈光学装置的反射率、所述第一和第二光学耦合器被配置为增加所述电流的范围，其中通过超过所述电流的范围的注入锁定将所述半导体激光器在频率上锁定到所述光学谐振器，以用于在没有反馈光学装置的情况下保持注入锁定。

10.如权利要求1所述的激光器设备，其中：

所述第一和第二光学耦合器是迅速地将光耦合到和耦合出所述光学谐振器的光学迅衰耦合器。

11.如权利要求1所述的激光器设备，其中：

所述第一光学耦合器将所述激光束的一小部分耦合到所述光学谐振器中，以减小由所述光学谐振器内部的所述激光束所引起的光学非线性或热不稳定性。

12.如权利要求1所述的激光器设备，包括：

透镜，位于所述激光器和所述第一光学耦合器之间，以提供在将所述激光束耦合到所述光学谐振器中的数值孔径匹配。

13.如权利要求1所述的激光器设备，包括：

相位旋转器，位于所述激光器和所述第一光学耦合器之间，以调节反馈到所述激光器的所述反馈光的相位。

14.如权利要求1所述的激光器设备，其中：

所述反馈光学装置包括反射光的反射器和位于所述反射器和所述第二光学耦合器之间的法拉弟旋转器。