[发明专利]快速调频的外腔激光器

权利要求书

1.一种快速调频的外腔激光器，其特征在于，包括依次设置的激光增益器件、准直透镜、锁频光路、分光片、外腔反射镜器件、光隔离器、聚焦透镜、保偏光纤，设于分光片一侧的光电探测器，以及一热电制冷器及控制电路；所述锁频光路由数个光锁频器构成，该光锁频器采用压电调制器进行调节；所述控制电路内包括有与光锁频器电性连接的锁频控制电路、与光电探测器电性连接的电流反馈电路，以及分别与电流反馈电路及外腔反射镜器件电性连接的调频控制电路。

2.如权利要求1所述的快速调频的外腔激光器，其特征在于，所述激光增益器件包括底座及设于底座上的激光增益芯片，该激光增益芯片的光谱范围覆盖C波段、L波段和/或者其他指定光通信波段。

3.如权利要求1所述的快速调频的外腔激光器，其特征在于，所述锁频光路内包括两个光锁频器，该光锁频器包括基座、设于基座上的第一滤光片、压电陶瓷，及设于压电陶瓷上且与第一滤光片相对设置的第二滤光片。

4.如权利要求3所述的快速调频的外腔激光器，其特征在于，所述第一滤光片与第二滤光片相对向设置的内侧面上均部分镀设有反射膜，第一滤光片与第二滤光片相背向设置的外侧面上均镀设有抗反射膜；所述部分镀设反射膜的两内侧面共同构成一标准具的两个反射面，通过改变压电陶瓷的驱动电压，以改变标准具的自由光谱范围。

5.如权利要求3所述的快速调频的外腔激光器，其特征在于，所述两个光锁频器包括第一光锁频器和第二光锁频器，该第一光锁频器的自由光谱范围为FSR1，第二光锁频器的自由光谱范围为FSR2，控制FSR1和FSR2存在一个微小差异，则锁频光路的联合自由光谱范围JFSR＝(FSR1*FSR2)/(FSR1-FSR2)。

6.如权利要求2所述的快速调频的外腔激光器，其特征在于，所述外腔反射镜器件包括压电陶瓷基座及反射镜，通过调整压电陶瓷基座的输入电压来调节外腔反射镜的位置，以改变激光器谐振腔腔长。

7.如权利要求6所述的快速调频的外腔激光器，其特征在于，所述反射镜前表面部分镀设有反射膜，反射镜后表面镀设有抗反射膜，该反射镜的前表面和激光增益芯片的后端面共同构成外腔激光器谐振腔的两个面。

8.如权利要求1-7任一项所述的快速调频的外腔激光器，其特征在于，所述控制电路还包括分别与激光增益器件及电流反馈电路电性连接的电流控制电路，以及与热电制冷器电性连接的温度控制电路。

9.如权利要求8所述的快速调频的外腔激光器，其特征在于，所述电流控制电路用于控制激光器增益器件的工作电流，以对外腔激光器出射功率和频率进行控制；

锁频控制电路用于通过调节压电调制器的工作电压，以改变光锁频器的工作频率；

电流反馈电路用于通过光电探测器的光电流反馈输出光功率和光频率；

调频控制电路用于控制外腔反射镜器件的工作电压，改变外腔激光器谐振腔的光学长度，从而改变出射激光频率，并同时提供一个固定频率的交流信号，进行动态频率调整；

温度控制电路用于控制半导体致冷器的温度，保证外腔激光器谐振腔和前述全部光学元件处于稳定的工作温度，使其输出频率稳定。

10.如权利要求8所述的快速调频的外腔激光器，其特征在于，

正常工作时，电流控制电路为激光增益器件提供工作电流，激光器增益器件发出的光经过准直透镜转变成准直光，该准直光通过光锁频器后经分光片分成两束，其中透射光通过外腔反射镜器件、光隔离器和聚焦透镜耦合进保偏光纤；反射光入射到光电探测器转换成光电流输出给电流反馈电路，温度控制电路控制热电制冷器工作在指定温度点；

需要频率切换时，锁频控制电路调整光锁频器的锁频频率，电流反馈电路提供功率和频率反馈信息到电流控制电路和调频控制电路，实现功率和频率的实时闭环控制。