[发明专利]一种微腔光梳激光器、测距装置及测距方法

权利要求书

1.一种微腔光梳激光器，其特征在于，包括片上半导体激光器与高品质因子微腔，所述高品质因子微腔包括耦合波导与环形光学微腔；所述片上半导体激光器的输出端与所述耦合波导的输入端连接，所述耦合波导与所述环形光学微腔相切；

所述片上半导体激光器用于发出单频泵浦激光，所述单频泵浦激光经由所述耦合波导进入所述环形光学微腔，所述环形光学微腔用于将所述单频泵浦激光转变为多频光梳激光，所述环形光学微腔内部分泵浦激光散射回所述片上半导体激光器，形成所述片上半导体激光器与所述高品质因子微腔模式注入锁定，并在微腔中产生孤子锁模光脉冲。

2.根据权利要求1所述的微腔光梳激光器，其特征在于，所述片上半导体激光器采用三五族半导体材料作为增益介质。

3.根据权利要求1所述的微腔光梳激光器，其特征在于，所述片上半导体激光器为分布反馈式激光器结构。

4.根据权利要求1所述的微腔光梳激光器，其特征在于，所述耦合波导和/或所述环形光学微腔由二氧化硅、硅、氮化硅、铌酸锂、氮化铝、氮化镓与锗中的一种材料制成。

5.根据权利要求1-4任一项所述的微腔光梳激光器，其特征在于，所述微腔光梳激光器还包括电源，所述电源用于向所述片上半导体激光器供电。

6.一种测距装置，其特征在于，包括如上述权利要求1-5任一项所述的微腔光梳激光器，还包括电光分离装置与电光采样时域探测装置，所述微腔光梳激光器发出的孤子锁模光脉冲通过所述电光分离装置分成两路，一路转变为电脉冲并传输至所述电光采样时域探测装置；另一路发射至待测物并经反射回收，传输至所述电光采样时域探测装置。

7.根据权利要求6所述的测距装置，其特征在于，所述电光分离装置包括光纤分束器、光纤环形器和光电转换器，所述光纤分束器用于将所述孤子锁模光脉冲分束，一束进入所述光电转换器转变为电脉冲，所述电脉冲进入到所述电光采样时域探测装置中；另一束进入所述光纤环形器，由所述光纤环形器发射至待测物并经反射回收，传输至所述电光采样时域探测装置。

8.根据权利要求6或7所述的测距装置，其特征在于，电光采样时域探测装置包括光纤耦合器、电光相位调制器和平衡光电探测器，所述光纤耦合器用于接收所述光纤环形器发送的孤子锁模光脉冲，并将所述孤子锁模光脉冲发送至所述平衡光电探测器；所述电光相位调制器用于接收所述光电转换器发送的电脉冲，并将所述电脉冲信号作为调制信号加载到所述孤子锁模光脉冲信号上。

9.根据权利要求7所述的测距装置，其特征在于，所述光纤耦合器为3x3的6端口光纤耦合器。

10.一种如权利要求6-9任一项所述的测距装置的测距方法，其特征在于，包括如下步骤：

调节片上半导体激光器电流值，所述片上半导体激光器发出单频泵浦激光至耦合波导，所述耦合波导将所述单频泵浦激光发送至环形光学微腔，所述环形光学微腔与所述耦合波导内光学耦合生成孤子锁模光脉冲，并将所述孤子锁模光脉冲发送至电光分离装置；

所述电光分离装置控制所述孤子锁模光脉冲一部分转变为电脉冲并发送至所述电光采样时域探测装置中；所述电光分离装置控制所述孤子锁模光脉冲另一部分发射至待测物，并接收所述待测物反射的孤子锁模光脉冲，将反射的孤子锁模光脉冲发送至所述电光采样时域探测装置中；

所述电光采样时域探测装置根据收集的电脉冲与反射的孤子锁模光脉冲的相对延迟信息，输出待测物的距离信息。