[实用新型]一种基于液晶的可调谐激光器

说明书

本实用新型公开一种基于液晶的可调谐激光器，包括：泵浦光源和光子芯片，光子芯片包括：液晶衬底层、设置于液晶衬底层表面的液晶导芯层以及驱动电极；液晶导芯层上分布有：光传输直波导，光传输直波导的输入端用于输入泵浦光源；光输出直波导，光输出直波导的输出端用于输出任意波长光；谐振腔，包括：一个或多个互相级联的谐振微腔，谐振腔分别与光传输直波导和光输出直波导透射耦合；驱动电极用于驱动液晶衬底层、液晶导芯层的光传输直波导部分、光输出直波导部分及谐振腔部分内液晶分子排布变化，改变其对应部分的折射率。本实用新型公开一种基于液晶的可调谐激光器结构简洁，集成化程度高，体积小，可以实现多级级联，输出高效率高。

技术领域

本实用新型涉及一种激光器，具体涉及一种基于液晶的可调谐激光器。

背景技术

回音壁模式(Whispering-Gallery Modes，简称WGM)的光学微腔利用光学全反射的原理来实现对光场的强限制，使得谐振腔内产生品质因子较高的模式，将光场很好地约束在微米量级。因此，WGM光学微腔器件被认为在非线性光学、光通信、光传感检测等领域具有非常广泛的应用前景。光学微腔激光器因为具有小的模式体积、低功耗、高速率、易于集成等特点，越来越受到重视。

可调谐激光器是现代光纤通讯系统、光学传感系统和光谱分析系统的关键部件，结构主要包括泵浦源、谐振腔、增益介质和可调谐滤波器件。谐振腔、增益介质和可调谐滤波器件的结构、材料、工艺等参数均会影响调谐效果和激光器工作效率。

传统可调谐光学微腔激光器存在以下问题：

1)可调谐光学微腔拉曼激光器由于采用声光调制，精细度和自由光谱区难以同时满足小型化、高效率、易集成的要求。

2)可调谐光学微腔掺杂激光器需要利用光纤光栅或光纤环形镜调谐，受到外界影响较大。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种基于液晶的可调谐激光器。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种基于液晶的可调谐激光器，包括：泵浦光源和光子芯片，光子芯片包括：液晶衬底层、设置于液晶衬底层表面的液晶导芯层以及驱动电极；

液晶导芯层为掺杂有增益介质的液晶层，且液晶导芯层上分布有：

光传输直波导，光传输直波导的输入端用于输入泵浦光源；

光输出直波导，光输出直波导的输出端用于输出任意波长光；

谐振腔，包括：一个或多个互相级联的谐振微腔，谐振腔分别与光传输直波导和光输出直波导透射耦合；

驱动电极用于驱动液晶衬底层、液晶导芯层的光传输直波导部分、光输出直波导部分及谐振腔部分内液晶分子排布变化，改变其对应部分的折射率。

本实用新型公开一种基于液晶的可调谐激光器属于芯片化集成激光器，结构简洁，集成化程度高，体积小，可以实现多级级联，输出高效率高。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，液晶衬底层及液晶导芯层的液晶折射率变化范围均在1.55至1.7之间。

采用上述优选的方案，可以有效实现波长可调谐。

作为优选的方案，液晶导芯层内液晶分子与液晶衬底层内液晶分子之间存在夹角，夹角大小为0至π。

采用上述优选的方案，实现光在波导介质和增益介质中的全反射传播，其中波导介质为液晶材料，增益材质为可以为染料、钙钛矿材料、共轭聚合物等具有光学增益的材料。

作为优选的方案，液晶导芯层液晶折射率大于液晶衬底层液晶折射率。