[发明专利]一种基于超窄线宽相移光栅的激光滤波器及其制作方法

说明书

本发明涉及一种基于超窄线宽相移光栅的激光滤波器及其制作方法；制作方法包括对光纤进行预处理，将光纤的一端研磨得到光纤透镜；在光纤上对光纤透镜的后端进行金属化处理；对S2中的光纤尾端刻写超窄线宽相移光栅；将超窄线宽相移光栅进行补偿封装第一补偿封装部和第二补偿封装部，第一补偿封装部的热膨胀系数大于第二补偿封装部；将上述处理后的光纤与激光芯片连接，通过焊接涂料将金属化光纤位置与激光芯片进行耦合焊接。本发明操作简单，能够实现激光子束超窄线宽化，且较易实现滤波器件与激光器芯片高度集成化，通过对光栅区域进行无温漂封装，使波长不随温度变化而漂移，最大可达到温差100℃波长漂移0.03nm，实现激光输出波长稳定化。

技术领域

本发明涉及激光滤波器技术领域，尤其涉及一种基于超窄线宽相移光栅的激光滤波器及其制作方法。

背景技术

光纤激光器具有效率高、体积小、光束质量好、工作稳定可靠和环境适应性强等突出有点，在通信、工业加工、医疗、国防等领域具有广阔的应用前景，是激光研究的重要方向之一。随着双包层大模场光纤的产生、半导体泵浦性能的提升以及光纤集成技术的快速发展，光纤激光器的输出功率得到了迅速提升。

目前，光纤激光器输出功率进一步提升的有效方案是光束合成，主要包括相干合成和光谱合成。而光束合成对激光子束提出了要求，一般要求合成激光子束具有窄线宽和高功率光束质量特性。随着激光输出功率的提升，用于滤波的光栅波长也会随着温度的升高而发生偏移，具体为温度升高100℃波长漂移1nm左右，从而影响激光器输出波长的稳定性；且目前的激光子束的超窄线宽相移光栅的制作比较繁琐，导致系统集成化较差。

发明内容

为了解决上述问题，一方面，本发明提供了一种基于超窄线宽相移光栅的激光滤波器的制作方法，包括以下步骤：

S1：对选取的光纤进行预处理，将所述光纤的一端研磨得到光纤透镜；

S2：在所述光纤上对所述光纤透镜的后端进行金属化处理；

S3：对S2中的光纤尾端刻写超窄线宽相移光栅；

S4：将所述超窄线宽相移光栅进行补偿封装，在所述超窄线宽相移光栅外侧并排设置有第一补偿封装部和第二补偿封装部，所述第一补偿封装部的热膨胀系数大于所述第二补偿封装部的热膨胀系数；

S5：将S4得到的光纤与激光芯片连接，通过焊接涂料将金属化光纤位置与所述激光芯片进行耦合焊接。

进一步地，所述步骤S4中，所述第一补偿封装部采用铝材封装，所述第二补偿封装部采用高硼硅玻璃封装。

进一步地，所述步骤S3中，超窄线宽相移光栅的刻写方法为：

搭建刻写平台，包括激光器以及沿光路依次设置的反射镜、柱面镜、相位掩膜板，所述相位掩膜板前设置有所述光纤；

其中，所述反射镜连接有驱动其运动的运动控制平台，所述相位掩膜板下方连接有驱动其运动的压电陶瓷，所述运动控制平台和所述压电陶瓷连接有控制系统。

进一步地，所述柱面镜和所述相位掩膜板之间的间距与所述柱面镜的焦距相等。

进一步地，所述超窄线宽相移光栅的线宽为30MHZ～1000MHZ，反射率大于10dB。

进一步地，所述步骤S1中，所述光纤透镜为锥形或楔形，所述光纤透镜的楔形角度为10～150°，曲率半径为3～20μm，偏轴2°。

进一步地，所述步骤S2中，光纤金属化处理处的膜层厚度为1～10μm。

进一步地，所述光纤包括纤芯、包层和涂覆层，所述包层包覆在所述纤芯外侧，所述涂覆层设置在所述包层外侧。

进一步地，所述步骤S5中，所述焊接涂料为AuSn20，焊接温度为290℃，焊接时间小于10S。