[发明专利]基于单个回音壁模式光学微腔双波长激光的可调谐微波源

权利要求书

1.一种基于单个回音壁模式光学微腔双波长激光的可调谐微波源，包括：

基于单个回音壁模式光学微腔的双波长激光器（1），用于产生间距可调、线宽窄以及阈值低的双波长激射；光纤或光波导放大器（2），其输入端与所述双波长激光器（1）输出端相连，用于将光信号放大；光滤波器（3），其输入端与光纤或光波导放大器（2）输出端相连，用于滤去其它光信号及噪声；高速探测器（4），其输入端与光滤波器（3）输出端相连，用于产生带宽窄、可调谐的微波信号（5），其特征在于，所述的基于单个回音壁模式光学微腔的双波长激光器（1）包括：泵浦光源（11）；单个回音壁模式光学微腔（15）；光波导或锥形光纤（12），与单个回音壁模式光学微腔（15）直接相连或者通过消逝波侧向耦合或垂直耦合，用于输入泵浦光，并输出激光，同时引入模式微扰，引起几何特征接近的准简并回音壁模式相干重组，分别在泵浦光和激射光光波段产生空间分布特征相似的准简并多边形模式(13)，准简并多边形模式（13）包含一个多边形模式组成的局域化周期轨道（131）和至少一个多边形模式组成的多重局域化周期轨道（132）；衬底（14）；金电极对（16）。

2.根据权利要求1所述的基于单个回音壁模式光学微腔双波长激光的可调谐微波源，其特征在于，所述衬底（14）的材料是掺杂稀土离子或量子点的铌酸锂、硅、二氧化硅、氮化硅、碳化硅、IV族半导体材料及其化合物、III-V族化合物、II-VI族化合物、IV-VI族化合物、有机半导体材料或蓝宝石。

3.根据权利要求1所述的基于单个回音壁模式光学微腔双波长激光的可调谐微波源，其特征在于，所述单个回音壁模式光学微腔（15）的增益介质是稀土离子或量子点；所述单个回音壁模式光学微腔（15）的构型是微盘腔、变形微腔、环形微腔或跑道形微腔。

4.根据权利要求1所述的基于单个回音壁模式光学微腔双波长激光的可调谐微波源，其特征在于，所述准简并多边形模式（13）具有以下特征：本征频率具有几GHz到THz量级的差异值，径向量子数和角量子数的差异值固定，且具体差异值由本征频率和对应的量子数确定，从而使得模式的模场几何分布接近。

5.根据权利要求1所述的基于单个回音壁模式光学微腔双波长激光的可调谐微波源，其特征在于，所述空间分布特征相似的准简并多边形模式（13）远离微腔边缘，遭遇小的表面散射损耗，具有至少10⁶的品质因子，从而获得窄线宽激光。

6.根据权利要求1所述的基于单个回音壁模式光学微腔双波长激光的可调谐微波源，其特征在于，所述空间分布特征相似的准简并多边形模式（13）的多边形形状通过改变单个回音壁模式光学微腔（15）的直径、光波导或锥形光纤（12）与单个回音壁模式光学微腔（15）的耦合距离以及泵浦光波长来选择性激发，获得不同的双波长激光的频率间距，从而控制双波长工作范围。

7.根据权利要求1所述的基于单个回音壁模式光学微腔双波长激光的可调谐微波源，其特征在于，所述激射光光波段产生空间分布特征相似的准简并多边形模式（13）存在小的空间分布差异，借助电光、热光或等离子体色散物理效应改变局部的折射率，从而获得双波长间距的调谐。