CN115986543A - 一种窄线宽激光器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种窄线宽激光器，该窄线宽激光器包括可调谐种子源、环形器、第一锥形光纤、第二锥形光纤、回音壁模式谐振腔、光电探测器、分束器及控制器。可调谐种子源输出的初始激光由环形器的第一端输入，从环形器的第二端传输至第一锥形光纤，经过第一锥形光纤的锥区从第一位置耦入回音壁模式谐振腔，经过谐振后从第二位置耦入第二锥形光纤，第二锥形光纤输出的部分光束经过分束器的第一输出端、环形器的第三端和环形器的第一端返回至可调谐种子源实现自注入锁定，使得可调谐种子源的频率锁定在回音壁模式并压缩激光线宽。本发明实施例在压窄线宽的同时，提高了激光器的出光效率，增强了激光器的可调节性，降低了器件制备和安装难度。

Description

一种窄线宽激光器

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种窄线宽激光器。

背景技术

普通光源发射的光通常在频率上是各不相同的，所以包含有各种颜色，而激光发射的各个光子频率相同，因此是十分优秀的单色光源。而窄线宽激光器是一种“单色性”趋于极致的激光器。

“线宽”一词指的是激光在频域内的谱线宽度，这个宽度通常用频谱的半峰全宽(FWHM)来进行量化。线宽的产生主要受激光器激发态原子或离子自发辐射、相位噪声、以及谐振腔机械振动、温度抖动等外界因素的影响。线宽的数值越小，意味着光谱的纯净度越高，也就是激光的单色性越好。拥有这类特点的激光器通常具有极小的相位或频率噪声和很小的相对强度噪声。同时，激光器的线宽数值越小，对应的相干性越强，表现为极长的相干长度。窄线宽激光器的出现填补了激光在许多应用领域的空白，近几年已广泛应用在引力波探测、激光雷达、分布式传感、高速相干光通信等领域。

现有的窄线宽激光器，普遍存在出光效率低、馈送至激光器的回光效率较低且不可控(回光效率＝反馈光/输入光)的缺点，而且通过光学棱镜、光学透镜等光学器件进行激光器组装，需要精密的组装工艺，安装难度大，因此难以推广应用。

发明内容

本发明实施例提供了一种窄线宽激光器，该窄线宽激光器在压窄线宽的同时，具有较高的激光出光效率、提高了回光效率并实现可调节、降低了器件制备和安装难度。同时，通过模块化的封装，增强了器件的可靠性。

本发明实施例提供了一种窄线宽激光器，包括可调谐种子源、环形器、第一锥形光纤、第二锥形光纤、回音壁模式谐振腔、光电探测器、分束器以及控制器；

所述可调谐种子源的输出端与所述环形器的第一端连接，所述环形器的第二端与所述第一锥形光纤的第一端连接，所述第一锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第一位置耦合，所述第一锥形光纤的第二端与所述光电探测器连接，所述可调谐种子源和所述光电探测器均与所述控制器连接，所述第二锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第二位置耦合，所述第二锥形光纤的一端与所述分束器的输入端连接，所述分束器的第一输出端与所述环形器的第三端连接，所述分束器的第二输出端为激光输出端；

所述可调谐种子源输出的初始激光光束由所述环形器的第一端输入，从所述环形器的第二端传输至所述第一锥形光纤，经过所述第一锥形光纤的锥区从所述第一位置耦入所述回音壁模式谐振腔，经过谐振后从所述第二位置耦入所述第二锥形光纤，所述第二锥形光纤输出的部分光束经过所述分束器的第一输出端、所述环形器的第三端和所述环形器的第一端返回至所述可调谐种子源实现自注入锁定，使得所述可调谐种子源的频率锁定在回音壁模式并压缩激光线宽；

所述光电探测器用于接收所述第一锥形光纤的透射光束，并将所述透射光束的强度反馈至所述控制器，所述控制器根据反馈信号调节所述可调谐种子源的出光频率。

可选的，所述第一锥形光纤和所述第二锥形光纤均包括单模光纤，所述第一锥形光纤的锥区半径为1μm～3μm，所述第二锥形光纤的锥区半径为1μm～3μm。

可选的，所述回音壁模式谐振腔包括玻璃材料、半导体材料、聚合物材料或晶体材料的任意一种。

可选的，所述回音壁模式谐振腔的腔体形状包括球形、盘状、环状、微芯圆环状、齿轮状、柱状、瓶口状、跑道状、液芯管状或多边形的任意一种。

可选的，所述环形器为光纤环形器，所述分束器为光纤分束器，所述光纤环形器、所述光纤分束器、所述第一锥形光纤和所述第二锥形光纤所包括的光纤均为保偏光纤。

可选的，所述可调谐种子源包括可调谐半导体激光器。

可选的，所述可调谐半导体激光器包括分布式反馈激光器、分布式布拉格反射激光器或垂直腔面发射激光器。

可选的，所述第一锥形光纤、所述第二锥形光纤和所述回音壁模式谐振腔封装在同一器件内。

可选的，所述控制器包括单片机、数字信号处理器、可编程逻辑控制器或现场可编程门阵列。

可选的，还包括放大器和滤波器，所述放大器和所述滤波器位于所述光电探测器和所述控制器之间。

本发明实施例提供的窄线宽激光器，包括可调谐种子源、环形器、第一锥形光纤、第二锥形光纤、回音壁模式谐振腔、光电探测器、分束器以及控制器；通过可调谐种子源输出的初始激光光束，初始激光光束由环形器的第一端输入，从环形器的第二端传输至第一锥形光纤，经过第一锥形光纤的锥区时，逐渐变细的锥腰半径会使传输光一部分渗透出光纤芯外部进行传输，使得光功率在锥区重新分配，锥区输出的光场通过倏逝波耦合的方式从第一位置耦入回音壁模式谐振腔，经过谐振后从第二位置耦入第二锥形光纤，两次耦合均可以保证高耦合效率，提高回光效率且可调节；第二锥形光纤输出的部分光束经过分束器的第一输出端、环形器的第三端和环形器的第一端返回至可调谐种子源实现自注入锁定，使得可调谐种子源的频率锁定在回音壁模式并压缩激光线宽；通过光电探测器接收第一锥形光纤的透射光束，并将透射光束的强度反馈至控制器，控制器根据反馈信号调节可调谐种子源的出光频率，双反馈机制更有利于压窄线宽。而且本发明实施例提供的窄线宽激光器通过模块化安装，降低了器件制备和安装难度，增强了器件的可靠性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种窄线宽激光器结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种回音壁模式谐振腔原理图；

图3为本发明实施例提供的不同锥形光纤端口光能量变化趋势图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供的一种窄线宽激光器结构示意图。参考图1，该窄线宽激光器包括可调谐种子源10、环形器20、第一锥形光纤30、第二锥形光纤40、回音壁模式谐振腔50、光电探测器60、分束器70以及控制器80；

可调谐种子源10的输出端与环形器20的第一端201连接，环形器20的第二端202与第一锥形光纤30的第一端302连接，第一锥形光纤30的锥区与回音壁模式谐振腔50的第一位置301耦合，第一锥形光纤30的第二端303与光电探测器60连接，可调谐种子源10和光电探测器60均与控制器80连接，第二锥形光纤40的锥区与回音壁模式谐振腔50的第二位置401耦合，第二锥形光纤40的一端与分束器70的输入端连接，分束器70的第一输出端701与环形器20的第三端203连接，分束器70的第二输出端702为激光输出端；

可调谐种子源10输出的初始激光光束由环形器20的第一端201输入，从环形器20的第二端202传输至第一锥形光纤30，经过第一锥形光纤30的锥区从第一位置301耦入回音壁模式谐振腔50，经过谐振后从第二位置401耦入第二锥形光纤40，第二锥形光纤40输出的部分光束经过分束器70的第一输出端701、环形器20的第三端203和环形器20的第一端201返回至可调谐种子源10实现自注入锁定，使得可调谐种子源10的频率锁定在回音壁模式并压缩激光线宽；

光电探测器60用于接收第一锥形光纤30的透射光束，并将透射光束的强度反馈至控制器80，控制器80根据反馈信号调节可调谐种子源10的出光频率。

其中，可调谐种子源10可用于产生频率可调谐的初始激光光束，具体实施时，初始激光光束为连续激光。

其中，环形器20可为一种光学分路器件，通过环形器20的激光按照环形器20中的预设路径传输并出射。如图1所示的环形器20中，光路可设定为沿环形器20的第一端201输入至环形器20的第二端202输出；沿环形器20的第三端203输入至环形器20的第一端201输出，反向会产生巨大的输出损耗，几乎没有任何输出。

其中，回音壁模式谐振腔50可为一种利用谐振腔内部表面全反射性质实现光场局部增强与模式选择的光学元器件。

图2为本发明实施例提供的一种回音壁模式谐振腔原理图。如图2所示，将回音壁模式谐振腔50的赤道截面半径标记为R，谐振腔材料折射率标记为n，回音壁模式谐振腔50内全反射传播光束的角度标记为i。回音壁模式谐振腔50的工作原理如下：回音壁模式谐振腔50的赤道截面为对称圆周结构，光在回音壁模式谐振腔50内每次反射的角度保持不变，回音壁模式谐振腔50内全反射传播光束的角度i大于临界值时，会在回音壁模式谐振腔50内不断进行全反射，则光的能量被限制在回音壁模式谐振腔50内。当回音壁模式谐振腔50的赤道截面半径R远远大于λ时，激光在回音壁模式谐振腔50赤道圆周的传播路径近似为圆，回音壁模式的形成条件为：2πRn＝lλ；l为模式数，λ为光的波长。

回音壁模式谐振腔50具有高品质因子和较高的光子寿命，从而使得回音壁模式谐振腔50具有极窄的线宽，能够有效实现对光信号的选模和滤波。

其中，锥形光纤可用于激光的传输并与回音壁模式谐振腔50进行耦合。锥形光纤可采用化学腐蚀法，研磨法或熔拉法对光纤进行制备得到。相比于现有的棱镜耦合、单边抛光光纤耦合或波导耦合等，锥形光纤耦合具有耦合效率高、易于制作、成本低、输出模式少等优点。

锥形光纤与回音壁模式谐振腔50的耦合原理如下：光自锥形光纤的一端进入并传输至锥形光纤的锥区，由于锥区的半径逐渐减小，使得光一部分渗透出光纤外部进行传输，光功率在锥区重新进行分配。如果采用平端面光纤进行直接耦合，由于模场失配，其耦合效率很低，约为10％。基于锥形光纤的传输性质，采用锥形光纤与回音壁模式谐振腔进行耦合，可明显提高耦合效率，最高可以达到99.99％。同时，锥形光纤在安装过程中无需光纤法兰连接，降低了安装难度。

其中，第一锥形光纤30可用于将光耦入回音壁模式谐振腔50。光沿第一锥形光纤的第一端302进入，当可调谐种子源10的频率与回音壁模式谐振腔50谐振频率谐振时，第一锥形光纤30中的光在回音壁模式谐振腔50的第一位置301耦入回音壁模式谐振腔50中，此时第一锥形光纤30的第二端303光能量急剧下降，可调谐种子源10的光与回音壁模式谐振腔50处于谐振状态，回音壁模式谐振腔50激发回音壁模式。第二锥形光纤40可用于将回音壁模式谐振腔50中的光耦出，则第二锥形光纤40与分束器70连接一端中的光能量上升。图3为本发明实施例提供的不同锥形光纤端口光能量变化趋势图，如图3所示，当可调谐种子源10的光与回音壁模式谐振腔50处于谐振状态时，第一锥形光纤30的第二端303光能量最弱，第二锥形光纤40与分束器70连接一端光能量最强。

在回音壁模式下，回音壁模式谐振腔50中的光从第二锥形光纤40耦出，经分束器70分束后，部分光返回至可调谐种子源10，使得可调谐种子源10的频率锁定在回音壁模式下，起到压缩线宽的作用。同时，将回音壁模式谐振腔50中的光自第二锥形光纤40耦出，并将第二锥形光纤40中的光一部分作为窄线宽激光器的输出端，由于第一锥形光纤30和第二锥形光纤40均与回音壁模式谐振腔50高效耦合，提高了窄线宽激光器的输出效率。

其中，光电探测器60可用于将第一锥形光纤30直接输出的光信号转换为电信号。光电探测器60由光电二极管构成。光电二极管在反向电压工作模式下，光照强度变化，引起光电二极管中光电流的变化，并进一步将光信号转换为电信号输出。

其中，控制器80可用于接收光电探测器60中的电信号并依据接收电信号对窄线宽激光器进行参数调整。光电探测器60接收可调谐种子源10的光信号，并将光信号转换为电信号，传输至控制器80，控制器80根据电信号调整可调谐种子源10的出光频率，将可调谐种子源10的出光频率调整至与回音壁模式谐振腔50的谐振频率同频。更具体地，在一些应用场景中，可以基于调整可调谐种子源10的温度、功率等，来实现对可调谐种子源10的出光频率的调整。

可选的，控制器80也可以通过调整回音壁模式谐振腔50谐振频率，使得可调谐种子源10的出光频率与回音壁模式谐振腔50的谐振频率同频。具体地，可以通过温度和/或压力的变化改变回音壁模式谐振腔50的谐振频率；当回音壁模式谐振腔50由电光材料制备时，也可以通过施加不同的直流电压来改变回音壁模式谐振腔50的谐振频率。

其中，分束器70可用于对窄线宽激光器中的激光依据设定比例进行分束传输，且比例可以在窄线宽激光器运行时实时调整。本发明实施例对分束器70的比例不做具体限定。

具体的，将可调谐种子源10的输出端与环形器20的第一端201连接，环形器20上远离可调谐种子源10一端为环形器20的第二端202，环形器20与第一锥形光纤30连接，第一锥形光纤30远离环形器20一端与光电探测器60连接，光电探测器60进一步与控制器80连接，控制器80进一步与可调谐种子源10连接。同时，第一锥形光纤30，第二锥形光纤40设置在回音壁模式谐振腔50两侧并与回音壁模式谐振腔50耦合。第二锥形光纤40一端与分束器70连接，分束器70的第一输出端701与环形器20的第三端203连接，分束器70的第二输出端702用于激光出射。

示例性的，可调谐种子源10出射初始激光光束，初始激光光束自环形器20的第一端201输入，沿环形器20的第二端202输出至第一锥形光纤30的锥区，初始激光光束自第一锥形光纤30的锥区耦入回音壁模式谐振腔50，经回音壁模式谐振腔50作用后自回音壁模式谐振腔50耦入第二锥形光纤40，第二锥形光纤40传输至分束器70后，一部分光沿分束器70的第一输出端701输出，一部分光进入环形器20的第三端203，沿环形器20的第三端203输入，环形器20的第一端201输出至可调谐种子源10，实现自注入式锁定。在第一锥形光纤30一端连接光电探测器60，光电探测器60接收第一锥形光纤30的透射光束，光电探测器60将光信号转换为电信号输出至控制器80，控制器80根据透射光束的电信号，调节可调谐种子源10的出光频率，使得可调谐种子源10的出光频率与回音壁模式谐振腔50谐振频率一致，实现激光光谱线宽的压窄。

本发明实施例的技术方案，通过可调谐种子源10输出的初始激光光束，初始激光光束由环形器20的第一端201输入，从环形器20的第二端202传输至第一锥形光纤30，经过第一锥形光纤30的锥区时，逐渐变细的锥腰半径会使传输光一部分渗透出光纤芯外部进行传输，使得光功率在锥区重新分配，锥区输出的光场通过倏逝波耦合的方式从第一位置301耦入回音壁模式谐振腔50，经过谐振后从第二位置401耦入第二锥形光纤40，两次耦合均可以保证高耦合效率，提高回光效率且可调节；第二锥形光纤40输出的部分光束经过分束器70的第一输出端701、环形器20的第三端203和环形器20的第一端201返回至可调谐种子源10实现自注入锁定，使得可调谐种子源10的频率锁定在回音壁模式并压缩激光线宽；通过光电探测器60接收第一锥形光纤30的透射光束，并将透射光束的强度反馈至控制器80，控制器80根据反馈信号调节可调谐种子源10的出光频率，双反馈机制更有利于压窄线宽。而且本发明实施例提供的窄线宽激光器通过模块化安装，降低了器件制备和安装难度，增强了器件的可靠性。

可选的，第一锥形光纤30和第二锥形光纤40均包括单模光纤，第一锥形光纤30的锥区半径为1μm～3μm，第二锥形光纤40的锥区半径为1μm～3μm。

其中，单模光纤应用于单一模式下光的传输，第一锥形光纤30和第二锥形光纤40中均可以选用单模光纤。

通过在第一锥形光纤30和第二锥形光纤40中应用单模光纤可减小光的色散，提升光线的传输质量，增强窄线宽激光器的抗干扰性。同时，将第一锥形光纤30的锥区半径设置为1μm～3μm，第二锥形光纤40的锥区半径设置为1μm～3μm，增强光在锥形光纤中锥区外部传输的特性，提升光束耦合的效率。

可选的，回音壁模式谐振腔50包括玻璃材料、半导体材料、聚合物材料或晶体材料的任意一种。

其中，回音壁模式谐振腔50的制备材料可选用玻璃材料、半导体材料、聚合物材料、晶体材料中的一种，具体实施时可以根据实际情况选择。

根据材料不同制备方法也不同：玻璃材料一般采用飞秒激光加工法，半导体材料一般采用干法刻蚀法或选择湿法腐蚀加工法，聚合物材料一般采用热回流法，晶体材料一般采用机械研磨、飞秒激光加工法。本发明实施例对回音壁模式谐振腔50的制备材料和方法不做具体限定。

可选的，回音壁模式谐振腔50的腔体形状包括球形、盘状、环状、微芯圆环状、齿轮状、柱状、瓶口状、跑道状、液芯管状或多边形的任意一种。

其中，回音壁模式谐振腔50的腔体形状可为球形、盘状、环状、微芯圆环状、齿轮状、柱状、瓶口状、跑道状、液芯管状或多边形的任意一种。考虑到工艺上的制备难度，可将回音壁模式谐振腔50的腔体形状加工成盘状，提升压窄线宽的效果。

可选的，环形器20为光纤环形器，分束器70为光纤分束器，光纤环形器、光纤分束器、第一锥形光纤30和第二锥形光纤40所包括的光纤均为保偏光纤。

将环形器20，分束器70，第一锥形光纤30和第二锥形光纤40所包括的光纤均设置为保偏光纤，可使得光路的偏振保持不变，更好的实现自注入式锁定。

第一锥形光纤30和第二锥形光纤40的光纤接头可以为光纤常用标准接口，例如FC/APC、ST/UPC等。本发明实施例对此不做限定。

可选的，可调谐种子源10包括可调谐半导体激光器。

其中，可调谐半导体激光器可通过改变可调谐半导体激光器谐振腔的结构或尺寸对可调谐种子源10中发出的光进行调谐。可调谐半导体激光器的出光效率稳定，可调谐范围广，对可调谐半导体激光器进行调谐与回音壁模式谐振腔50形成谐振，提高回音壁模式下光的耦合效率，提升压窄线宽的作用。

可选的，可调谐半导体激光器包括分布式反馈激光器、分布式布拉格反射激光器或垂直腔面发射激光器。

可调谐半导体激光器可以是分布式反馈(Distributed Feedback Laser，DFB)激光器，也可以是分布式布拉格反射(Distributed Bragg Reflector，DBR)激光器，还可以是垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)。通过对分布式反馈激光器、分布式布拉格反射激光器或垂直腔面发射激光器的调谐，实现可调谐半导体激光器的光与回音壁模式谐振腔50的谐振，进而起到压窄线宽的作用。

可选的，第一锥形光纤30、第二锥形光纤40和回音壁模式谐振腔50封装在同一器件内。

将第一锥形光纤30、第二锥形光纤40和回音壁模式谐振腔50封装在同一器件中，避免了外界干扰导致影响耦合效率的问题，提升窄线宽激光器的抗干扰性和结构稳定性。

可选的，控制器80包括诸如单片机、数字信号处理器、可编程逻辑控制器80或现场可编程门阵列。

其中，控制器80可为单片机、数字信号处理器、可编程逻辑控制器或现场可编程门阵列中的一种，将光电探测器60中的电信号传输至控制器80，控制器80进行指令控制可调谐种子源10调谐。

可选的，还包括放大器和滤波器，放大器和滤波器位于光电探测器60和控制器80之间。

其中，放大器可用于光电探测器60中电信号的放大，便于控制器80的识别控制。滤波器可用于将放大后的电信号滤除杂波并进一步传输至控制器80中。

具体的，在回音壁模式下，可调谐种子源10与回音壁模式谐振腔50的非谐振光和第一锥形光纤30中的残余光自第一锥形光纤30一端进入光电探测器60，光电探测器60将光信号转换为电信号输出至放大器，放大器将电信号放大至一定比例之后，将放大后电信号传输至滤波器进行滤波处理，滤波处理后的电信号传输至控制器80。通过在光电探测器60和控制器80中间设置放大器和滤波器，保证电信号放大的同时滤除杂波，提升了控制器80输出控制的准确性和稳定性，保证了锥形光纤与回音壁模式谐振腔50的耦合效率，提升了窄线宽激光器的稳定性。

本发明实施例通过可调谐种子源10输出的初始激光光束，初始激光光束由环形器20的第一端201输入，从环形器20的第二端202传输至第一锥形光纤30，经过第一锥形光纤30的锥区时，逐渐变细的锥腰半径会使传输光一部分渗透出光纤芯外部进行传输，使得光功率在锥区重新分配，锥区输出的光场通过倏逝波耦合的方式从第一位置301耦入回音壁模式谐振腔50，经过谐振后从第二位置401耦入第二锥形光纤40，两次耦合均可以保证高耦合效率，提高回光效率且可调节；第二锥形光纤40输出的部分光束经过分束器70的第一输出端701、环形器20的第三端203和环形器20的第一端201返回至可调谐种子源10实现自注入锁定，使得可调谐种子源10的频率锁定在回音壁模式并压缩激光线宽；通过光电探测器60接收第一锥形光纤30的透射光束，并将透射光束的强度反馈至控制器80，控制器80根据反馈信号调节可调谐种子源10的出光频率，双反馈机制更有利于压窄线宽。而且本发明实施例提供的窄线宽激光器通过模块化安装，降低了器件制备和安装难度，增强了器件的可靠性。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种窄线宽激光器，其特征在于，包括可调谐种子源、环形器、第一锥形光纤、第二锥形光纤、回音壁模式谐振腔、光电探测器、分束器以及控制器；

所述可调谐种子源的输出端与所述环形器的第一端连接，所述环形器的第二端与所述第一锥形光纤的第一端连接，所述第一锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第一位置耦合，所述第一锥形光纤的第二端与所述光电探测器连接，所述可调谐种子源和所述光电探测器均与所述控制器连接，所述第二锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第二位置耦合，所述第二锥形光纤的一端与所述分束器的输入端连接，所述分束器的第一输出端与所述环形器的第三端连接，所述分束器的第二输出端为激光输出端；

所述可调谐种子源输出的初始激光光束由所述环形器的第一端输入，从所述环形器的第二端传输至所述第一锥形光纤，经过所述第一锥形光纤的锥区从所述第一位置耦入所述回音壁模式谐振腔，经过谐振后从所述第二位置耦入所述第二锥形光纤，所述第二锥形光纤输出的部分光束经过所述分束器的第一输出端、所述环形器的第三端和所述环形器的第一端返回至所述可调谐种子源实现自注入锁定，使得所述可调谐种子源的频率锁定在回音壁模式并压缩激光线宽；

所述光电探测器用于接收所述第一锥形光纤的透射光束，并将所述透射光束的强度反馈至所述控制器，所述控制器根据反馈信号调节所述可调谐种子源的出光频率。

2.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述第一锥形光纤和所述第二锥形光纤均包括单模光纤，所述第一锥形光纤的锥区半径为1μm～3μm，所述第二锥形光纤的锥区半径为1μm～3μm。

3.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述回音壁模式谐振腔包括玻璃材料、半导体材料、聚合物材料或晶体材料的任意一种。

4.根据权利要求3所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述回音壁模式谐振腔的腔体形状包括球形、盘状、环状、微芯圆环状、齿轮状、柱状、瓶口状、跑道状、液芯管状或多边形的任意一种。

5.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述环形器为光纤环形器，所述分束器为光纤分束器，所述光纤环形器、所述光纤分束器、所述第一锥形光纤和所述第二锥形光纤所包括的光纤均为保偏光纤。

6.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述可调谐种子源包括可调谐半导体激光器。

7.根据权利要求6所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述可调谐半导体激光器包括分布式反馈激光器、分布式布拉格反射激光器或垂直腔面发射激光器。

8.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述第一锥形光纤、所述第二锥形光纤和所述回音壁模式谐振腔封装在同一器件内。

9.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述控制器包括单片机、数字信号处理器、可编程逻辑控制器或现场可编程门阵列。

10.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，还包括放大器和滤波器，所述放大器和所述滤波器位于所述光电探测器和所述控制器之间。

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