CN101344649A - 一种调制标准具、波片及其他光学元件光学长度方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种调制标准具、波片及其他光学元件光学长度方法。本发明采用半导体激光或其他泵浦光如LED光泵浦由可吸收泵浦光的光学材料制作的标准具、光学元件、波片，由调节泵浦光输出功率改变标准具波片、光学元件透光区域的温度，从而实现标准具透过波长的改变、波片相位快速变化，光学元件光学长度快速变化。本发明的方法是一种创新的调谐方法。

Description

一种调制标准具、波片及其他光学元件光学长度方法

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种调制标准具、波片及其他光学元件光学长度方法。

背景技术

在激光器或光纤通讯中，标准具已获得了广泛应用，如一组标准具可用来作为光学通讯中色散补偿；在激光器中可用来调谐激光器输出波长。人们采用了温度调频、压电调频、电光调频、改变入射光角度调频等方法。

可调谐波片是调Q激光器器件中的重要器件，需要通过一定的调谐方式来控制波片的位相。

光学领域也往往需要具有能够调谐光学长度的光学元件，如应用于单片环行激光器，激光器波长调节、锁定等。

通常的这些光学元件的调谐方式为温度调频、压电调频、电光调频、改变入射光角度调频等，这些方式各有各的优缺点。

发明内容

本发明的目的就是采用另一种方法实现标准具、波片及其他光学元件光学长度方法的快速调谐。

·为此，本发明采用如下技术方案：

对于标准具，用可吸收泵浦光的光学材料制作标准具，通过调节泵浦光来改变光学元件温度来改变标准具透光波长。

对于波片，用可吸收泵浦光的光学材料制作波片，通过调节泵浦光来改变光学元件温度来改变波片位相。

对于其他光学元件，用可吸收泵浦光的光学材料制作光学元件，通过调节泵浦光来改变光学元件温度来改变光学元件的光学厚度。所述的光学元件可以是光学玻璃、光学晶体、光学陶瓷等光学材料。

进一步的，上述的三者的调节泵浦光方式可以为调节泵浦光输出功率或调节泵浦光波长。所述的调节方式可以连续、脉冲、快速、慢速改变方式。

所述的泵浦光可以是激光、LED光或氙灯产生的可被光学元件吸收的光。

应用所述方法制作的标准具、光学元件可应用于激光器波长调节、锁定，亦可用通讯光学系统标准具，阵列组成色散补偿系统。应用所述方法制作的波片可应用于制作调Q激光器器件。

本发明是通过调节泵浦光输出功率或波长改变标准具、波片、光学元件透光区域的温度，从而实现标准具透过波长的改变、波片相位快速变化，光学元件光学长度快速变化，是一种创新的调谐方法。

附图说明

图1是本发明应用于标准具的示意图；

图2是本发明应用于波片的示意图；

图3是本发明应用于单片环行激光器的示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，101为标准具，102为合束镜，103为待调制波长为λ的光束，104为光学耦合系统，105为产生泵浦光半导体激光器或其他形式的激光器，它产生可以被101吸收的波长λ₀，106为TEC温控器。

本发明原理是标准具101为表面相互平行的标准具，S1与S2面相互平行并且有一定反射率膜层，标准具101吸收从泵浦源105发出波长λ₀，λ₀可以有宽带，标准具101吸收λ₀光后可迅速在泵浦区域迅速提升温度。

设微片标准具101厚度为L，折射率为n，其膨胀系数为α，若忽略应力引起的折射率变化，透过光频率为υ

$\mathrm{dl}=[\mathrm{\α}+\frac{1}{n}\frac{\mathrm{\δn}}{\mathrm{\δT}}]\mathrm{dT}---\left(1\right)$

$\frac{\mathrm{d\υ}}{\mathrm{\υ}}=-\frac{\mathrm{dl}}{l}---\left(2\right)$

得到 $\frac{\mathrm{d\υ}}{\mathrm{dT}}=-(\mathrm{\α}+\frac{1}{n}\frac{\mathrm{\ΔT}}{\mathrm{\δT}})\mathrm{\υ}---\left(3\right)$

由公示(3)可知温度变化时将引起标准具透射波长变化，当泵浦光λ₀光强变化时，则吸收能量值变化，从而微片温度产生变化，由于吸收热效应速率很快，从而可以快速调节透过波长。

TEC温控器106可以将整个微片外围恒定在一个固定平均温度而泵浦光变化，再改变微片泵浦点和泵浦附近温度变化。

本发明所设计通过泵浦光吸收改变标准具温度方法制成的特定标准具可用于单纵模激光腔中波长快速调谐，波长动态锁定，本发明所设计标准具亦可用于光通讯如色散补偿器件快速动态补偿等多种产品中。

实施例二：

如图2所示，当201为光学波片时，其波片位相

随温度可见下面表达式：

$=[(\frac{\mathrm{dne}}{\mathrm{dT}}-\frac{\mathrm{dn}0}{\mathrm{dT}})l+\mathrm{\α}(\mathrm{ne}\left(T\right)-n0\left(T\right))]\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}\·\mathrm{dT}---\left(4\right)$

其中ne，no为波片e光，0光折射率，λ为波片，α为晶体通光方向膨胀系数。

泵浦光可迅速使波片中心区域温度变化，从而可实现波片位置快速变化。采用渗杂的双折晶体制作波片可以快速通过调节泵浦光功率来改变延迟角。

如图2，201为本发明所述波片，102为合束镜，将泵浦光λ₀与被调制光λ，203为起偏器。该结构可用作光强快速调制，用在激光腔中可用于制作调Q激光器。

实施例三：

如图3所示，301为一单片环行激光器，302为本发明所述光学元件，所述的光学元件可以是光学玻璃、光学晶体、光学陶瓷等光学材料，作为正常产生激光泵浦光λ′从A处泵浦，λ₀作为不产生激光泵浦光源从B处泵浦302，通过调节λ₀光强可实现对整个腔的快速调节。本发明所述通过泵浦吸收改变光学元件光学长度的方法亦可应用到其他类型激光器中。

上述的调节泵浦光方式可以为调节泵浦光输出功率或调节泵浦光波长。所述的调节方式可以连续、脉冲、快速、慢速改变方式。

所述泵浦光可以是激光、LED光或氙灯产生的可被光学元件吸收的光。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种调制标准具、波片及光学元件光学长度方法，其特征在于：用可吸收泵浦光的光学材料制作标准具，通过调节泵浦光来改变光学元件温度来改变标准具透光波长。

2.一种调制标准具、波片及光学元件光学长度方法，其特征在于：用可吸收泵浦光的光学材料制作波片，通过调节泵浦光来改变光学元件温度来改变波片位相。

3.一种调制标准具、波片及光学元件光学长度方法，其特征在于：用可吸收泵浦光的光学材料制作其他光学元件，通过调节泵浦光来改变光学元件温度来改变光学元件的光学厚度。

4.如权利要求1，2或3所述的调制标准具、波片及光学元件光学长度方法，其特征在于：所述的调节泵浦光方式为调节泵浦光输出功率或波长。

5.如权利要求4所述的调制标准具、波片及光学元件光学长度方法，其特征在于：所述的调节方式可以是连续、脉冲、快速、慢速改变方式。

6.如权利要求1，2或3所述的调制标准具、波片及光学元件光学长度方法，其特征在于：所述的泵浦光可以是激光、LED光或氙灯产生的可被光学元件吸收的光。

7.如权利要求3所述的调制标准具、波片及光学元件光学长度方法，其特征在于：所述的光学元件可以是光学玻璃、光学晶体、光学陶瓷等光学材料。

8.如权利要求1或3所述的调制标准具、波片及光学元件光学长度方法，其特征在于：应用所述方法制作的标准具、光学元件可应用于激光器波长调节、锁定，亦可用于通讯光学系统标准具，阵列组成色散补偿系统。

9.如权利要求2所述的调制标准具、波片及光学元件光学长度方法，其特征在于：应用所述方法制作的波片可应用于制作调Q激光器器件。

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