CN103872563A - 可调谐光学标准具及具有其的外腔激光器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种可调谐光学标准具及具有其的外腔激光器，其中该光学标准具包括彼此相对设置的第一反射膜和第二反射膜，第一反射膜和第二反射膜彼此间隔以使两者之间形成光学谐振腔，其中，该光学谐振腔具有至少两个不等的腔长。使用时，可以根据需要得到的波长长度，控制入射光束在光学标准具中不同腔长的光学谐振腔中进行选择性透射，以获取期望波长的出射激光光束，这种方式的结构简单，制作工艺难度和成本较低。

Description

可调谐光学标准具及具有其的外腔激光器

技术领域

本发明属于激光器制造技术领域，具体涉及一种可调谐光学标准具以及采用该可调谐光学标准具的外腔激光器。

背景技术

随着被动式光纤网络（Passive Optical Network，PON）市场需求的提升，波分复用-被动式光纤网络（Wavelength Division Multiplexing PON ，WDM-PON），这种结合了WDM技术和PON拓扑结构优点的系统发展势头迅猛。外腔激光器由于其波长可覆盖多个波长通道，并且可以在运用中根据需要随时变化到所需波长的波段而得到越来越多的运用。

为了对输出的光线进行波长调节，外腔激光器往往需要进行复杂的结构设计，相应地会极大地提高工艺难度及制作成本，现有技术中，具有波长调谐功能的光学标准具多为液晶光学标准具（LC Etalon）和压电陶瓷光学标准具（PZT Etalon）等，这两者都是将两反射镜平行放置，并通过电压、温度等改变两反射镜之间的折射率或腔长，以实现光学标准具的调谐特性，但这些标准具的结构复杂，制作成本高。

急需提供一种光学标准具，以至少解决部分的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调谐光学标准具，其可以实现对激光光束波长的调节，且结构简单。

本发明的目的还在于提供一种外腔激光器。

为实现上述发明目的之一，本发明提供一种可调谐光学标准具，包括彼此相对设置的第一反射膜和第二反射膜，所述第一反射膜和第二反射膜彼此间隔以使两者之间形成光学谐振腔，所述光学谐振腔具有至少两个不等的腔长。

作为本发明的进一步改进，还包括彼此相对设置的第一透光基材和第二透光基材，所述第一反射膜和第二反射膜分别形成于所述第一透光基材和第二透光基材的相对表面上。

作为本发明的进一步改进，所述第一透光基材和第二透光基材之间设置有第一支撑件。

作为本发明的进一步改进，所述第一透光基材和第二透光基材之间设置有第二支撑件，所述第二支撑件所限定的光学谐振腔的腔长小于所述第一支撑件所限定的光学谐振腔的腔长。

作为本发明的进一步改进，所述第一透光基材和第二透光基材呈角度设置。

作为本发明的进一步改进，所述光学谐振腔的腔长按预定方向阶梯递增。

作为本发明的进一步改进，还包括分别与所述第一透光基材和第二透光基材配合的定位装置，所述定位装置用于限定所述光学谐振腔的腔长。

作为本发明的进一步改进，还包括第一透光基材，所述第一透光基材包括彼此呈角度设置的第一表面和第二表面，所述第一反射膜和第二反射膜分别设置于所述第一表面和第二表面上。

作为本发明的进一步改进，还包括可被控制地驱动所述第一反射膜和第二反射膜沿预定路径运动的驱动装置。

为实现上述另一发明目的，本发明提供一种外腔激光器，包括：

激光发生装置，用于产生具有某一波长宽度的光束；

可调谐光学标准具，所述可调谐光学标准具将所述光束调谐为预定波长并输出，所述可调谐光学标准具包括彼此相对设置的第一反射膜和第二反射膜，所述第一反射膜和第二反射膜彼此间隔以使两者之间形成光学谐振腔，其特征在于，所述光学谐振腔具有至少两个不等的腔长；其中，

所述激光发生装置与所述可调谐光学标准具彼此相对运动以使所述激光发生装置产生的光束分别经过所述光学谐振腔具有不等腔长的位置处。

作为本发明的进一步改进，还包括可被控制地驱动所述第一反射膜和第二反射膜沿预定路径运动的驱动装置。

与现有技术相比，本发明提供的可调谐光学标准具通过相对间隔设置的第一反射膜和第二反射膜，使两者之间形成光学谐振腔，并且，通过将光学谐振腔构造为具有至少两个不等的腔长，使用时，可以根据需要得到的波长长度，控制入射光束在光学标准具中不同腔长的光学谐振腔中进行选择性透射，以获取期望波长的出射激光光束，这种方式的结构简单，制作工艺难度和成本较低。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中可调谐光学标准具的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式中可调谐光学标准具的又一结构示意图；

图3是本发明第二实施方式中可调谐光学标准具的结构示意图；

图4是本发明第二实施方式中可调谐光学标准具又一方向的结构示意图；

图5是本发明第三实施方式中可调谐光学标准具的结构示意图；

图6是本发明第四实施方式中可调谐光学标准具的结构示意图；

图7是本发明外腔激光器的一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

需要说明的是，以下实施方式/实施例中所提到的“第一”、“第二”等并不代表结构或者功能上的绝对区分关系，而仅仅是为了描述的方便；并且，在不同的实施方式中，可能使用了部分相同的标号或标记，这些也并不代表结构或功能上的联系。

参图1和图2，介绍本发明可调谐光学标准具100的第一实施方式。在本实施方式中，该光学标准具100包括第一反射膜111、第二反射膜112。

具体地，光学标准具100具有第一透光基材11和第二透光基材12，第一透光基材11和第二透光基材12彼此相对且间隔设置，第一反射膜111、第二反射膜112分别设置于第一透光基材11、第二透光基材12的相对表面上，如此第一反射膜111和第二反射膜112之间形成光学谐振腔D。本实施方式中，所说的第一反射膜111、第二反射膜112优选地采用高反膜，根据使用环境的不同，第一透光基材11和第二透光基材12其中之一可以例如镀有反射率接近100%的反射膜，其中另一可以镀反射率相对较低的反射膜。

光学谐振腔D具有至少两个不等的腔长H1、H2，如此，在第一透光基材11和第二透光基材12间相当于形成了至少两个腔长不等的谐振腔d1、d2，入射光线可被选择地在这至少两个的谐振腔d1、d2之间中进行对应波长光线的透射，并且，由于光学谐振腔的腔长可在被制造时精确确定，使得对相应波长透射光的选择精确可控。

这里需要解释的是，本说明书中所提到的“腔长”通常可以理解为一大致与第一透光基材11和第二透光基材12垂直的直线被第一透光基材11和第二透光基材12相对表面所截的线段的长度。

具体地，第一反射膜111和第二反射膜112被呈角度设置，对应到本实施例的结构中，通过将第一透光基材11和第二透光基材12呈角度设置以实现第一反射膜111和第二反射膜112的呈角度设置。这样的做法中，第一反射膜111和第二反射膜112之间相当于形成有多个腔长不等的光学谐振腔，并且，多个的光学谐振腔的腔长连续变化，可以实现对透射光波长的高精度选择。由于第一反射膜111和第二反射膜112之间的夹角实质上较小，彼此倾斜设置的第一反射膜111和第二反射膜112之间的谐振腔D仍可保证对不同波长光线的选择性透射，根据实际应用的需求，第一透光基材11和第二透光基材12上镀有的第一反射膜111、第二反射膜112的反射率越高，则第一透光基材11和第二透光基材12间的夹角需要相对地被设置为越小，总体上，第一透光基材11和第二透光基材12间的夹角被设置为小于1分。

第一透光基材11和第二透光基材12之间设置有第一支撑件21和第二支撑件22，第二支撑件22所限定的光学谐振腔D的腔长小于第一支撑件21所限定的光学谐振腔的腔长，作为优选的实施方式，该第一支撑件21和第二支撑件22分别设置于光学标准具100的两相对远端，也即第一支撑件21限定光学谐振腔D的最大腔长，第二支撑件22限定光学谐振腔D的最小腔长。

作为优选的实施方式，本实施方式中的光学标准具100还包括可被控制地驱动第一反射膜111和第二反射膜112沿预定路径运动的驱动装置30，如此，可以实现入射光在第一透光基材11和第二透光基材12间具有不同腔长的光学谐振腔间的切换，实现对选定波长光线的选择性透射。并且，还可以优选地设置与第一透光基材11和第二透光基材12配合的定位装置40，该定位装置40用于限定光学谐振腔D的腔长，保证整体结构的稳固，需要理解的是，驱动装置30、定位装置40、第一透光基材11及第二透光基材12之间的配合关系并不仅仅限于图2所示，图2所示的结构仅仅是择一示范性地将定位装置与第一透光基材11和第二透光基材12配合以限定光学谐振腔D的腔长，而并非限制。并且，这里所说的“预定路径”是指驱动装置30可驱动第一反射膜111和第二反射膜112以将不同的腔长对应至入射光，而并非真实存在的路径，当然，在具体的结构中，也可以配合实际的导轨等结构实现对预定的路径的限制。

参图3，介绍本发明可调谐光学标准具100a的第二实施方式，在本实施方式中，该光学标准具100a包括相对设置的第一透光基材11a和第二透光基材12a。

与第一实施方式不同的是，在本实施方式中，光学谐振腔的腔长按预定方向阶梯递增，具体的结构中，第二透光基材12a的厚度自第一支撑件21a向第二支撑件22a延伸的方向上阶梯递增，且第一透光基材11a的厚度保持不变。当然，需要说明的是，这里的设计中，可以轻易替换地，将第一透光基材11a的厚度也设置为自第一支撑件21a向第二支撑件22a延伸的方向上阶梯递增，这仍应当属于本发明的保护范围之内。需要说明的是，本实施例中，所说的“预定方向”即是自第二支撑件22a向第一支撑件21a延伸的方向。

具体的，该可调谐光学标准具100a包括若干波长调谐位置P1、P2、P3、P4、P5，第一透光基材11a和/或第二透光基材12a在与这些波长调谐位置P1、P2、P3、P4、P5对应处具有不等的厚度（图3所示出的结构中仅示范性地给出了改变第二透光基材12a厚度的结构），也即，在这些波长调谐位置P1、P2、P3、P4、P5处具有不相等的腔长H1、H2、H3、H4、H5。

并且，需要说明的是，这里所说的多个波长调谐位置所对应的腔长并非严格需要按照如图3所示的沿一方向上递增或递减；参图4，实际的应用中，由于光学标准具中的透光基材具有一定的可透光区域，可以适应地在限定的可透光区域内布置多个的具有不同腔长的波长调谐位置P1、P2、P3、…、Pn。

作为优选的实施方式，本实施方式中的光学标准具100a还包括可被控制地驱动第一透光基材11a和第二透光基材12a沿预定路径运动的驱动装置30a，如此，可以实现入射光在第一透光基材11a和第二透光基材12a间具有不同腔长的光学谐振腔间的切换，实现对选定波长光线的选择性透射。并且，还可以优选地设置与第一透光基材11a和第二透光基材12a配合的定位装置40a，该定位装置用于限定光学谐振腔的腔长，保证整体结构的稳固。

参图5，介绍本发明可调谐光学标准具100b的第三实施方式，在本实施方式中，该光学标准具100b包括相对设置的第一透光基材11b和第二透光基材12b。

与第一实施方式不同的是，在本实施方式中，第二透光基材12b的厚度沿第一支撑件21b向第二支撑件22b延伸的方向上单调递增（图5所示出的结构中仅示范性地给出了改变第二透光基材12b厚度的结构），以达到对第一透光基材11b和第二透光基材12b间腔长的控制目的。当然，需要说明的是，这里的设计中，可以轻易替换地，将第一透光基材11b的厚度也设置为沿第一支撑件21b向第二支撑件22b延伸的方向上单调递增。本实施方式与第一实施方式中光学标准具对不同波长光线选择性透射的原理相同，在此不做赘述。

作为优选的实施方式，本实施方式中的光学标准具100b还包括可被控制地驱动第一透光基材11b和第二透光基材12b沿预定路径运动的驱动装置30b，如此，可以实现入射光在第一透光基材11b和第二透光基材12b间具有不同腔长的光学谐振腔间的切换，实现对选定波长光线的选择性透射。并且，还可以优选地设置与第一透光基材11b和第二透光基材12b配合的定位装置40b，该定位装置用于限定光学谐振腔的腔长，保证整体结构的稳固。

参图6，介绍本发明可调谐光学标准具100c的第四实施方式，与上述实施方式不同的是，本实施方式中，光学标准具包括第一透光基材11c，该第一透光基材11c包括彼此呈角度设置的第一表面（未标示）和第二表面（未标示），第一表面和第二表面上分别设置第一反射膜111c和第二反射膜112c，第一反射膜111c和第二反射膜112c之间形成光学谐振腔D，此时，第一透光基材11c本身作为光学谐振腔D的介质。其基本原理与上述的第一实施方式一致，在此不作赘述。

类似地，本实施方式中的光学标准具100c也可以配合设置驱动装置30c，实现入射光在不同腔长的光学谐振腔间的切换，以对选定波长光学进行选择性透射。并且，较佳地可以省去定位装置，减少了生产加工成本。

参图7，在本发明外腔激光器的一具体实施方式中，包括激光发生装置200和可调谐光学标准具100。

激光发生装置200用于产生具有某一波长宽度的光束，光学标准具100将激光发生装置200发出的光束调谐为预定波长并输出，该光学标准具100包括相对设置的第一反射膜111和第二反射膜112，第一反射膜111和第二反射膜112间隔设置以使两者之间形成光学谐振腔D。

具体地，该光学标准具100包括相对设置的第一透光基材11、第二透光基材12，第一反射膜 111、第二反射膜112分别设置于第一透光基材11、第二透光基材12的相对表面上，光学谐振腔D具有至少两个不等的腔长H1、H2；其中，激光发生装置200与可调谐光学标准具100彼此相对运动以使激光发生装置200产生的光束分别经过光学谐振腔D具有不等腔长的位置处。

具体的结构中，通过设置可被控制地驱动第一反射膜111和第二反射膜112（也即驱动第一透光基材11和第二透光基材12）沿预定路径方向运动的驱动装置30，使得光学标准具100做主动运动，实现对特定波长光线的选择性透射。

本发明提供的可调谐光学标准具通过相对间隔设置的第一反射膜和第二反射膜，使两者之间形成光学谐振腔，并且，通过将光学谐振腔构造为具有至少两个不等的腔长，使用时，可以根据需要得到的波长长度，控制入射光束在光学标准具中不同腔长的光学谐振腔中进行选择性透射，以获取期望波长的出射激光光束，这种方式的结构简单，制作工艺难度和成本较低。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种可调谐光学标准具，包括彼此相对设置的第一反射膜和第二反射膜，所述第一反射膜和第二反射膜彼此间隔以使两者之间形成光学谐振腔，其特征在于，所述光学谐振腔具有至少两个不等的腔长。

2.根据权利要求1所述的可调谐光学标准具，其特征在于，还包括彼此相对设置的第一透光基材和第二透光基材，所述第一反射膜和第二反射膜分别形成于所述第一透光基材和第二透光基材的相对表面上。

3.根据权利要求2所述的可调谐光学标准具，其特征在于，所述第一透光基材和第二透光基材之间设置有第一支撑件。

4.根据权利要求3所述的可调谐光学标准具，其特征在于，所述第一透光基材和第二透光基材之间设置有第二支撑件，所述第二支撑件所限定的光学谐振腔的腔长小于所述第一支撑件所限定的光学谐振腔的腔长。

5.根据权利要求2所述的可调谐光学标准具，其特征在于，还包括分别与所述第一透光基材和第二透光基材配合的定位装置，所述定位装置用于限定所述光学谐振腔的腔长。

6.根据权利要求1所述的可调谐光学标准具，其特征在于，所述第一反射膜和第二反射膜呈角度设置。

7.根据权利要求1所述的可调谐光学标准具，其特征在于，所述光学谐振腔的腔长按预定方向阶梯递增。

8.根据权利要求1所述的可调谐光学标准具，其特征在于，还包括第一透光基材，所述第一透光基材包括彼此呈角度设置的第一表面和第二表面，所述第一反射膜和第二反射膜分别设置于所述第一表面和第二表面上。

9.根据权利要求1所述的可调谐光学标准具，其特征在于，还包括可被控制地驱动所述第一反射膜和第二反射膜沿预定路径运动的驱动装置。

10.一种外腔激光器，其特征在于，包括：

激光发生装置，用于产生具有某一波长宽度的光束；

可调谐光学标准具，所述可调谐光学标准具将所述光束调谐为预定波长并输出，所述可调谐光学标准具包括彼此相对设置的第一反射膜和第二反射膜，所述第一反射膜和第二反射膜彼此间隔以使两者之间形成光学谐振腔，其特征在于，所述光学谐振腔具有至少两个不等的腔长；其中，

所述激光发生装置与所述可调谐光学标准具彼此相对运动以使所述激光发生装置产生的光束分别经过所述光学谐振腔具有不等腔长的位置处。

11.根据权利要求10所述的外腔激光器，其特征在于，还包括可被控制地驱动所述第一反射膜和第二反射膜沿预定路径运动的驱动装置。

Images