CN105549161A - 一种双光路输出的激光器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光器领域，具体涉及一种双光路输出的激光器系统，包括：激光器；光学镜组，该光学镜组至少包括设置在激光器后的第一准直透镜和设置在保偏光纤前的第一汇聚透镜；保偏光纤，包括两个输出端；分光装置，该分光装置设置在激光光路上；该激光器发射激光并通过光学镜组和分光装置，分别入射到保偏光纤中的两个输出端中。本发明通过设计一种双光路输出的激光器系统，在激光光路上设置一分光装置，使激光器发射的激光通过分光装置分别入射到保偏光纤中的两个输出端中，实现单个激光器组件的双路光同时输出，减少激光器系统的内部体积，降低功耗及生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及激光器领域，具体涉及一种双光路输出的激光器系统。
背景技术
激光器用途广泛，可用于光谱学、光化学、医学、生物学、集成光学、污染监测、半导体材料加工、信息处理和通信等，特别是光通信系统，其应用越来越广泛。
传统的单光路激光系统虽然工作稳定，但为了满足频率复用的需求，一般采用多个激光器发射激光形成光束或者使用可调谐激光器。特别是光收发模块中的相干系统中，需要两个发射光源，一个作为信号载波，一个作为本振光；通常的做法是使用两个可调谐激光器，但是会增加了系统的成本和功耗，同时占用了系统板卡的空间资源，降低了板卡密度。
同时，不利于光收发模块的大规模生产，不利于光收发模块的集成化小型化设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种双光路输出的激光器系统，便于集成化小型化设计。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种双光路输出的激光器系统，包括：
激光器；
光学镜组，该光学镜组至少包括设置在激光器后的第一准直透镜和设置在保偏光纤前的第一汇聚透镜；
保偏光纤，包括两个输出端；
分光装置，该分光装置设置在激光光路上；
该激光器发射激光并通过光学镜组和分光装置，分别入射到保偏光纤中的两个输出端中。
其中，较佳方案是：该分光装置为设置在第一准直透镜和第一汇聚透镜之间的光分束器。
其中，较佳方案是：该保偏光纤的两个输出端的短轴相互平行。
其中，较佳方案是：该分光装置为设置在第一准直透镜和第一汇聚透镜之间的偏振分光器。
其中，较佳方案是：该保偏光纤的两个输出端的短轴相互垂直。
其中，较佳方案是：该分光装置为设置在第一汇聚透镜和保偏光纤之间的保偏耦合器，该激光器发射激光并通过光学镜组和保偏耦合器，分别入射到保偏光纤中的两个输出端中。
其中，较佳方案是：该保偏耦合器为硅基平面光波导器。
其中，较佳方案是：该保偏耦合器为光学双折射晶体。
其中，较佳方案是：该激光器系统还包括设置在第一耦合透镜和第一汇聚透镜之间的半导体放大器单元，该半导体放大器单元包括半导体放大器、设置在半导体放大器前端的第二耦合透镜和设置在半导体放大器后端的第二准直透镜，该半导体放大器包括用于通过激光的波导通道，该激光依次通过第二耦合透镜、半导体放大器的波导通道和第二准直透镜并入射到分光装置中。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种双光路输出的激光器系统，在激光光路上设置一分光装置，使激光器发射的激光通过分光装置分别入射到保偏光纤中的两个输出端中，实现单个激光器组件的双路光同时输出，减少激光器系统的内部体积，降低功耗及生产成本。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明激光器系统的结构框图；
图2是本发明具有分光装置的激光器系统的结构框图；
图3是本发明激光器系统的结构示意图；
图4是本发明保偏光纤实施例一的结构示意图；
图5是本发明保偏光纤实施例二的结构示意图；
图6是本发明半导体光放大器的结构框图；
图7是本发明激光器系统的具体结构框图；
图8是本发明具有反馈单元的激光器系统的结构框图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明提供一种双光路输出的激光器系统的优选实施例。
一种双光路输出的激光器系统，激光器系统包括依次连接的激光器10、光学镜组20和保偏光纤30，激光器10发射激光并通过光学镜组20入射到保偏光纤30中，其中，光学镜组20至少包括设置在激光器10后的第一准直透镜21和设置在保偏光纤30前的第一汇聚透镜22；保偏光纤30包括两个输出端，包括第一输出端31和第二输出端32；激光器系统还包括一分光装置40，分光装置40设置在激光光路上，激光器10发射激光并通过光学镜组和分光装置40，分别入射到保偏光纤30中的两个输出端中。
参考图3，激光器10的激光出口处设置有第一准直透镜21，保偏光纤30的激光入口处设置有第一汇聚透镜22，激光器10发射激光依次通过第一准直透镜21、分光装置40和第一汇聚透镜22，并入射到保偏光纤30中。或者，激光器10发射激光依次通过第一准直透镜21、第一汇聚透镜22和分光装置40，并入射到保偏光纤30中。
在本实施例中，分光装置40有两种实施方案，具体是：
方案一、参考图4，分光装置40为设置在第一准直透镜21和第一汇聚透镜22之间的光分束器，在普通功率光分束器中，激光器10发射激光并通过光分束器，形成两道激光光束并分别入射到第一输出端31和第二输出端32中。同时，并参考图4，保偏光纤30的第一输出端31和第二输出端32均包括两个感应区，两个感应区之间设置为短轴301，本实施例中的短轴301相互平行。
优选地，分光装置40为偏振分光器，激光器10发射激光并通过偏振分光器，形成两道激光光束并分别入射到第一输出端31和第二输出端32中。同时，并参考图5，保偏光纤30的第一输出端31和第二输出端32均包括两个感应区，两个感应区之间设置为短轴301，本实施例中的短轴301相互垂直。
方案二、参考图5，分光装置40为设置在第一汇聚透镜22和保偏光纤30之间的保偏耦合器42，保偏耦合器42设置在保偏光纤30的两个输出端前。
进一步地，分光装置40还包括激光输入端43，该保偏耦合器42设置在激光输入端43和保偏光纤30之间。
其中，保偏耦合器42优选为硅基平面光波导器；平面光波导是指光波导位于一个平面内。
其中，保偏耦合器42优选为光学双折射晶体。双折射是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象，光在非均质体中传播时，其传播速度和折射率值随振动方向不同而改变，其折射率值不止一个；光波入射非均质体，除特殊方向以外，都要发生双折射，分解成振动方向互相垂直、传播速度不同、折射率不等的两种偏振光。
如图6所示，本发明提供半导体放大器的较佳实施例。
一种可调激光器系统，包括依次连接的激光器10、光学镜组20和保偏光纤30，还包括设置在第一准直透镜21和第一汇聚透镜22之间的半导体放大器单元，半导体放大器单元包括半导体放大器23、设置在半导体放大器23前端的第二耦合透镜24和设置在半导体放大器23后端的第二准直透镜25，半导体放大器23包括若干用于通过激光的波导通道231，激光依次通过第二耦合透镜24、半导体放大器23的波导通道231第二准直透镜25并入射到分光装置40中。其中，激光通过半导体放大器23提高激光的功率，利用能级间跃迁的受激现象进行光放大，获得光增益，便于激光传播，提高激光传播的稳定性和准确性，降低光的衰减。
进一步地，激光器10的激光出口处设置有第一准直透镜21，保偏光纤30的激光入口处设置有第一汇聚透镜22。具体地，激光器10发射激光依次通过第一准直透镜21、第二耦合透镜24、半导体放大器23、第二准直透镜25和第一汇聚透镜22，并入射到保偏光纤30中。
其中，分光装置40设置在第一准直透镜21和第一汇聚透镜22中；或者，分光装置40设置在第一汇聚透镜22和保偏光纤30中。
如图7和图8所示，本发明提供处理器单元和反馈单元的较佳实施例。
激光器系统还包括处理器单元60和与处理器单元60连接的反馈单元50，反馈单元50用于检测激光的参数信息，如激光频率和激光功率，并将相关检测结果发送到处理器单元60中，处理器单元60根据相关检测结果以及用户控制信号，对激光器10和半导体放大器23进行控制。
在本实施例中，反馈单元50包括第一分光镜51、第二分光镜52、光探测器53和锁波器54，其中第一分光镜51设置在半导体放大器23和保偏光纤30之间，用于将部分激光反射到第二分光镜52上，即第一分光镜51设置在第二准直透镜21和第一汇聚透镜22之间；第二分光镜52接收由第一分光镜51射来的激光，并将激光分成两部分，分别入射到光探测器53和锁波器54上；光探测器53与处理器单元60连接，光探测器53用于检测光的功率，处理器单元60根据光探测器53检测到的激光功率控制半导体放大器单元，即控制半半导体放大器单元中的半导体放大器23，通过半导体放大器23对激光进行功率调节，实现光的增益；锁波器54与处理器单元60连接，锁波器54用于检测光的频率，处理器单元60根据锁波器54检测到的激光频率实时监控激光器10。
在发明中的图1、图2、图6、图7和图8中，实线箭头是指光的传播方向；虚线箭头是控制信号和数据的传输方向。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。
Claims (9)
1.一种双光路输出的激光器系统，其特征在于，包括：
激光器；
光学镜组，该光学镜组至少包括设置在激光器后的第一准直透镜和设置在保偏光纤前的第一汇聚透镜；
保偏光纤，包括两个输出端；
分光装置，该分光装置设置在激光光路上；
该激光器发射激光并通过光学镜组和分光装置，分别入射到保偏光纤中的两个输出端中。
2.根据权利要求1所述的激光器系统，其特征在于：该分光装置为设置在第一准直透镜和第一汇聚透镜之间的光分束器。
3.根据权利要求2所述的激光器系统，其特征在于：该保偏光纤的两个输出端的短轴相互平行。
4.根据权利要求1所述的激光器系统，其特征在于：该分光装置为设置在第一准直透镜和第一汇聚透镜之间的偏振分光器。
5.根据权利要求4所述的激光器系统，其特征在于：该保偏光纤的两个输出端的短轴相互垂直。
6.根据权利要求1所述的激光器系统，其特征在于：该分光装置为设置在第一汇聚透镜和保偏光纤之间的保偏耦合器，该激光器发射激光并通过光学镜组和保偏耦合器，分别入射到保偏光纤中的两个输出端中。
7.根据权利要求6所述的激光器系统，其特征在于：该保偏耦合器为硅基平面光波导器。
8.根据权利要求6所述的激光器系统，其特征在于：该保偏耦合器为光学双折射晶体。
9.根据权利要求1所述的激光器系统，其特征在于：该激光器系统还包括设置在第一准直透镜和第一汇聚透镜之间的半导体放大器单元，该半导体放大器单元包括半导体放大器、设置在半导体放大器前端的第二耦合透镜和设置在半导体放大器后端的第二准直透镜，该半导体放大器包括用于通过激光的波导通道，该激光依次通过第二耦合透镜、半导体放大器的波导通道和第二准直透镜并入射到分光装置中。
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