CN112134137A - 一种窄线宽激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窄线宽激光器，可利用硅纳米波导的四波混频效应产生增益，可有效的避免在激光谐振腔内引入噪声较高的半导体增益介质，提高了输出光信号的频率稳定性；同时激光发射部和滤波器位于激光谐振腔的外部，从而半导体中载流子引起的相位噪声不会对输出光信号有影响，使输出光信号的频率稳定性远远高于其他芯片级窄线宽激光器。并且蛇形排布的硅纳米线波导的传输和弯曲损耗远小于常规的硅基波导，从而可有效地增加激光谐振腔的长度，有利于缩小输出光信号的线宽。另外，硅纳米线波导的非线性增益高于SIN微环等常规硅基非线性增益器件，从而该激光器的转换效率会高于常规硅基非线性激光器，进而使输出光信号具有更高的功率。

Description

一种窄线宽激光器

技术领域

本发明涉及激光器领域，特别涉及一种窄线宽激光器。

背景技术

目前400G及以上的光模块已经开发完毕，其中的可调谐窄线宽激光器通常为外腔结构外腔结构的激光器，其能够达到相干光模块对于激光信号线宽的要求(即小于100kHz)。但是，由于外腔激光器涉及精密光路设计和制作，在机械稳定性、尺寸和成本上都不如芯片级的可调谐窄线宽激光器。

现有芯片级的窄线宽激光器，需在半导体材料注入载流子产生光增益，但是，注入载流子会引入的相位噪声和随机噪声，从而导致激光信号线宽较宽，且频率稳定性差。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种窄线宽激光器，主要目的在于解决以上现有技术中至少一项技术问题。

根据本发明的实施例，提供了一种窄线宽激光器， 包括激光谐振腔及位于所述激光谐振腔外部的激光发射部与滤波器；

所述激光谐振腔包括第一微环反射器、第二微环反射器、硅纳米线波导、第一连接波导及第二连接波导；所述第一微环反射器与所述第二微环反射器的反射率不同，所述第一微环反射器正对所述第二微环反射器，所述硅纳米线波导位于所述第一微环反射器与所述第二微环反射器之间且呈蛇形排布；所述硅纳米线波导靠近所述第一微环反射器的一端通过所述第一连接波导与所述激光发射部连接；所述硅纳米线波导靠近所述第二微环反射器的一端通过所述第二连接波导与所述滤波器连接；

所述激光发射部，用于发射具有第一预设功率及第一预设波长的第一光信号，且所述第一光信号透过所述第一微环反射器并经由所述第一连接波导输入至所述硅纳米线波导；

所述硅纳米线波导，用于利用四波混频效应，使所述第一光信号产生多个不同波长的光信号，且所述多个不同波长的光信号及第一光信号通过所述第二连接波导达到所述第二微环反射器，其中，所述多个不同波长的光信号包括具有第二预设波长的第二光信号；

所述第二微环反射器，用于对第二光信号进行反射，经由所述第二连接波导、硅纳米线波导及第一连接波导传送至所述第一微环反射器，并再由所述第一微环反射器进行反射后经由所述第一连接波导、硅纳米线波导及第二连接波传导送至所述第二微环反射器，以使所述第二光信号在所述激光谐振腔内谐振，为所述第二光信号提供增益并产生具有第二预设波长的激射光信号；

所述滤波器，用于输出所述激射光信号，并将剩余光信号经由所述第二连接波导反射回所述硅纳米线波导，为所述第二光信号提供增益。

具体地，所述窄线宽激光器还包括位于所述激光谐振腔外部的双臂干涉器、微环耦合器、波导探测器及温控器；所述双臂干涉器与所述波导探测器的输入端连接，所述波导探测器的输出端与所述温控器连接；

所述微环耦合器，用于将所述部分的激射光信号进行耦合处理；

所述双臂干涉器，用于将所述耦合处理后的激射光信号分束成第三光信号及第四光信号，并分别经由所述双臂干涉器的两个不同长度的干涉臂进行传送后，再进行合束处理并根据第三光信号和第四光信号的相位差的不同而产生不同的合束光强，所述第三光信号及第四光信号具有相同的能量；

所述波导探测器，用于根据所述合束光强度的变化量，确定所述第三光信号及第四光信号的相位差改变量；

所述温控器，用于根据所述相位差改变量，确定激光器实际输出的激射光信号的波长与第二预设波长的偏移量，并根据所述偏移量调节所述激光器的温度，以使所述激射光信号的波长达到第二预设波长。

具体地，所述硅纳米线波导为悬空结构，所述悬空结构周围的填充介质为空气或折射率为1~1.4的材料。

具体地，所述双臂干涉器的两个干涉臂分别为直臂及弯曲臂，所述弯曲臂与直臂首尾相连，所述弯曲臂与所述直臂均为悬空结构。

具体地，所述弯曲臂与直臂之间的长度差大于1000μm。

具体地，所述微环耦合器与所述第一连接波导之间的垂直距离大于10μm。

具体地，所述第一连接波导和第二连接波导的波导宽度均为600nm~2μm，所述硅纳米线波导的波导宽度小于300nm。

具体地，所述第一微环反射器与所述第一连接波导之间的垂直距离与所述第二微环反射器与所述第二连接波导之间的垂直距离不同，所述第一微环反射器与所述第二微环反射器的半径不同。

具体地，所述第一微环反射器与所述第一连接波导之间的垂直距离小于1μm，所述第一微环反射器的反射率不小于0.99；

所述第二微环反射器与所述第二连接波导之间的垂直距离小于5μm，所述第二微环反射器的反射率为0.9-0.94。

具体地，所述滤波器为π相移布拉格光栅反射器，所述π相移布拉格光栅反射器的长度大于1000μm，所述π相移布拉格光栅反射器的相移位置为所述π相移布拉格光栅反射器的中心。

本申请提供了一种窄线宽激光器，可利用硅纳米波导的四波混频效应产生增益，可有效的避免在激光谐振腔内引入噪声较高的半导体增益介质，提高了输出光信号的频率稳定性；同时激光发射部和滤波器位于激光谐振腔的外部，从而半导体中载流子引起的相位噪声不会对输出光信号有影响，使输出光信号的频率稳定性远远高于其他芯片级窄线宽激光器。并且蛇形排布的硅纳米线波导的传输和弯曲损耗远小于常规的硅基波导，从而可有效地增加激光谐振腔的长度，有利于缩小输出光信号的线宽。另外，硅纳米线波导的非线性增益高于SIN微环等常规硅基非线性增益器件，从而该激光器的转换效率会高于常规硅基非线性激光器，进而使输出光信号具有更高的功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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的结构图；

图2为悬空结构的结构图；

图3为第一微环反射器、布拉格光栅及第二微环反射器的反射谱；

图4为激光频率的偏移量与波导探测器信号强度的关系曲线图。

其中，1-激光谐振腔，101-第一微环反射器，102-第二微环反射器，103-第一连接波导，104-硅纳米线波导，105-第二连接波导，2-激光发射部，3-π相移布拉格光栅反射器，4-微环耦合器，5-双臂干涉器，501-直臂，502-弯曲臂，6-波导探测器，7-硅波导，8-填充介质，9-上层硅，10-中层氧化硅，11-下层硅衬底 。

具体实施方式

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种窄线宽激光器，包括激光谐振腔1及位于激光谐振腔外部1的激光发射部2与滤波器；激光谐振腔1包括第一微环反射器101、第二微环反射器102、硅纳米线波导104、第一连接波导103及第二连接波导105；第一微环反射器101与第二微环反射器102的反射率不同，第一微环反射器101正对第二微环反射器102，硅纳米线波导104位于第一微环反射器101与第二微环反射器102之间且呈蛇形排布；硅纳米线波导104靠近所述第一微环反射器101的一端通过第一连接波导103与激光发射部2连接；硅纳米线波导104靠近所述第二微环反射器102的一端通过第二连接波导105与滤波器连接；激光发射部2，用于发射具有第一预设功率及第一预设波长的第一光信号，且第一光信号透过第一微环反射器101并经由第一连接波导103输入至硅纳米线波导104；硅纳米线波导104，用于利用四波混频效应，将第一光信号产生多个不同波长的光信号，且多个不同波长的光信号及第一光信号通过第二连接波导105达到第二微环反射器102，其中，多个不同波长的光信号包括具有第二预设波长的第二光信号；第二微环反射器102，用于对第二光信号进行反射，经由第二连接波导105、硅纳米线波导104及第一连接波导103传送至第一微环反射器101，并再由第一微环反射器101进行反射后经由第一连接波导103、硅纳米线波导104及第二连接波传导105传送至第二微环反射器102，以使第二光信号在激光谐振腔1内谐振，为第二光信号提供增益并产生具有第二预设波长的激射光信号；滤波器，用于输出激射光信号，并将剩余光信号经由第二连接波导105反射回硅纳米线波导104，为第二光信号提供增益。

其中，激光发射部2可采用DFB（Distributed Feedback Laser，分布反馈式激光器）激光器，并能够发出具有第一预设功率及第一预设波长的第一光信号，具体地，第一预设功率为100mw-200mw。利用硅纳米线波导104的四波混频效应、滤波器的滤波范围及第二预设波长，通过以下公式确定第一预设波长，

；

其中，λ为第一预设波长，λa为第二预设波长，λb为四波混频效应所产生的其他光信号的波长。第二预设波长为输出的光信号的波长，可由工作人员根据实际需求来确定，本实施例不做严格限定。λb需在滤波器的滤波范围内。

第一连接波导103及第二连接波导105均由直波导和/或弯曲波导相连而成，以使滤波器及激光发射器位于激光谐振腔1之外且远离激光谐振腔1，从而半导体中载流子引起的相位噪声不会输出光信号有影响，使输出光信号的频率稳定性远远高于其他芯片级窄线宽激光器。

具体应用而言，激光发射部2发出具有第一预设功率及第一预设波长的第一光信号，然后第一光信号透过第一微环反射器101并经由第一连接波导103输入至硅纳米线波导104；硅纳米线波导104再利用四波混频效应，使第一光信号产生多个不同波长的光信号，且多个不同波长的光信号及第一光信号通过第二连接波导105达到第二微环反射器102，其中，多个不同波长的光信号包括具有第二预设波长的第二光信号；之后第二微环反射器102对第二光信号进行反射，经由第二连接波导105、硅纳米线波导104及第一连接波导103传送至第一微环反射器101，并再由第一微环反射器101进行反射后经由第一连接波导103、硅纳米线波导104及第二连接波导105传送至第二微环反射器102，以使第二光信号在激光谐振腔1内谐振，为第二光信号提供增益并产生具有第二预设波长的激射光信号；最终滤波器进行滤波，输出激射光信号并将剩余光信号经由第二连接波导105反射回硅纳米线波导104，为第二光信号提供增益。

示例性的，激光发射部2发出功率为100mw且第一预设波长为1.5501um的第一光信号，然后第一光信号透过第一微环反射器101并经由第一连接波导103输入至硅纳米线波导104；硅纳米线波导104再利用四波混频效应，额外产生了第二预设波长为1.550um的第二光信号和波长为1.5502um的光信号，且第一光信号、第二光信号及波长为1.5502um的光信号通过第二连接波导105达到第二微环反射器102；之后第二微环反射器102对第二光信号进行反射，经由第二连接波导105、硅纳米线波导104及第一连接波导103传送至第一微环反射器101，并再由第一微环反射器101进行反射后经由第一连接波导103、硅纳米线波导104及第二连接波导105传送至第二微环反射器102，以使第二光信号在激光谐振腔1内谐振，为第二光信号提供增益并产生波长为1.550um的激射光信号；最终滤波器进行滤波，输出波长为1.550um的激射光信号并将第一光信号及波长为1.5502um的光信号经由第二连接波导105反射回硅纳米线波导104，为第二光信号提供增益，由此本申请的窄线激光器能够输出窄线宽、高功率且频率稳定的光信号。

本申请的激光器可利用硅纳米波导的四波混频效应产生增益，可有效的避免在激光谐振腔1内引入噪声较高的半导体增益介质，提高了输出光信号的频率稳定性；同时激光发射部2和滤波器位于激光谐振腔1的外部，从而半导体中载流子引起的相位噪声不会对输出光信号有影响，使输出光信号的频率稳定性远远高于其他芯片级窄线宽激光器。并且蛇形排布的硅纳米线波导104的传输和弯曲损耗远小于常规的硅基波导，从而可有效地增加激光谐振腔1的长度，有利于缩小输出光信号的线宽。另外，硅纳米线波导104的非线性增益高于SIN微环等常规硅基非线性增益器件，从而该激光器的转换效率会高于常规硅基非线性激光器，进而使输出光信号具有更高的功率。

在一种可能的实现方式中，窄线宽激光器还包括位于激光谐振腔1外部的双臂干涉器5、微环耦合器4、波导探测器6及温控器；双臂干涉器5与波导探测器6的输入端连接，波导探测器6的输出端与温控器连接；微环耦合器4，用于将部分的激射光信号进行耦合处理；双臂干涉器5，用于将耦合处理后的激射光信号分束成第三光信号及第四光信号，并分别经由双臂干涉器5的两个不同长度的干涉臂进行传送后，再进行合束处理并并根据第三光信号和第四光信号的相位差的不同，产生不同的合束光强，第三光信号及第四光信号具有相同的能量；双臂干涉器，用于将耦合处理后的激射光信号分束成第三光信号及第四光信号，并分别经由双臂干涉器的两个不同长度的干涉臂进行传送后，再进行合束处理并根据第三光信号和第四光信号相位差的不同而产生不同的合束光强，第三光信号及第四光信号具有相同的能量；波导探测器6，用于根据合束光强度的变化量，确定第三光信号及第四光信号的相位差改变量；温控器，用于根据相位差改变量，确定激光器输出的激射光信号的波长与第二预设波长的偏移量，并根据偏移量，调节激光器的温度，以使激射光信号的波长达到第二预设波长。

其中，微环耦合器4可采用与微环反射器相同的结构。温控器可采用TEC（ThermoElectric Cooler）温控器件来控制激光器整体的温度，具体地，激光器安装在陶瓷片上，温控器安装在陶瓷片的下部，温控器通过调节陶瓷片的温度，从而实现对激光器的温度的调节，进而实现激光器的可调谐波长的功能。具体而言，温度的改变可使第一微环反射器101、第二微环反射器102及波导探测器6的反射谱同时发生平移，也就是第一微环反射谱、第二微环反射器102的反射波长从第二预设波长移动到第三预设波长，此时激射光信号的波长也从第二预设波长改变为第三预设波长，滤波器输出的激射光信号的波长也变为第三预设波长，第三预设波长为工作人员根据实际需求而确定的，本申请不做严格限定。因此，无需在激光器上制作复杂的加热电极，就可方便地获得其他波长的窄线宽信号。

进一步地，利用双臂干涉器5、微环耦合器4、波导探测器6及温控器还可实现稳定输出波长的功能。具体而言，部分激射光信号会通过微环耦合器4进行耦合处理后传送至双臂干涉器5，然后双臂干涉器5将耦合处理后的激射光信号分束成第三光信号及第四光信号（第三光信号及第四光信号具有相同的能量），并分别经由双臂干涉器5的两个不同长度的干涉臂进行传送后，再进行合束处理并根据第三光信号和第四光信号相位差的不同而产生不同的合束光强，波导探测器6再根据合束光强度的变化量，确定第三光信号及第四光信号的相位差改变量，之后温控器根据相位差改变量，确定激光器实际输出的激射光信号的波长与第二预设波长的偏移量，并根据偏移量，调节激光器的温度，以使激射光信号的波长达到第二预设波长，即当双臂干涉器产生的合束光变弱时，第三光信号及第四光信号相位差变大时，也就表示激射光信号的波长变大，偏离了第二预设波长，这样温控器就需对陶瓷片进行降温来与激光器发生热传递，从而使激光器整体温度降低，进而使激射光信号的波长降低至第二预设波长；当双臂干涉器产生的合束光变强时，第三光信号及第四光信号相位差变小，也就表示激射光信号的波长变小，偏离了第二预设波长，这样温控器就需对陶瓷片进行升温来与激光器发生热传递，从而使激光器整体温度升高，进而使激射光信号的波长增加至第二预设波长。

在又一种可实现的方式中，硅纳米线波导104为悬空结构，悬空结构周围的填充介质8为空气或折射率为1~1.4的材料。

如图2所示，悬空结构通过去除硅波导7下部的材料实现，并且该结构将波导周围的高折射率材料替换为空气或折射率为1~1.4的材料。具体地，硅纳米线波导104同时与两侧的Si材料和底部的硅衬底分离。分离方式可以为中间填充介质8为空气，或者中间填充低折射率材料。当分离方式为中间填充空气时，硅纳米线波导104的弯曲部分的外侧和Si材料连接，以支撑悬臂梁结构。当分离方式为中间填充折射率为1~1.4的材料时，硅纳米线波导104仅由该材料支撑。

利用悬空结构，从而使硅纳米线波导104具有很小的传输损耗，提升3阶非线性系数，增加激光器增益，能显著提升激光谐振腔1的品质因子(即Q值)。此外采用悬空结构可以使纳米线结构能稳定在环境温度而不受到温控器和/或环境温度的影响，保证了四波混频效应所产生增益的稳定性。

进一步地，双臂干涉器5的两个干涉臂分别为直臂501及弯曲臂502，弯曲臂502与直臂501首尾相连，弯曲臂502与直臂501均为悬空结构。

该悬空结构与上述的硅纳米线波导104的悬空结构相同，不再赘述。如图2所示，上述悬空结构可以采用任意方式实现为下层硅衬底11，中层氧化硅10以及上层硅9的层状结构。这里为了方便描述，称该层状结构为SOI衬底。采用紫外曝光，纳米压印或者电子束曝光等微纳光刻技术在SOI衬底上同时形成第一微环反射器101、第二微环反射器102、第一连接波导103、第二连接波导105、硅纳米线波导104、反馈器以及双臂干涉器5的掩膜图形，利用干法刻蚀技术加工SOI衬底材料。刻蚀工艺需要完全去除图形区域之外的上层硅9和中层氧化硅10材料，该种蚀刻加工工艺可以采用现有的硅光芯片制作工艺来实现。其中，采用普通光刻技术完成空气槽掩膜图形，利用BOE腐蚀液去除硅纳米线波导104和双臂干涉器5的两个直波导之下的中层氧化硅10材料，形成如图4所示的悬空结构。

在上述蚀刻工艺中，采用InP衬底完成DFB芯片和波导探测器6，由于以上两种结构属于常规结构因此不做详细介绍。将DFB芯片与波导探测器6放置于图2中所对应的位置，并与双臂干涉波导进行耦合。耦合方式包含光栅辅助耦合，倏逝波耦合以及直接波导耦合等多种常见方式。

利用悬空结构，双臂干涉器5的温度不受到温控器和/或环境温度的影响，保证双臂干涉输出光强的稳定性。

进一步地，弯曲臂502与直臂501之间的长度差大于1000μm。

双臂中光信号频率/波长的变化导致双臂之间的相位差发生变化，双臂干涉器5对频率变化的灵敏度与波导模式折射率以及双臂长度差相关，即模式折射率越高，双臂长度差值越大，双臂干涉器5对频率变化的敏感性就越高。如图4所示，当双臂之间的长度差异为1000μm以上时，微波探测器就能响应GHz量级的频率偏移，也就是说双臂干涉器5对双臂中光信号频率/波长的变化有很高的灵敏度。

进一步地，微环耦合器4与第一连接波导103之间的垂直距离大于10μm。

双臂干涉器5主要测量光信号的相位，不需要较高的信号能量，因此本实施例中微环耦合器4与第一连接波导103的距离大于15μm，由此仅有1%以内的激射光信号耦合进入双臂干涉器5。

进一步地，第一连接波导103和第二连接波导105的波导宽度均为600nm~2μm，硅纳米线波导104的波导宽度小于300nm。

第一微环反射器101与第一连接波导103之间的垂直距离与第二微环反射器102与第二连接波导105之间的垂直距离不同，第一微环反射器101与第二微环反射器102的半径不同。

第一微环反射器101和第二微环反射器102的光学周长为第二预设波长的整数倍。具体而言，根据如下公式，可以确定第一微环反射器101及第二微环反射器102的半径，

；

；

其中，Ra为第一微环反射器101的半径，Rb为第二微环反射器102的半径，n和m为不相同的正整数，Neff为微环模式折射率，λ1为第二预设波长。

以第二预设波长为1.550μm为例，本实施例的微环反射器半径可以设计为100μm到400μm之间，反射谱如图3所示，两者在1.550μm波长处有很高的反射率。但是由于两者半径不相同，因此仅在1.550μm波长处发生反射峰重合。

进一步地，第一微环反射器101与第一连接波导103之间的垂直距离小于1μm，第一微环反射器101的反射率不小于0.99；第二微环反射器102与第二连接波导105之间的垂直距离小于5μm，第二微环反射器102的反射率为0.9-0.94。

通过调整第一微环反射器101及第二微环反射器102与第二连接波导105之间的距离，从而可调节峰值反射率。上述设置的第一微环反射器101与第二微环反射器102为硅纳米线波导104提供了0.99和0.94左右的反射率，从而形成了高Q值的激光谐振腔1。

进一步地，滤波器为π相移布拉格光栅反射器3，π相移布拉格光栅反射器3的长度大于1000μm，π相移布拉格光栅反射器3的相移位置为π相移布拉格光栅反射器3的中心。

π相移的布拉格光栅反射器3的反射谱在布拉格波长有一段透射区域，当布拉格波长设置为第一预设波长时，就可以将光栅反射器配置为一种窄带的带通滤波器，即只允许波长为第一预设波长的光信号透射。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种窄线宽激光器，其特征在于，包括激光谐振腔及位于所述激光谐振腔外部的激光发射部与滤波器；

所述激光谐振腔包括第一微环反射器、第二微环反射器、硅纳米线波导、第一连接波导及第二连接波导；所述第一微环反射器与所述第二微环反射器的反射率不同，所述第一微环反射器正对所述第二微环反射器，所述硅纳米线波导位于所述第一微环反射器与所述第二微环反射器之间且呈蛇形排布；所述硅纳米线波导靠近所述第一微环反射器的一端通过所述第一连接波导与所述激光发射部连接；所述硅纳米线波导靠近所述第二微环反射器的一端通过所述第二连接波导与所述滤波器连接；

所述激光发射部，用于发射具有第一预设功率及第一预设波长的第一光信号，且所述第一光信号透过所述第一微环反射器并经由所述第一连接波导输入至所述硅纳米线波导；

所述硅纳米线波导，用于利用四波混频效应，使所述第一光信号产生多个不同波长的光信号，且多个不同波长的光信号及第一光信号通过所述第二连接波导达到所述第二微环反射器，其中，所述多个不同波长的光信号包括具有第二预设波长的第二光信号；

所述第二微环反射器，用于对第二光信号进行反射，经由所述第二连接波导、硅纳米线波导及第一连接波导传导送至所述第一微环反射器，并再由所述第一微环反射器进行反射后经由所述第一连接波导、硅纳米线波导及第二连接波导传送至所述第二微环反射器，以使所述第二光信号在所述激光谐振腔内谐振，为所述第二光信号提供增益并产生具有第二预设波长的激射光信号；

所述滤波器，用于输出所述激射光信号，并将剩余光信号经由所述第二连接波导反射回所述硅纳米线波导，为所述第二光信号提供增益。

2.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述窄线宽激光器还包括位于所述激光谐振腔外部的双臂干涉器、微环耦合器、波导探测器及温控器；所述双臂干涉器与所述波导探测器的输入端连接，所述波导探测器输出端与所述温控器连接；

所述微环耦合器，用于将部分的激射光信号进行耦合处理；

所述双臂干涉器，用于将所述耦合处理后的激射光信号分束成第三光信号及第四光信号，并分别经由所述双臂干涉器的两个不同长度的干涉臂进行传送后，再进行合束处理并根据第三光信号和第四光信号相位差的不同而产生不同的合束光强，所述第三光信号及第四光信号具有相同的能量；

所述波导探测器，用于根据所述合束光强度的变化量，确定所述第三光信号及第四光信号的相位差改变量；

所述温控器，用于根据所述相位差改变量，确定激光器实际输出的激射光信号的波长与第二预设波长的偏移量，并根据所述偏移量，调节所述激光器的温度，以使所述激射光信号的波长达到第二预设波长。

3.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述硅纳米线波导为悬空结构，所述悬空结构周围的填充介质为空气或折射率为1~1.4的材料。

4.根据权利要求2所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述双臂干涉器的两个干涉臂分别为直臂及弯曲臂，所述弯曲臂与直臂首尾相连，所述弯曲臂与所述直臂均为悬空结构。

5.根据权利要求4所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述弯曲臂与直臂之间的长度差大于1000μm。

6.根据权利要求2所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述微环耦合器与所述第一连接波导之间的垂直距离大于10μm。

7.根据权利要求1所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述第一连接波导和第二连接波导的波导宽度均为600nm~2μm，所述硅纳米线波导的波导宽度小于300nm。

8.根据权利要求7所述的窄线宽激光器，其特征在于，其特征在于，所述第一微环反射器与所述第一连接波导之间的垂直距离与所述第二微环反射器与所述第二连接波导之间的垂直距离不同，所述第一微环反射器与所述第二微环反射器的半径不同。

9.根据权利要求8所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述第一微环反射器与所述第一连接波导之间的垂直距离小于1μm，所述第一微环反射器的反射率不小于0.99；

所述第二微环反射器与所述第二连接波导之间的垂直距离小于5μm，所述第二微环反射器的反射率为0.9-0.94。

10.根据权利要求8所述的窄线宽激光器，其特征在于，所述滤波器为π相移布拉格光栅反射器，所述π相移布拉格光栅反射器的长度大于1000μm，所述π相移布拉格光栅反射器的相移位置为所述π相移布拉格光栅反射器的中心。

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