CN1129494A - 激光器件 - Google Patents

Abstract

一种激光器件，包括矩形的多模分束器波导(20)，以其一端与后向反射的反射镜(26)相连接。此分束器波导(20)以其第二端与输出耦合波导(22)和反射耦合波导(24)相连接。反射耦合波导(24)则以第二个后向反射的反射镜(27)为界。该器件中产生的辐射被反射镜(26)反射并按一定方式耦合到两个耦合波导上，从而在该器件的输出端不再需要部分反射的反射镜。

Description

激光器件

本发明涉及激光器件。

激光器在现有技术中是公知的，是1960年首先由T.H.Maiman发明的。在激光器中，电磁辐射在谐振腔的两端之间反射，激励出从受激能级向较低能级的跃迁，进一步导致同相光子的产生及作为受激辐射沿同一方向的传播。谐振腔的两端必须充分反射，以使被反射镜吸收或者发射的辐射总量小于或等于此受激过程产生的辐射总量。现有技术的激光器，在其结构中包括部分反射的谐振腔反射镜，以将百分数高的入射辐射反射回谐振腔中，并将一小部分作为激光束发射出去。含有许多介电层的局部反射的反射镜，生产起来很昂贵，且在大功率下使用容易损坏。

作为激光器件的例子是充以He：Ne气体的激光器，描述在E.Hecht和A.Zajac发表的《光学》一书中P.486，由美国马萨诸塞州的Addison-Wesley股份有限出版公司于1974年出版。

本发明提供的激光器件，包括有波导装置以及被安排来限定谐振腔的第一和第二反射装置，其特征在于，该波导装置被安排为将辐射强度最大值限定在第一反射装置上，将辐射强度最大值至少瞬间限定在第二反射装置上，以及将辐射强度最大值至少瞬间限定在与第一和第二反射装置分开的输出上。

本发明提供的好处是，局部反射的输出镜不再需要，这种反射镜对于大功率损伤很敏感。尤其对大功率的二氧化碳激光器是这样。

使用多模式(multi-mode)传播的波导作成为激光器，在PCT申请号WO 92/11550中已经描述过。所描述的激光器包含局部反射的反射镜。PCT专利申请号WO 92/11554则描述了使用多模式波导作为强度分配器件。

本发明的激光器件带有多模式分束器波导，以其第一端与两个耦合波导相联，此耦合波导之一为反射耦合波导，另一为输出耦合波导。反射耦合波导则以全反射的反射镜为终端。反射装置被安排在该分束器波导的第二端。

该激光器件可被安置为，使被耦合在此耦合波导中辐射的约85％被耦合到反射耦合波导中，且其剩余的15％被耦合到输出耦合波导中。

处在分束器波导第二端的反射装置，可以包括调制波导。此调制波导可被安排来对该反射装置反射的辐射提供相位控制。电子—光学相位调制器可被安排在此调制波导中。这些相位调制器可被安排为，对由热效应引起的激光器件尺寸变化进行校正；还可被安置来，通过让最大辐射强度在两耦合波导之间转换而使该激光器件以Q-开关方式工作。以Q-开关方式工作的激光器件，其优点是能够产生出高强度的脉冲输出。激光器件的输出强度，可以通过控制相位调制器来控制。

位于分束器波导第二端的反射装置，可以是平面反射镜，而且被耦合在两耦合波导上的辐射强度最大值，可以具有相等的强度。

此激光器件可以是带有中空波导的气体激光器。该气体提供的是增益介质，带有通过射频电极耦合其上的能量。或者换一种方式，此激光器可以由作为增益介质的半导体材料系制造的脊形波导来形成。此介质可以由流过器件的电流进行激励。

此激光器件可以在分束器波导的两端带有输出耦合波导。由这些输出耦合波导发射的输出辐射光束，可以具有相同的强度，其间的相位关系不变。

为了更全面地理解本发明，现在仅以举例的方式参照附图对其实施例进行描述，其中，

图1为本发明激光器件的水平剖面图；

图2及3分别为沿图1中II—II及III-III线截取的垂直剖面图；

图4表示一族曲线，用来表示沿图1中多波型导同样截面的多波型波导中的电场强度分布；

图5表示包含有封闭腔的本发明激光器件；

图6为包含有可控的相位调制器波导的本发明激光器件剖面图；

图7为由脊形波导构成的本发明激光器件示意图；

图8及9分别为沿图7中VIII-VIII及IX-IX线截取的垂直剖面图；

图10为被安排来将同样的激光辐射强度耦合在两耦合波导之间的本发明激光器件的水平剖面图；

图11为被安排为Q-开关方式工作的本发明激光器件的水平剖面图，以及

图12为包含有两个输出耦合波导的本发明激光器件的水平剖面图。

参见图1、2及3，所表示的是总体上以10表示的本发明激光器件剖面图。图1为激光器件10的水平剖面图。在图1中II-II和III-III线上截取的垂直剖面，分别表示在图2和3中。

此激光器件10包含两块氧化铝板，这就是基板12和盖板14。这两块板12和14的表面为平的，并且相互平行。盖板14和基板12之间界面的位置，在图2及3中用虚线16表示。

基板12是由实体的氧化铝通过铣磨加工成的，以产生出带有输出耦合波导22和反射耦合波导24的分束器波导20。这些波导20、22和24具有侧壁及由铣磨基板12形成的平面限定的下壁(未表示)。它们还具有由盖板14下表面14a提供的上壁。

此激光器件10包含具有高反射率的镀铜的向后反射的反射镜26和27。反射镜26具有阶梯形纵断面以限定出三个反射区域26a、26b和26c。

射频电极29被定位在分束器波导20的上方和下方，以便将能量容性耦合到波导中的增益介质中。

分束器波导20具有矩形截面，其长度L、宽度2b和高度2a以标度30表示。此处的参数L、a和b，在本发明的不同实施例之间可以变化。在激光器件10中，b＝6a。耦合波导22和24为边长2a的方形截面。分束器波导20的长度L，由下式给出：

       L＝2nb²/λ₀    (1.1)其中λ₀为激光器件10的自由空间工作波长；n为分束器波导20中增益介质的折射率。换一种方式，用分束器波导中传播的波长λ替代λ₀/n，则等式(1.1)将变为：

   L＝2b²/λ    (1.2)

在器件10中，对于工作波长λ为10.59μm来说，2b＝4mm，2a＝0.67mm，L＝0.755M。尺寸2b和2a可能会受到与铣磨工艺和所需激光器件功率相关联的制造公差的影响。

分束器波导20具有以虚线表示的中心纵轴线32。该轴线32距波导20侧壁的距离为b，距其下壁的距离为a。耦合波导22和24分别具有中心纵轴线34和36，它们相互平行并与轴线32共平面。轴线34和36被定位在分束器波导20的相应一串横截面的中心，如图1中最上面的标度30表示的那样。

为分析激光器件10的工作起见，y和z笛卡尔坐标轴以38a表示，x和y坐标轴以38b表示。z轴平行于该器件的纵轴32。x和y轴分别为横向垂直和横向水平的。纵轴32包含x＝0和y＝0。在耦合波导22和24与分束器波导20汇合的平面(以点划线40表示)内，z的值为零。

器件10被装在真空室(未表示)中，真空室被抽成真空并且再充以可控量的已知成份的二氧化碳激光气体。此气体在分束器波导20中起增益介质的作用。真空室包含有窗(未表示)，此窗对于该器件产生的辐射波长是透明的，并且将该器件的辐射发送出去。该真空室还包含连接线(未表示)，以将射频电极29与电流(未表示)连接。

现在将对普通矩形波导理论上的传播特性进行分析。假定此波导具有2a的高度和2b的宽度，并以具有复介电常数的均匀的介电材料制成的壁为界。而且假定这些壁是高反射的，并且不会使传播的波导模显著地衰减。该波导具有的高度、宽度和长度尺寸，分别与x、y和z轴平行。它具有类似EH_mn的归一化线偏振模。在(x、y、z)点第mn个模EH_mn的电场贡献E_mn(x、y、z)，已被Laakmann等人计算如下，参见Appl.opt.vol.15，No，5，1976，5，pp.1334～1340： $E_{\mathrm{mn}}(x,y,z)=\frac{1}{\sqrt{\left(\mathrm{ab}\right)}}{[}_{\sin }^{\cos }\left(\frac{\mathrm{m\πx}}{2a}\right)\left]{[}_{\sin }^{\cos }\left(\frac{\mathrm{n\πy}}{2b}\right)\right]e^{\mathrm{i\γ}{\mathrm{mn}}^2}---\left(2\right)$ 其中m为沿x轴涉及电场相关性的模数；

n为沿y轴涉及电场相关性的模数；

z为沿z轴的距离。

γ_mn＝(α_mn+iβ_mn)为第mn个模的传播常数；

β_mn和α_mn为第mn个模的相位系数和衰减系数；

“cos”在“sin”之上表示在先的适用奇模数(m或n为适合)，在后的适用偶模数。

非常近似，相位系数β_mn由下式给出： ${\mathrm{\β}}_{\mathrm{mn}}=\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}[1-\{{\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_m}{4a}\right)}^2-{\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_n}{4b}\right)}^2\}{]}^{\frac{1}{2}}---\left(3.1\right)$

假如等式(3.1)括号内的负数项小于，就是说如果λ/a和λ/b均＜1，而且m和n均为低阶模(这实际上能够满足)，那么二项式定理可用来改写等式(3.1)如下： ${\mathrm{\β}}_{\mathrm{mn}}=\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\λ}}[1-\frac{1}{2}\{{\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_m}{4a}\right)}^2+{\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_n}{4b}\right)}^2\left\}\right]---\left(3.2\right)$ 其中a、b、m和n为前面定义过的，λ为辐射在波导中传播时的波长。

等式(2)表示可从矩形波导的所有线偏振模中获取的电场贡献。它是计算出来的，其基础是在波导侧壁上即y＝±b处，每个模的电场贡献为零。这对于带有反射侧壁的波导能够满足。并非所有的矩形波导模都需要由给定的输入来激励。任何被选来提供输入的方式截面波导，均以其基本的或最低阶的模EH₁₁的形式供给激励。这被耦合在矩形截面波导的各种EH_mn模上面。输入EH₁₁模，从而分解为EH_mn模与相应的复数乘法系数A_mn的线性组合。这可表示为：

EH₁₁＝∑A_mn·EH_mn    (4)

实质上，A_mn幅度耦合系数，乃是表示相应的输入波导融合成矩形波导的输入孔径处电场的傅里叶级数的系数。EH_mn模是相互正交的，因此系数A_mn可以从下述形式的重积分中计算出来： $A_{\mathrm{mn}}{\∫}_{-b}^{+b}{\∫}_{-a}^{+a}{\mathrm{EH}}_{11}\•{\mathrm{EH}}_{\mathrm{mn}}\•\mathrm{dy}\•\mathrm{dx}---\left(5\right)$

现在参见图4，所表示的是跨过参考波导(未表示)的一族电场强度I作为位置y(以轴线42a代表)函数的曲线表示(总体上以41代表)。参考波导与波导20类似，除了其长度为2L之外。参考波导具有的截面与图3表示的波导20相同，具有高度2a和宽度2b，并且相对其长度、高度和宽度具有与波导20相同的x、y和z轴方向。图4中的曲线是在z值(如标度42b所示)增加的条件下计算出来的。作为工作在基模的边长2a的方形输入波导(未表示)，所提供的输入43中心在y＝-b/2处，并以y＝-b/2±a为界。输入43为参考波导的对称和反对称模被激励创造条件。

电场强度作为位置z＝L和z＝2L的函数，分别以线44和45表示。线44表示，当z＝L时电场强度具有三个最大值46a、46b及46c。这些最大值具有的相应相位差，分别为13/8π，0和5/8π弧度。z＝2L处的线45表示，电场强度具有两个最大值48a和48b，中心在y＝±b/2处。在y＝+b/2处，最大电场强度48a具有的强度约为输入43的85％；而在y＝-b/2处，最大电场强度48b具有的强度约为输入43的15％。最大值48a和48b具有的相应相位，分别为π和0弧度。

再一次参见图1，分束器波导20具有的长度L等于上述参考波导之半。限定波导20的反射镜26，所起的效果是使波导20的光学性能与该参考波导的光学性能等效。如果反射镜26用一块与轴线32垂直的平面反射镜替代，则来自反射耦合波导24的辐射将在此反射镜上分成与最大值46a、46b和46c对应的辐射强度最大值。这些最大值将被反射，而且该辐射被分成使辐射强度的85％将被耦合到输出波导22中，且其15％将被耦合回到反射波导24中。然而反射镜26具有阶梯形的纵断面。此阶梯形纵断面的效果在于，使由区域26a反射的辐射中比区域26b和26c反射的辐射引入相应的相位移，由于这些区域反射的辐射其光程长度不同。此光程长度之差等于工作波长时辐射波长之半。则此光程差将在区域26a反射的辐射和区域26b及26c反射的辐射之间给出π弧度的相应的相位变化。由于反射镜26具有阶梯形纵断面，所以耦合在耦合波导中的辐射的85％将被耦合到反射耦合波导中，而其辐射的15％被耦合到输出耦合波导中。

反射镜26上反射区26b及26c的安排，是对相应于最大值46a及46b的辐射分别进行反射。反射区26b和26c的安排，是使该区域反射光的光程长度比由中心区26a反射的辐射大λ/2。中心区26a对应的最大强度位置等效于最大值46b，并且具有4a的宽度。中心区26a突出区域26b及26c的长度，对于工作在10.59μm波长上的二氧化碳激光器来说，等于λ/4或2.65μm。反射镜26可以通过下述已知的“搬走(lift-off)”工艺来制造。将铜基板抛光以给出光学平而且光滑的表面。通过光学金属版印刷工艺使区域26b及26c涂以抗蚀剂而被限定。然后在真空室中将铜蒸发到该基板上，以便在区域26a和抗蚀剂上镀以2.65μm厚度的高反射率金属。随后使用适当的溶剂将抗蚀剂溶解掉。蒸发到抗蚀剂上的金属便被分离，留下区域26a而保持其高出区域26b及26c在2.65μm。

现在将对激光器件10如何运转进行描述。真空室抽出空气，并在约为12千帕斯卡的压力下按照16∶8∶4∶1的比例，充以普通二氧化碳激光器用的气体混合物He/CO₂/N₂/Xe作为增益介质。将射频电位差加到两电板29之间。此电位差将能量耦合到增益介质中，将N₂分子提升至高能态，随后将此能量通过碰撞传给CO₂分子。馈给电极29的功率，将取决于器件10的几何形状和所需要的辐射强度；二氧化碳激光器技术领域熟练的工作人员，能够通过实验确定所需要的功率。

电磁辐射的产生，是通过高能态的CO₂分子向低能态的自然驰豫作用。当此自然弛豫作用产生出从波导24进入波导20的基模电场时，分束作用便按照类似图4的方式产生。与最大值48b对应的约15％的辐射，被耦合在输出耦合波导22中，并作为输出光束沿轴线34发出；与最大值48a对应的剩余85％，则作为沿波导24通过的基模被耦合回到反射耦合波导24中。在这个“多次反射(round trip)”的过程中，通过激励进一步的分子弛豫过程而使辐射强度增加。沿波导24通过的辐射被反射镜27沿该波导24向回反射，并返回到分束器波导20中，且分束和放大过程在这种场合下重复进行。辐射强度增加，直到(损失不计)通过输出耦合波导作为输出光束失去的能量比，等于由射频电极29泵入增益介质的能量。反射镜27是可调的，使其能平行轴线32移动。这种运动能够改变反射耦合波导24的长度，并能使器件10调谐以形成谐振腔。

现在参见图5，所表示的是作为封闭腔激光器件(总体上以50代表)结构的本发明实施例的水平剖面图。此激光器件50具有基板52，由实体的氧化铝加工而成，通过铣磨以产生分束器波导54、反射耦合波导56和输出耦合波导58。波导54、56和58分别与波导20、24和22具有相同的尺寸。盖板(未表示)所包括的氧化铝平板与基板52连接在一起，以在两板之间形成气密密封，这可通过使用英国专利号2,141,655B中描述的工艺过程来达到。与反射镜26类似的阶梯形反射镜60以及与反射镜27类似的平面反射镜62，与此器件50连接在一起也形成气密密封，这可通过表面金属喷镀和钎焊过程或通过粘结来达到。输出耦合波导58带有固定在一端以与器件50形成气密密封的气泵短联结零件64。安装在此气泵短联结零件64上的有：对于器件50的工作波长透明的窗66和输出管68；通过管68可将器件50抽真空，并将上述二氧化碳激光器气体混合物导入。此窗66可以是布儒斯特窗，在窗平面内以与电场分量成一个对发送辐射适合的角度取向。射频电极(未表示)被安排来对激光气体进行容性激励。

图6表示总体上以70表示的本发明激光器件实施例的水平剖面图，其中含有电子-光学相位调制器。该器件70包括按照类似于器件10中波导的方式加工成的分束器波导72、输出耦合波导74和反射耦合波导76。后向反射的反射镜78作为波导76的界限。该器件70还包含三个调制波导82a、82b和82c。这些波导82a至82c中的每一个都包括边长2a的方形截面波导和后向反射的反射镜84a至84c。尽管器件10中的辐射是通过位于耦合波导22及24相反方向的波导20一端的反射镜26反射的，而在器件70中，辐射被耦合在三个调制波导82a至82c上，并且由反射镜84a至84c进行反射。每一调制波导都包含有电子-光学相位调制器86a至86c，其光路长度是由通过它施加的电场控制的。通过改变每一调制器86a至86c的光路长度，可以对耦合回到分束器波导72中的被反射辐射的相位进行控制。

电子-光学相位调制器86是由铌酸锂制成的，其上固定有电极(未表示)。这些相位调制器也可由其它电子-光学材料制做，其中包括磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和钛酸钡。

换一种方式，替代调制波导82中所包含的相位调制器86，可对调制波导本身的长度进行控制。这可通过将反射镜84安装在压电控制器(未表示)上实现。每一调制波导82的长度，是由通过每一相应压电控制器施加的电位差进行控制。

对于调制波导82的光路长度进行电控，可被用来“调谐”由该调制波导耦合的辐射的相位，从而对器件70由热膨胀带来的尺寸变化进行平衡。此外，通过调节调制波导82的光路长度，可以控制激光器件70的输出强度，以便以较低的效率将辐射耦合到反射耦合波导76和输出耦合波导74上。换一种方式，可以将电子控制用来“Q-开关”器件70。在Q-开关方式运行中，调制波导82的光路长度被精确地设定，以避免器件70起激光器作用。三个相位调制器86的电接头(未表示)被接地，以使由此三个调制波导耦合的辐射之间不存在相对相位改变。于是器件70处在“有损耗”的状态，以致于产生出高密度的亚稳态高能CO₂分子。然后通过施加相位的电场而对波导82a和82c中的相位调制器86a和86c进行调整，以使其相对相位改变合乎产生激光作用的要求。从波导82a和82c耦合的辐射相位，相对于从波导82b耦合的辐射相位，被延迟π弧度。由于高密度高能分子的作用，于是一突发的辐射便从输出耦合波导74中发出；如果通过相位调制器的相应电场被保持，便逐渐衰变到稳态。假如通向相位调制器86a及86c的电接头再接地，则当器件70开始光激射时，器件70中85％的光被耦合到输出耦合波导74中，且此器件经受“腔倒空”的作用而给出强的突发辐射，其强度迅速地下降到接近于零。这个过程可以重复进行，以给出脉冲输出。

现在参见图7、8和9，所表示的是固态激光器件(总体上以90表示)形式的本发明进一步实施例。图7为水平剖面，图8及9分别为图7中在VIII-VIII及IX-IX线上截取的垂直剖面。器件90不同于前述实施例之处在于，它是利用固体波导构成的。此器件90是利用标准的半导体平版印刷技术产生的。激光器件90包含n-掺杂的GaAs基片92，其上复盖有多层波导结构94。此波导结构94包括许多Ga_1-xAl_xAs系膜层，其上复盖以金属镀层，如95所示。基层95a为n-掺杂的Al_0.3Ga_0.7As，其上复以厚度t的Al_0.1Ga_0.9As的激活区95b，随后是P-掺杂的Al_0.3Ga_0.7As的掺杂层95c。95a至95c这三层形成-P-n结。其上复盖p-掺杂的GaAs层95a，最后是金属层95e。对于器件90的电连接，是经由金属层95e和基片92上的金属层95f做出的。

参见图7，该器件90包含输出耦合波导96、反射耦合波导98、分束器波导100和三个调制波导101a至101c。辐射是在95b层中产生和被控制的，因而图9中的95b层便形成了分束器波导100。此分束器波导具有的厚度t等效于器件10中的尺寸2a。耦合波导96和98以及调制波导101具有的层状结构，类似于图9表示的结构，虽然不带金属层。这种层状结构能在等效于95b层的层中提供波导特性。波导96、98和101具有等于t的宽度。分束器波导100具长度L、宽度2b和高度t。长度L满足方程式(1，1)的要求，其中折射率n等于其在Al_0.1Ga_0.9As区域95b中的值，而且自由空间工作波长λ₀为0.85μm。此器件90包含后向反射的端反射镜102和104a至104c，分别固定在波导98和101a至101c上。输出耦合波导96上带有减反射涂层108，被应用在110一端。单独调制波导101a至101c的长度，在平版印刷工艺中被控制，以确保耦合在分束器波导中的辐射具有正确的相对相位调制，如对于器件10那样。因此，波导101a和101c比波导101b长λ/4。通过让电流经过器件90而将能量耦合其上，以将电子提升到受激态。

现在参见图10，所表示的是本发明激光器件(总体上以120表示)的水平剖面，包含有按照器件10同样方式制做的对称性分束波导122。该器件120包括有按照器件10类似方式制做的分束器波导122、输出耦合波导124和反射耦合波导126。分束器波导122具有由公式(1.2)给出L的2L长度、2b的宽度以及2a的高度(未表示)。耦合波导124和126具有边长为2a的方形截面。耦合波导124和126被对称性地定位在中心轴线127的两侧，并分开为b的距离。器件120还包含后向反射的反射镜128和129。从反射波导126耦合的辐射，在反射镜128上被分成两个最大值，如图4中由最大值48a和48b表示的那样。然后此辐射被反射向耦合波导124和126。在这些耦合波导中，辐射被分成两个相等的最大值，50％的辐射被耦合到反射耦合波导126中，另外50％被耦合到输出耦合波导124中。器件120在反射镜128处并不要求为其运行对辐射进行相位调制。

图11表示本发明的Q-开关激光器件，总体上以130表示。器件130包含按照器件10同样方式制做的输出耦合波导132、以全反射反射镜135为界的反射耦合波导134，以及分束器波导136。分束器波导136具有由公式(1.2)给出L的4L的长度、2b的宽度和2a的高度(未表示)。耦合波导132和134被定位，使其所具有的中心轴线138a和138b(以点划线表示)与中心轴线139对称性地偏离。此器件130还包含两个相位调制波导140a和140b，被定位在使其具有的中心轴线分别与轴线138a和138b同轴。相位调制波导140a和140b，分别以全反射的反射镜141a和141b为界。电子-光学相位调制器142则包括在波导140b中。此相位调制器142被安排在通过其施加预定电压的情况下，将从反射镜141b反射并耦合回到分束器波导136中的辐射的相对相位，相对从波导140a中耦合的辐射相位延迟π弧度，此预定电压则称之为π电压。射频电极(未表示)处在器件130之上及以下，以便将能量容性耦合到波导136、132、134、140a和140b内的增益介质中。波导140a可以不存在，在这种情况下反射镜141a被定位在邻接分束器波导136，只要被耦合回到分束器波导中的辐射强度最大值之间的相位关系能够保持。

器件130的运行如下。将π电压加到相位调制器142上，使来自反射耦合波导134的所有辐射耦合到输出耦合波导132上，从而产生出高损耗腔，其中的受激发射不能有效地发生。射频能量则将气体分子激励到上激光能级。然后将相位调制器142接地而使器件130中发生光激射作用，但没有光耦合到波导132中，从而引起腔内电场的迅速增强。然后将π电压再加到相位调制器142上，于是所有的辐射都作为短的强脉冲耦合到波导132上。然后重复此过程以给出脉冲输出。通过调整通过相位调制器142施加的电压，可以调整输出脉冲的强度。如果施加的电压并不等于π电压，那么波导136中一定比例的辐射并不耦合到输出耦合波导132中，而被耦合在反射耦合波导134中。输出强度和所加电压之间的关系，可以通过例行的系统测量来确定。通过控制加在相位调制器142上的电压，可使器件130工作在连续输出方式以及脉冲输出方式。

分束器波导136可以换一种方式具有4L/3的长度用于耦合波导132和134，而且调制波导140位于y＝±b/3的位置上。

图12表示双输出激光器件(总体上以150表示)形式的本发明进一步实施例。此器件150包含宽度为2b、高度为2a(未表示)、长度为2L为分束器波导152，其上带有两个反射耦合波导154和156，分别以全反射的反射镜158和160为界。此器件150还包含两个输出耦合波导162和164，以及位于器件上下以将能量容性耦合到增益介质中的射频电极(未表示)。波导154、156、162和164为边长2a的方形截面。器件150效果上相当两个器件10端对端连接在一起而不带反射镜26。在分束器波导152第一端160的波导154和162，分别被定位在y＝+b/2和y＝-b/2的位置上；而波导152第二端168的波导156和164，分别被定位在y＝-b/2和y＝+b/2的位置上。

在器件150中，从波导154耦合到波导152中的辐射，当其通过波导152时被放大，且在第二端168被分成两个强度最大值。占总辐射约15％的强度最大值，被耦合到输出耦合波导164中；而且剩余的85％的强度最大值，被耦合到反射耦合波导156，并在波导156中被反射及耦合回到波导152中。从波导156耦合的辐射，向后通过波导152，并且再一次被放大及在第一端被分成两个最大值。总辐射的15％再一次被耦合到输出耦合波导162中，85％被耦合到反射耦合波导154中，而且此过程本身重复进行。因此器件150带有两个输出波导，且在运行过程中，一旦器件到达稳态，这两个输出便具有相等的幅度，其间具有固定的相位关系。按照这种结构，器件150可被用来对该器件发出及由远处物体向回反射给该器件的信号提供放大作用。

Claims (19)

1.一种激光器件，包括有波导装置(20)以及被安排来限定谐振腔的第一和第二个反射装置(26、27)，其特征在于，该波导装置(20)被安排为将辐射强度最大值限定在第一个反射装置(26)上，将一强度最大值至少瞬间限定在第二个反射装置(27)上，以及将一强度最大值至少瞬间限定在与第一及第二反射装置分开的第一输出(22)上。

2.根据权利要求1的激光器件，其特征在于，该波导装置包括矩形截面的多模波导(20、54、72、100、122、136、152)。

3.根据权利要求2的激光器件，其特征在于，第一个反射装置包括有相移装置(26a、26b、26c)，用于在由第一个反射装置(26)反射的若干辐射强度最大值之间引入相对相位移。

4.根据权利要求3的激光器件，其特征在于，相移装置至少包括一个被安排来传播作为基模辐射的辐助波导(82a、82b、82c)。

5.根据权利要求4的激光器件，其特征在于，上述至少一个辐助波导为一组辐助波导，其中每一辅助波导被安排来传播作为基模的辐射，并以相应的反射装置(84a、84b、84c)为界。

6.根据权利要求5的激光器件，其特征在于，相移装置(86a、86b、86c)为电子-光学(相位调制器)。

7.根据权利要求5的激光器件，其特征在于，相应的反射装置(84a、84b、84c)可以在平行于辐射传播方向的方向上进行调节。

8.根据权利要求7的激光器件，其特征在于，相应的反射装置被安装在相应的可通过压电效应移动的机构上。

9.根据权利要求6的激光器件，其特征在于，波导装置(72)和第一个反射装置(82、84、86)被安排结合在一起，以引导辐射强度最大值在第二个反射装置(76、78)和第一个输出(74)之间交替。

10.根据权利要求3的激光器件，其特征在于，在第二个反射装置和在输出上的两个辐射强度最大值中的一个，其强度大于另一个的强度，而且这两个强度最大值具有的强度比，基本上等于85比15。

11.根据权利要求10的激光器件，其特征在于，在第二个反射装置上的辐射强度最大值的强度，大于输出上的强度。

12.根据权利要求10的激光器件，其特征在于，波导装置和第一个反射装置相结合安排，以将较大强度的辐射强度最大值交替引导到第二个反射装置和输出上面。

13.根据权利要求1的激光器件，其特征在于，第二个反射装置上的辐射强度最大的强度，基本上等于在输出上的辐射强度最大的强度。

14.根据权利要求1的激光器件，其特征在于，该激光器件带有与第一和第二个反射装置分开的第二个输出。

15.根据权利要求1的激光器件，其特征在于，波导装置为中空的波导。

16.根据权利要求15的激光器件，其特征在于，此中空波导带有氧化铝制的外壁。

17.根据权利要求1的激光器件，其特征在于，波导装置为固体波导。

18.根据权利要求17的激光器件，其特征在于，此固体波导是由半导体材料系制成的。

19.根据权利要求18的激光器件，其中的半导体材料系是Al_xGa_1-xAs。

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