CN117559219A - 一种激光器及光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供的激光器及光模块中，激光器包括增益芯片、第一半波片、法拉第磁旋光晶体、偏振合束器、第二半波片、偏振分束器、第一反射镜和第二反射镜，构成激光谐振腔；增益芯片产生的光束依次经过第一半波片、法拉第磁旋光晶体、偏振合束器、第二半波片、偏振分束器，部分光信号从偏振分束器透射出去，部分光信号从偏振分束器反射至第一反射镜，经第二反射镜、偏振合束器、法拉第磁旋光晶体，返至增益芯片，与增益芯片产生的光束碰撞而实现增益，进而稳定输出光信号；第二半波片光轴与X轴之间夹角可变，以调整第一偏振分量的大小，进而调整发射光信号的光功率。本申请光路稳定性较高，可连续稳定输出光信号，且可调整输出光信号的光功率。

Description

一种激光器及光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种激光器及光模块。

背景技术

外腔式激光器(External Cavity Laser,ECL)包括独立的光学器件，各光学器件之间构成激光谐振腔，在线形结构的激光谐振腔内，部分光信号沿原路反射并由增益介质放大，形成正反馈，形成稳定的激光振荡，进而连续稳定的输出光信号。

通常外腔式激光器包括部分反射镜，部分反射镜作为激光输出窗，在调整或使用该激光输出窗时通常存在偏差，造成激光谐振腔内的损耗，进而降低输出光信号的光功率；且无法实现输出光信号的功率可调。

发明内容

本申请提供的一种激光器及光模块，通过构建一种激光谐振腔，稳定输出光信号且可以调整输出光信号的光功率。

第一方面，本申请提供了一种激光器，包括：

增益芯片，用于产生光束，且对所述光束增益放大；

第一半波片，光轴与X轴之间的夹角保持不变，用于改变所述增益芯片输出光束的偏振方向，所述X轴垂直于光束的传播方向且垂直于纸面；

法拉第磁旋光晶体，用于改变所述第一半波片输出光束的偏振方向，至所述法拉第磁旋光晶体输出光束的偏振方向与偏振合束器允许透过光束的偏振方向相同；

偏振合束器，用于透射所述法拉第磁旋光晶体输出的光束，所述偏振合束器允许透过光束的偏振方向与所述法拉第磁旋光晶体输出光束的偏振方向相同；

第二半波片，用于改变所述偏振合束器输出光束的偏振方向，至所述第二半波片输出光束的偏振方向相对于所述偏振合束器输出光束的偏振方向呈预设夹角，以使所述第二半波片输出光束包括第一偏振分量和第二偏振分量，所述第二偏振分量为所述激光器的发射光信号；

所述第二半波片的光轴与所述X轴之间的夹角可变，以调整所述第二偏振分量的大小，进而调整所述发射光信号的光功率；

偏振分束器，用于使所述第二偏振分量透射，并使所述第一偏振分量反射至第一反射镜表面；所述偏振分束器允许透过的光束的偏振方向与所述第二半波片输出光束的偏振方向呈预设夹角；

第一反射镜，用于接收所述偏振分束器反射的所述第一偏振分量，并将所述第一偏振分量反射至第二反射镜表面；

第二反射镜，用于接收所述第一反射镜反射的所述第一偏振分量，并将所述第一偏振分量反射至所述偏振合束器表面；

所述偏振合束器将来自于所述第二反射镜的光束反射，依次经过所述法拉第磁旋光晶体和所述第一半波片，至所述增益芯片；所述第一偏振分量的偏振方向经过所述法拉第磁旋光晶体和所述第一半波片后，与所述增益芯片发出光束的偏振方向相同。

第二方面，本申请提供了一种光模块，包括：

电路板；

光发射器件，与所述电路板电连接，用于发射光信号，包括激光器；

其中，所述激光器包括上述激光器。

本申请提供的激光器及光模块中，激光器包括增益芯片、第一半波片、法拉第磁旋光晶体、偏振合束器、第二半波片、偏振分束器、第一反射镜和第二反射镜，且上述器件形成激光谐振腔；增益芯片产生的光束依次经过第一半波片、法拉第磁旋光晶体、偏振合束器、第二半波片、偏振分束器，然后部分光信号从偏振分束器透射出去，部分光信号从偏振分束器反射至第一反射镜，然后依次经第二反射镜、偏振合束器、法拉第磁旋光晶体，返回增益芯片，并与增益芯片产生的光束相互碰撞进而实现增益放大，进而连续稳定输出光信号。

通过第一半波片和法拉第磁旋光晶体调整增益芯片射出光束的偏振方向，至与偏振分束器允许透射的光束的偏振方向相同，进而使从法拉第磁旋光晶体射出的光束从偏振合束器透射出去，到达第二半波片，第二半波片可调整偏振合束器输出光束的偏振方向，至第二半波片输出光束的偏振方向与偏振合束器输出光束的偏振方向呈预设夹角，以使第二半波片输出光束包括第一偏振分量和第二偏振分量，其中第一偏振分量为激光器的发射光信号；本申请第一半波片的光轴与X轴之间的夹角保持不变，第二半波片的光轴与X轴之间的夹角可变，以调整第一偏振分量的大小，进而调整发射光信号的光功率，第一偏振分量为激光器的发射光信号。

本申请实施例通过构建激光谐振腔，各光学器件设计合理，光路稳定性较高，进而连续稳定输出光信号，且可调整输出光信号的光功率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些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公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。

图1为根据一些实施例的一种外腔激光器的结构示意图；

图2为根据一些实施例的一种坐标系示意图；

图3为根据一些实施例的一种外腔激光器的光路示意图；

图4为根据一些实施例的一种外腔激光器在传播过程中偏振态示意图；

图5为根据一些实施例的一种外腔激光器在传播过程偏振方向变化示意图；

图6为根据一些实施例的一种外腔激光器的第二半波片改变偏振方向的原理示意图；

图7为根据一些实施例的一种外腔激光器在传播过程偏振方向变化示意图。

具体实施方式

光模块作为光电转换器件，包括光发射器件和光接收器件，光发射器件用于将电信号转化为光信号，光接收器件用于将光信号转化为电信号。在光发射器件中，激光器为关键器件之一。

激光器的形式各种各样，包括DFB激光器、外腔激光器等，外腔激光器通过把增益芯片的输出光耦合到谐振腔中，可克服DFB激光器的啁啾问题；另外，外腔激光器通过采用外部光写谐振腔的形式可增加光子寿命、降低光谱宽度，并且可以实现波长调谐；因此，外腔激光器具有窄线宽、小啁啾、高边模抑制比的优势。

本申请实施例提供一种外腔激光器，通过光学偏振特性，利用偏振器件在自由空间构建一种9字形激光谐振腔，可连续稳定输出光信号，且可调整输出光信号的光功率。具体地，本申请实施例提供的外腔激光器输出光信号的分光比和光功率由第二半波片的旋转角度而决定，通过调整第二半波片的旋转角度，以改变分光比，进而调整输出光信号的光功率，实现光功率的最大输出。

同时，本申请实施例提供的外腔激光器可避免增益芯片产生的光信号以外的信号返回至增益芯片而得到放大，进而保证激光器的稳定输出。

如图1所示，本申请实施例中，激光器包括增益芯片321、准直透镜322、第一半波片323、法拉第磁旋光晶体324、偏振合束器325、第二半波片326、偏振分束器327、第一反射镜328和第二反射镜329。

增益芯片321、准直透镜322、第一半波片323、法拉第磁旋光晶体324、偏振合束器325、第二半波片326、偏振分束器327设于同一直线上，偏振合束器325和偏振分束器327平行设置；第一反射镜328位于偏振分束器327的下方，用于接收并反射偏振分束器327射出的光束，将光束反射至第一反射镜328表面；第二反射镜329位于偏振合束器325的下方，用于接收并反射第二反射镜329射出的光束，将光束反射至偏振合束器325的表面。

如图2所示，本申请实施例为了方便描述，分别定义X轴方向、Y轴方向和Z轴方向，Z轴为图5中的从增益芯片321射出光束传播至准直透镜322的传播方向所在轴，X轴为垂直于Z轴且垂直于纸面的轴，Y轴为垂直于Z轴且平行于纸面的轴。Z轴垂直于XY平面。线偏振光的光矢量均在XY平面内，即偏振方向均位于XY平面内。

增益芯片321在外部电流的注入下可以形成粒子反转，并在信号光作用下形成受激辐射，对信号进行放大。

如图3所示，增益芯片321产生的发散光束，沿Z轴方向入射至准直透镜322，准直透镜322用于将发散光束准直为平行光束，并不改变光束的偏振方向；增益芯片321发出的光束为线偏振光，增益芯片321发出的光束沿Z轴传播时，沿X轴振动，即偏振方向为平行于X轴，亦即偏振方向为垂直于纸面；此时偏振方向如图5所示的第一半波片323射出光束上的黑点所示。黑点代表平行于X轴，即垂直于纸面。

从准直透镜322射出的光束继续沿Z轴传播，进入第一半波片323，第一半波片323为偏振器件，可改变进入其内的光束偏振方向；第一半波片323具有互易性，即在磁场方向确定的情况下，光束沿正向或反向进通过半波片时，偏振方向的旋转方向是可以改变的；本申请以第一半波片323的光轴与X轴之间的夹角呈22.5°为例，进入第一半波片323的光束的偏振方向平行于X轴，经过第一半波片323的偏振特性，且基于第一半波片323入射光的偏振方向与出射光的偏振方向相对于第一半波片323的光轴对称，则光束的偏振方向由平行于X轴顺时针旋转2*22.5°即45°。其中顺时针方向即图5中的(1)图中所在的平面上顺时针的方向。

从第一半波片323射出的光束继续沿Z轴传播，进入法拉第磁旋光晶体324，法拉第磁旋光晶体324为偏振器件，同样可改变进入其内的光束偏振方向；法拉第磁旋光晶体324具有非互易性，即在磁场方向确定的情况下，光束沿正向或反向进通过法拉第磁旋光晶体时，偏振方向的旋转方向保持不变；本申请以法拉第磁旋光晶体324为45°法拉第磁旋光晶体为例，进入45°法拉第磁旋光晶体的光束的偏振方向与X轴夹角为45°，然后通过45°法拉第磁旋光晶体，光束的偏振方向继续沿顺时针旋转45°，此时光束的偏振方向与X轴夹角为90°，即平行于Y轴，亦即平行于纸面；此时偏振方向如图5中法拉第磁旋光晶体324与偏振合束器325之间的双向箭头所示。

从上述可以看出，从增益芯片321射出的光束偏振方向为垂直于纸面方向，依次经过第一半波片323和法拉第磁旋光晶体324后，光束的偏振方向沿顺时针旋转90°，偏振方向由平行于X轴调整为平行于Y轴。

从法拉第磁旋光晶体324射出的光束继续沿Z轴传播，此时光束的偏振方向平行于Y轴，进入偏振合束器325；偏振合束器325并不改变进入其内的光束偏振方向，偏振合束器325用于透射进入其内的光束；偏振合束器325允许透过的光束的偏振方向为平行于Y轴，由于从法拉第磁旋光晶体324射出的光束偏振方向为平行于Y轴，因此，从法拉第磁旋光晶体324射出的光束全部透过偏振合束器325；此时法拉第磁旋光晶体324射出的光束的偏振方向如图5中偏振合束器325与第二半波片326之间的双向箭头。

从偏振合束器325射出的光束继续沿Z轴传播，进入第二半波片326，第二半波片326与第一半波片323的偏振特性相同，第二半波片326改变进入其内的光束偏振方向，通过第二半波片326，光束的偏振方向由平行于Y轴，继续顺时针旋转一定角度；此时线偏振光沿X轴、沿Y轴均有偏振分量，分别定义为第一偏振分量和第二偏振分量。

本申请实施例中，第一半波片323的光轴与X轴之间的夹角呈22.5°，假定第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角定义为α。当第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角为α时，第二半波片326射出的光束偏振方向相对于射入第二半波片326的光束偏振方向顺时针旋转2α角度；此时从第二半波片326射出的光束偏振方向如图5中的第二半波片326与偏振分束器327之间的双向箭头所示。

其中，关于当第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角为α时，第二半波片326射出的光束偏振方向相对于射入第二半波片326的光束偏振方向顺时针旋转2α的推导过程如图6所示。如图6所示，第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角为α，则光轴与Y轴之间的夹角为90-α，光轴与第二半波片326射出的光束偏振方向的夹角为90-α，第二半波片326射出的光束偏振方向的夹角与X轴的夹角为90-2α，那么第二半波片326射出的光束偏振方向与Y轴的夹角为2α，因此，当第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角为α时，第二半波片326射出的光束偏振方向相对于射入第二半波片326的光束偏振方向顺时针旋转2α。

因此，本申请实施中，第一偏振分量和第二偏振分量的大小与第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角α之间存在函数关系，通过调整第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角α，进而调整第二半波片326射出的光束偏振方向相对于射入第二半波片326的光束偏振方向顺时针旋转的角度，进而改变第一偏振分量和第二偏振分量的大小，进而调整激光器输出光信号的光功率。

具体地，本申请可通过第二半波片326沿Z轴旋转预设角度，以改变第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角α，进而调整激光器输出光信号的光功率。

本申请实施例中，可将第二半波片326沿Z轴旋转预设角度，在第二半波片326沿Z轴旋转时，第二半波片326的光轴相对于X轴位置在发生变化，则第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角α随之发生变化，则第二半波片326射出的光束的偏振方向亦随之变化，则线偏振光的第一偏振分量和第二偏振分量大小随之变化，即线偏振光的分光比在变化。

从第二半波片326射出的光束继续沿Z轴传播，包括第一偏振分量和第二偏振分量，进入偏振分束器327内，偏振分束器327并不改变进入其内的光束偏振方向，偏振分束器327用于透射进入其内的光束；偏振分束器327允许透过的光束的偏振方向为平行于Y轴，因此第二偏振分量沿偏振分束器327透射出去，形成发射光信号；由于第一偏振分量的偏振方向平行于X轴，因此第一偏振分量被偏振分束器327所反射，并反射至第一反射镜328表面。

第二偏振分量作为发射光信号被射出，本申请通过第二半波片326沿Z轴旋转预设角度，以改变第二半波片326的光轴与X轴之间的夹角α，进而改变第二偏振分量的大小，进而改变激光器输出光信号的光功率，实现光信号的最大光功率输出。

第一反射镜328接收第一偏振分量，并将第一偏振分量反射至第二反射镜329表面；第一反射镜328和第二反射镜329均不改变光束的偏振方向，起反射作用。

第二反射镜329接收从第一反射镜328反射出来的光束，并继续反射，反射至偏振合束器325表面，由于偏振合束器325允许透过的光束的偏振方向为平行于Y轴，第一偏振分量的偏振方向平行于X轴，因此第一偏振分量被偏振合束器325所反射；并反射至法拉第磁旋光晶体324表面；由于法拉第磁旋光晶体324具有非互异性，此时第一偏振分量进入法拉第磁旋光晶体324时，偏振方向同样沿顺时针旋转，以法拉第磁旋光晶体324为45°法拉第磁旋光晶体为例，第一偏振分量的偏振方向原本平行于X轴，通过45°法拉第磁旋光晶体，沿顺时针旋转45°；则此时从45°法拉第磁旋光晶体射出光束的偏振方向与X轴夹角呈45°。

从45°法拉第磁旋光晶体射出的光束进入第一半波片323，由于第一半波片323具有互易性，因此，从45°法拉第磁旋光晶体射出的光束通过第一半波片323，逆时针旋转2*22.5即45°；由于45°法拉第磁旋光晶体将第一偏振分量的偏振方向顺时针旋转45°，而第一半波片323在此基础上，将偏振方向逆时针旋转45°，因此第一偏振分量的偏振方向在依次经过45°法拉第磁旋光晶体、第一半波片323后，并没有发生改变，依然平行于X轴，即垂直于纸面。其中逆时针方向即图5中的(1)图所在平面中的逆时针方向。

从上述可以看出，我们将增益芯片321射出的光束进入第一半波片323、45°法拉第磁旋光晶体时的方向定义为正向，将被偏振分束器327反射的光束，沿第一反射镜328和第二反射镜329返回45°法拉第磁旋光晶体、第一半波片323时的方向定义为反向，则光束正向进入第一半波片323、45°法拉第磁旋光晶体时，偏振方向旋转90°；光束反向进入45°法拉第磁旋光晶体、第一半波片323时，偏振方向未发生改变。

从图4中可以看出，从偏振分束器327反射的光束，沿反射光路返回至增益芯片321的过程中，偏振方向如10反射光路上的黑点所示。

第一偏振分量的偏振方向在依次经过45°法拉第磁旋光晶体、第一半波片323后，并没有发生改变，依然平行于X轴，即垂直于纸面进入增益芯片321内，第一偏振分量与增益芯片321产生的发散光束相碰撞而实现增益，连续且稳定地输出光信号；增益芯片321可对偏振方向平行于X轴的光束进行增益放大，由于本申请实施例中第一偏振分量的偏振方向与偏振芯片产生的发散光束的偏振方向相同，因此第一偏振分量全部均被增益芯片321所增益放大，提高光输出功率。

本申请实施例中，第一半波片323与法拉第磁旋光晶体324的组合结构，巧妙利用第一半波片323的互易性和法拉第磁旋光晶体324的非互易性，在依次进入第一半波片323、法拉第磁旋光晶体324时，将线偏振光的偏振方向旋转90°；被反射回来的光束依次进入法拉第磁旋光晶体324、第一半波片323时，先顺时针旋转45°，然后逆时针旋转45°，则线偏振光(第一偏振分量)的偏振方向保持不变，偏振方向依然平行于X轴，由于本申请实施例中第一偏振分量的偏振方向与偏振芯片产生的发散光束的偏振方向相同，因此第一偏振分量进入增益芯片321时，且全部被增益芯片321所增益放大；因此，第一半波片323与法拉第磁旋光晶体324的组合结构，可保证返回的光束最大程度地被增益芯片321所增益放大。且优选地，第一半波片323的光轴与X轴夹角呈22.5°，法拉第磁旋光晶体324为45°法拉第磁旋光晶体。

假定将第一半波片323与法拉第磁旋光晶体324的组合结构，更换为两个第一半波片323的组合结构，则被反射回来的光束依次进入两个第一半波片323时，线偏振光(第一偏振分量)的偏振方向逆时针旋转45°，且进行两次，则此时第一偏振分量的偏振方向平行于Y轴，即平行于纸面，则当第一偏振分量进入增益芯片321时，由于第一偏振分量的偏振方向平行于Y轴，与偏振芯片产生的发散光束的偏振方向不同，因此当第一偏振分量进入增益芯片321时，第一偏振分量得不到增益放大。

假定将第一半波片323与法拉第磁旋光晶体324的组合结构，更换为光轴与X轴夹角呈45°的半波片时，则被反射的光束进入该半波片时，线偏振光(第一偏振分量)的偏振方向逆时针旋转90°，则此时第一偏振分量的偏振方向平行于Y轴，即平行于纸面，则当第一偏振分量进入增益芯片321时，由于第一偏振分量的偏振方向平行于Y轴，与偏振芯片产生的发散光束的偏振方向不同，不满足被增益芯片321所增益放大的要求，因此当第一偏振分量进入增益芯片321时，第一偏振分量得不到增益放大。

因此，本申请实施例中，第一半波片323与法拉第磁旋光晶体324的组合结构为较优化的组合形式。

本申请实施例中，通过第一半波片323、法拉第磁旋光晶体324、第二半波片326改变线偏振光的偏振态，允许偏振方向符合要求的偏振光以通过，从而避免激光器的发射光信号返回的信号进入激光谐振腔，起到隔离器的作用，进而省去设置隔离器。

本申请实施例中，增益芯片321产生的光束偏振方向为平行于X轴，依次经过第一半波片323、法拉第磁旋光晶体324后，偏振方向顺时针旋转90°，即平行于Y轴，然后经过第二半波片326，偏振方向继续顺时针旋转2α，使线偏振光被分解为第一偏振分量和第二偏振分量，假定不设置第二半波片，而是通过第一半波片和法拉第磁旋光晶体的配合，使线偏振光被分解为第一偏振分量和第二偏振分量，则被反射回来的光束依次进入法拉第磁旋光晶体324、第一半波片323时，依然可被分别为两个偏振分量，当这两个偏振分量进入增益芯片时，其中一个偏振分量由于与偏振芯片产生的发散光束的偏振方向不同得不到增益放大。

结合上述内容，如图5和图7所示，偏振方向发生于XY平面，图5中的(1)图为第一半波片改变偏振方向的示意图，如图5中的(1)图所示，射入至第一半波片的光束偏振方向(虚线所示)平行于X轴，从第一半波片射出的光束偏振方向(实线所示)相对于射入至第一半波片的光束偏振方向顺时针旋转了45°。

图5中的(2)图为法拉第磁旋光晶体改变偏振方向的示意图，如图5中的(2)图所示，射入至法拉第磁旋光晶体的光束偏振方向(虚线所示)与X轴呈45°夹角，从法拉第磁旋光晶体射出的光束偏振方向(实线所示)相对于射入至法拉第磁旋光晶体的光束偏振方向顺时针旋转了45°。此时，光束的偏振方向由平行于X轴变换为平行于Y轴。

图5中的(3)图为第二半波片改变偏振方向的示意图，如图5中的(3)图所示，射入至第二半波片的光束偏振方向(虚线所示)平行于Y轴，从第二半波片射出的光束偏振方向(实线所示)相对于射入至第二半波片的光束偏振方向顺时针旋转了2α。

图7中的(4)图为反射回来的光束经过法拉第磁旋光晶体时，法拉第磁旋光晶体改变偏振方向的示意图，如图7中的(4)图所示，根据法拉第磁旋光晶体的非互易性，从法拉第磁旋光晶体射出的光束偏振方向(实线所示)相对于射入至法拉第磁旋光晶体的光束偏振方向(虚线所示)顺时针旋转了45°。

需要说明的是，图7中的(4)图与图5中的(2)图光束偏振方向的旋转方向是相同的，都是从X轴指向Y轴方向上按顺时针旋转45°；图中与X、Y轴垂直的为Z轴，Z轴的方向满足右手螺旋法则，即伸出右手，四指弯曲，四指与X轴旋转到Y轴的方向一致，大拇指所指的方向即为Z轴的方向。图5中的(1)、(2)、(3)图中Z轴的指向，与图7中的(4)、(5)图中Z轴的指向相反。

图7中的(5)图为反射回来的光束在经过法拉第磁旋光晶体后，又经过第一半波片时，第一半波片改变偏振方向的示意图，如图7中的(5)图所示，根据第一半波片的互易性，从第一半波片射出的光束偏振方向(实线所示)相对于射入至第一半波片的光束偏振方向(虚线所示)逆时针旋转了45°；此时，光束的偏振方向从进入法拉第磁旋光晶体之前平行于X轴方向，再次回到平行于X轴方向的偏振态，则法拉第磁旋光晶体与第一半波片组合起来并没有改变反射回来的光束的偏振方向。

本申请实施例中，增益芯片321包括第一端面和第二端面，第一端面相对远离准直透镜322，第二端面相对靠近准直透镜322，第一端面为高反射面，第二端面为增透膜；从增益芯片321的第一端面开始，依次经准直透镜322、第一半波片323、法拉第磁旋光晶体324、偏振合束器325、第二半波片326、偏振分束器327、第一反射镜328、第二反射镜329，然后返回至法拉第磁旋光晶体324、第一半波片323、增益芯片321内，该路线所围城的腔形成激光谐振腔，增益芯片321发出的光子耦合至该激光谐振腔，返回至增益芯片321的光束与增益芯片321产生的发散光束相碰撞，形成稳定振荡，实现增益放大，进而连续且稳定地输出光信号。

本申请实施例中，通过调整第二半波片326的光轴与X轴的夹角α的大小，调整第一偏振分量和第二偏振分量的比例，进而改变第二偏振分量的大小，以改变激光器发射光信号的光功率，实现光信号的最大光功率输出。

如图4所示，本申请实施例中的激光谐振腔呈9字形状；通过各光学器件，在自由空间内构建9字形激光谐振腔，通过激光谐振腔，连续且稳定地输出光信号；且实现发射光信号光功率的可调。

本申请实施例中，紧凑设计各光学器件，在自由空间内构成激光谐振腔；合理利用各光学器件的偏振特性，形成稳定性较高的光路，进而稳定输出发射光信号，且可以实现激光发射光信号的光功率可调。

进一步，本申请实施例中还提供一种光模块，光模块包括上述激光器。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光器，其特征在于，包括：

增益芯片，用于产生光束，且对所述光束增益放大；

第一半波片，光轴与X轴之间的夹角保持不变，用于改变所述增益芯片输出光束的偏振方向，所述X轴垂直于光束的传播方向且垂直于纸面；

法拉第磁旋光晶体，用于改变所述第一半波片输出光束的偏振方向，至所述法拉第磁旋光晶体输出光束的偏振方向与偏振合束器允许透过光束的偏振方向相同；

偏振合束器，用于透射所述法拉第磁旋光晶体输出的光束，所述偏振合束器允许透过光束的偏振方向与所述法拉第磁旋光晶体输出光束的偏振方向相同；

第二半波片，用于改变所述偏振合束器输出光束的偏振方向，至所述第二半波片输出光束的偏振方向相对于所述偏振合束器输出光束的偏振方向呈预设夹角，以使所述第二半波片输出光束包括第一偏振分量和第二偏振分量，所述第二偏振分量为所述激光器的发射光信号；

所述第二半波片的光轴与所述X轴之间的夹角可变，以调整所述第二偏振分量的大小，进而调整所述发射光信号的光功率；

偏振分束器，用于使所述第二偏振分量透射，并使所述第一偏振分量反射至第一反射镜表面；所述偏振分束器允许透过的光束的偏振方向与所述第二半波片输出光束的偏振方向呈预设夹角；

第一反射镜，用于接收所述偏振分束器反射的所述第一偏振分量，并将所述第一偏振分量反射至第二反射镜表面；

第二反射镜，用于接收所述第一反射镜反射的所述第一偏振分量，并将所述第一偏振分量反射至所述偏振合束器表面；

所述偏振合束器将来自于所述第二反射镜的光束反射，依次经过所述法拉第磁旋光晶体和所述第一半波片，至所述增益芯片；所述第一偏振分量的偏振方向经过所述法拉第磁旋光晶体和所述第一半波片后，与所述增益芯片发出光束的偏振方向相同。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一半波片的光轴与X轴之间呈预设夹角。

3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述第一半波片的光轴与X轴之间呈22.5°；所述第一半波片入射光的偏振方向与出射光的偏振方向之间的夹角呈45°；

所述法拉第磁旋光晶体为45°法拉第磁旋光晶体；所述第一半波片入射光的偏振方向与所述45°法拉第磁旋光晶体出射光的偏振方向之间的夹角呈90°。

4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述增益芯片射出光束的偏振方向平行于X轴；

所述第一半波片的出射光偏振方向相对于其入射光偏振方向按第一方向旋转45°；所述法拉第磁旋光晶体的出射光偏振方向相对于其入射光偏振方向按第一方向旋转45°；

所述第二半波片的光轴与X轴之间的夹角为α，所述第二半波片的入射光偏振方向平行于Y轴，所述第二半波片的出射光偏振方向相对于其入射光偏振方向按第一方向旋转2α；所述Y轴为垂直于光束的传播方向且平行于纸面；

被所述偏振分束器反射回来的光束的偏振方向平行于X轴；

被所述偏振分束器反射回来的光束经过所述法拉第磁旋光晶体后按第一方向旋转45°；然后经过所述第一半波片按第二方向旋转45°，所述第二方向为所述第一方向的逆方向。

5.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一偏振分量在经过所述法拉第磁旋光晶体和所述第一半波片之前与经过所述法拉第磁旋光晶体和所述第一半波片之后，偏振方向未发生变化。

6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，所述偏振合束器和所述偏振分束器不改变光束的偏振方向；

所述第一反射镜和所述第二反射镜不改变光束的偏振方向。

7.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述偏振分束器的反射面与所述第一反射镜的反射面相对设置；

所述第一反射镜的反射面与所述第二反射镜的反射面相对设置；

所述第二反射镜的反射面与所述偏振合束器的反射面相对设置。

8.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述增益芯片、所述第一半波片、所述法拉第磁旋光晶体、所述偏振合束器、所述第二半波片、所述偏振分束器、所述第一反射镜和所述第二反射镜形成所述激光器的激光谐振腔；所述激光谐振腔呈9字形。

9.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述增益芯片与所述第一半波片之间设有准直透镜，用于将所述增益芯片输出的光束准直为平行光束。

10.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光发射器件，与所述电路板电连接，用于发射光信号，包括激光器；

其中，所述激光器包括权利要求1-9任意一项所述的激光器。