CN214411755U - 一种基于液晶的可调谐激光器 - Google Patents

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张新君
黄文彬
吴佳辰
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Abstract

本实用新型公开一种基于液晶的可调谐激光器,包括:泵浦光源和光子芯片,光子芯片包括:液晶衬底层、设置于液晶衬底层表面的液晶导芯层以及驱动电极;液晶导芯层上分布有:光传输直波导,光传输直波导的输入端用于输入泵浦光源;光输出直波导,光输出直波导的输出端用于输出任意波长光;谐振腔,包括:一个或多个互相级联的谐振微腔,谐振腔分别与光传输直波导和光输出直波导透射耦合;驱动电极用于驱动液晶衬底层、液晶导芯层的光传输直波导部分、光输出直波导部分及谐振腔部分内液晶分子排布变化,改变其对应部分的折射率。本实用新型公开一种基于液晶的可调谐激光器结构简洁,集成化程度高,体积小,可以实现多级级联,输出高效率高。

Description

一种基于液晶的可调谐激光器
技术领域
本实用新型涉及一种激光器,具体涉及一种基于液晶的可调谐激光器。
背景技术
回音壁模式(Whispering-Gallery Modes,简称WGM)的光学微腔利用光学全反射的原理来实现对光场的强限制,使得谐振腔内产生品质因子较高的模式,将光场很好地约束在微米量级。因此,WGM光学微腔器件被认为在非线性光学、光通信、光传感检测等领域具有非常广泛的应用前景。光学微腔激光器因为具有小的模式体积、低功耗、高速率、易于集成等特点,越来越受到重视。
可调谐激光器是现代光纤通讯系统、光学传感系统和光谱分析系统的关键部件,结构主要包括泵浦源、谐振腔、增益介质和可调谐滤波器件。谐振腔、增益介质和可调谐滤波器件的结构、材料、工艺等参数均会影响调谐效果和激光器工作效率。
传统可调谐光学微腔激光器存在以下问题:
1)可调谐光学微腔拉曼激光器由于采用声光调制,精细度和自由光谱区难以同时满足小型化、高效率、易集成的要求。
2)可调谐光学微腔掺杂激光器需要利用光纤光栅或光纤环形镜调谐,受到外界影响较大。
实用新型内容
为了解决上述技术问题,本实用新型提出了一种基于液晶的可调谐激光器。
为了达到上述目的,本实用新型的技术方案如下:
一种基于液晶的可调谐激光器,包括:泵浦光源和光子芯片,光子芯片包括:液晶衬底层、设置于液晶衬底层表面的液晶导芯层以及驱动电极;
液晶导芯层为掺杂有增益介质的液晶层,且液晶导芯层上分布有:
光传输直波导,光传输直波导的输入端用于输入泵浦光源;
光输出直波导,光输出直波导的输出端用于输出任意波长光;
谐振腔,包括:一个或多个互相级联的谐振微腔,谐振腔分别与光传输直波导和光输出直波导透射耦合;
驱动电极用于驱动液晶衬底层、液晶导芯层的光传输直波导部分、光输出直波导部分及谐振腔部分内液晶分子排布变化,改变其对应部分的折射率。
本实用新型公开一种基于液晶的可调谐激光器属于芯片化集成激光器,结构简洁,集成化程度高,体积小,可以实现多级级联,输出高效率高。
在上述技术方案的基础上,还可做如下改进:
作为优选的方案,液晶衬底层及液晶导芯层的液晶折射率变化范围均在1.55至1.7之间。
采用上述优选的方案,可以有效实现波长可调谐。
作为优选的方案,液晶导芯层内液晶分子与液晶衬底层内液晶分子之间存在夹角,夹角大小为0至π。
采用上述优选的方案,实现光在波导介质和增益介质中的全反射传播,其中波导介质为液晶材料,增益材质为可以为染料、钙钛矿材料、共轭聚合物等具有光学增益的材料。
作为优选的方案,液晶导芯层液晶折射率大于液晶衬底层液晶折射率。
采用上述优选的方案,实现光在波导介质和增益介质中的全反射传播。
作为优选的方案,谐振微腔的半径在4um以上;
光传输直波导和/或光输出直波导的直径在2um以上;
可调谐激光器的整体结构在20um以上。
采用上述优选的方案,输出波长涵盖380nm至780nm波段的光,实现可见光波段的输出光可调谐。
作为优选的方案,液晶导芯层上还分布有:
光输入直波导,光传输直波导的输入端用于输入泵浦光源;
滤波器,包括:一个或多个互相级联的滤波微腔,滤波器分别与光输入直波导和光传输直波导透射耦合。
采用上述优选的方案,提高输出效率,对入射光先进行滤波操作。
作为优选的方案,驱动电极包括:
谐振腔驱动电极,用于驱动液晶导芯层谐振腔部分内液晶分子排布变化;
直波导驱动电极,用于驱动液晶导芯层光传输直波导部分、光输出直波导部分、光输入直波导部分内液晶分子排布变化;
衬底层驱动电极,用于驱动所述液晶衬底层内液晶分子排布变化。
采用上述优选的方案,驱动电极采用多个独立的控制模组,保证控制的精确性和控制系统的稳定。
作为优选的方案,驱动电极为具有电极图案的ITO玻璃,且电极图案与液晶导芯层上各部分的分布相对应。
采用上述优选的方案,可以有效进行驱动。
作为优选的方案,谐振微腔或滤波微腔的结构为以下一种或多种:
环形微腔结构、三角形微腔结构、方形微腔结构、六角形微腔结构、椭圆微腔结构、体育场型微腔结构。
采用上述优选的方案,可以实现谐振或滤波。
作为优选的方案,多个谐振微腔或滤波微腔通过串联集成、并联集成、多段集成、阵列集成中的一种或多种方式进行级联。
采用上述优选的方案,根据具体情形选择合适的集成方式。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的可调谐激光器的结构示意图之一。
图2为本实用新型实施例提供的微环原理图。
图3为本实用新型实施例提供的共振模式原理图。
图4为本实用新型实施例提供的可调谐激光器的结构示意图之二。
图5为本实用新型实施例提供的第一谐振微环部分的液晶分子排布及图案化电极。
图6为本实用新型实施例提供的光传输直波导部分的液晶分子排布及图案化电极。
图7为本实用新型具体实施例一提供的输出波波长的实验图。
图8为本实用新型具体实施例二提供的输出波波长的实验图。
其中:1-光传输直波导,2-光输出直波导,3-谐振腔,31-第一谐振微环,32-第二谐振微环,4-滤波器,41-第一滤波微环42-第二滤波微环,5-光输入直波导,6-驱动电极。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
使用序数词“第一”、“第二”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例,并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
另外,“包括”元件的表述是“开放式”表述,该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件,不应当解释为排除附加的部件。
为了达到本实用新型的目的,一种基于液晶的可调谐激光器的其中一些实施例中,如图1所示,一种基于液晶的可调谐激光器包括:泵浦光源和光子芯片,光子芯片包括:液晶衬底层、设置于液晶衬底层表面的液晶导芯层以及驱动电极6;
液晶导芯层为掺杂有增益介质的液晶层,且液晶导芯层上分布有:
光传输直波导1,光传输直波导1的输入端用于输入泵浦光源;
光输出直波导2,光输出直波导2的输出端用于输出任意波长光;
谐振腔3,包括:一个或多个互相级联的谐振微腔,谐振腔3分别与光传输直波导1和光输出直波导2透射耦合;
驱动电极6用于驱动液晶衬底层、液晶导芯层的光传输直波导部分、光输出直波导2部分及谐振腔3部分内液晶分子排布变化,改变其对应部分的折射率。
激光器通过外加泵浦光源,能够通过谐振自发出射激光。
上述增益材质为可以为染料、钙钛矿材料、共轭聚合物等具有光学增益的材料。
泵浦光源从光传输直波导1的输入端输入,光传输直波导1与谐振腔3透射耦合,且谐振腔3还与光输出直波导2透射耦合,光输出直波导2的输出端输出任意波长光。
泵浦源波长可以为单色光或混合光。泵浦光源包含近红外波段至近紫外波段,输入光可以为混合光源,但只有特定波段的光才能耦合进入谐振腔3的谐振微腔中。输入光采用透射耦合的方式耦合进入液晶分子构成的液晶导芯层,可以通过控制直波导和谐振腔3之间的距离控制透射耦合系数。
液晶的排布变化可以实现波导和谐振腔3的功能,利用光取向技术一体化实现,较低电压即可驱动。在光子芯片中使用液晶作为光传输和调制介质,通过排布液晶微区分子指向,实现波导和谐振腔3等功能,并利用液晶的电光调制效应,使得波导介质、增益介质折射率可调,进而使得激光器实现波长可调谐。
谐振腔3与光传输直波导1和光输出直波导2之间采用透射耦合方式,通过控制直波导和谐振腔3之间的距离控制透射耦合系数。光输出直波导2输出端可以放置如光谱仪的探测元件,探测范围包含近红外波段至近紫外波段。
本实用新型公开一种基于液晶的可调谐激光器属于芯片化集成激光器,结构简洁,集成化程度高,体积小,可以实现多级级联,输出高效率高,且自由光谱范围大,可以满足多种波段的使用要求,实现紫外到近红外波段的全覆盖。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,液晶衬底层及液晶导芯层的液晶折射率变化范围均在1.55至1.7之间。
采用上述优选的方案,液晶分子在整个芯片的取向由光取向技术形成图案化排列,利用液晶的双折射性质和电压驱动实现液晶导芯层和液晶衬底层折射率随液晶分子的取向方式的变化而变化,折射率变化区间为1.55至1.7,可以有效实现波长可调谐。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,液晶导芯层内液晶分子与液晶衬底层内液晶分子之间存在夹角,夹角大小为0至π。
采用上述优选的方案,实现光在波导介质和增益介质中的全反射传播。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,液晶导芯层液晶折射率大于液晶衬底层液晶折射率。
采用上述优选的方案,实现光在波导介质和增益介质中的全反射传播。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,谐振微腔的半径在4um以上;
光传输直波导1和/或光输出直波导2的直径在2um以上;
可调谐激光器的整体结构在20um以上。
采用上述优选的方案,输出波长涵盖380nm至780nm波段的光,实现可见光波段的输出光可调谐。
由于谐振腔3的谐振频率由谐振腔3的有效折射率、半径、谐振波长级数决定,而有效折射率的变化范围有限、谐振腔3的半径和谐振波长级数变化范围较大,所以为了实现可见光波段的输出光可调谐,谐振微腔的半径需要达到4um以上,直波导的直径需要达到2um以上,可调谐激光器的整体结构需要达到20um以上,才能够有效输出波长380nm至780nm波段的光。
当谐振腔3的半径确定后,电压驱动调节谐振腔3的有效折射率,此时谐振波长级数会发生变化,实现谐振波长的调制,实现激光器宽波段波长动态调制。液晶分子的光取向技术精度可以到0.1um,所以激光器的结构精度也可以达到0.1um。谐振腔3和直波导之间的间距越小、不同谐振微腔之间的间距越小,则透射耦合系数越大,所以谐振腔3和直波导之间的间距、不同谐振微腔之间的间距可达0.1um以上。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,导芯层上还分布有:
光输入直波导5,光传输直波导1的输入端用于输入泵浦光源;
滤波器4,包括:一个或多个互相级联的滤波微腔,滤波器4分别与光输入直波导5和光传输直波导1透射耦合。
采用上述优选的方案,提高输出效率,对入射光先进行滤波操作。
现有的可调谐激光器中的可调谐滤波器4件需引入额外光学器件,增大了系统的复杂度和插入损耗,本实用新型的滤波器4采用的是和谐振腔3相同的制作工艺和液晶材料,大大减小了加工难度,可以利用光取向技术一体化实现,较低电压即可驱动。
进一步,驱动电极包括:
谐振腔驱动电极,用于驱动液晶导芯层谐振腔部分内液晶分子排布变化;
直波导驱动电极,用于驱动液晶导芯层光传输直波导1部分、光输出直波导2部分、光输入直波导5部分内液晶分子排布变化;
衬底层驱动电极,用于驱动液晶衬底层内液晶分子排布变化。
采用上述优选的方案,驱动电极采用多个独立的控制模组,保证控制的精确性和控制系统的稳定。
进一步,驱动电极为具有电极图案的ITO玻璃,且电极图案与液晶导芯层上各部分的分布相对应。
采用上述优选的方案,可以有效进行驱动。
驱动电极为ITO玻璃。电极图案化方式可以通过对ITO玻璃进行图案化取向,使得电极图案和液晶导芯层上液晶排布图案相对应。电极图案化和液晶图案化对位可以通过区域曝光方式实现。驱动电极可以但不限于采用以下两种驱动方式:
一种是电极的电场驱动,利用液晶的电光效应来通过施加电压来驱动液晶分子转动,液晶导芯层谐振腔3部分和液晶衬底层内的液晶分子排列方向发生变化,使得谐振腔3的有效折射率发生变化进而改变谐振波长,液晶导芯层光传输直波导1部分内的液晶分子排列方向发生变化可以使得滤波器4和不包括滤波器4的激光器部分之间存在开关;
一种是掺入光敏材料(例如偶氮材料),在光场调制下,光敏材料会带来液晶导芯层和液晶衬底层内液晶分子的转动,在光场驱动时还需要控制驱动光的聚焦、波长与光敏材料对应。
进一步,光传输直波导1的直波导驱动电极可以控制入射光能否在直波导中传播、入射光的孔径角以及和谐振微腔之间的透射耦合系数,而光输出直波导2的直波导驱动电极可以控制输出光波的强度以及和谐振微腔之间的透射耦合系数,谐振腔驱动电极可以控制各谐振微腔的有效折射率,使得谐振腔3的谐振条件发生改变,进而改变谐振波长以及激光输出范围。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,谐振微腔或滤波微腔的结构为以下一种或多种:
环形微腔结构、三角形微腔结构、方形微腔结构、六角形微腔结构、椭圆微腔结构、体育场型微腔结构等复杂微腔结构。
采用上述优选的方案,可以实现谐振或滤波。
为了进一步地优化本实用新型的实施效果,在另外一些实施方式中,其余特征技术相同,不同之处在于,多个谐振微腔或滤波微腔通过串联集成、并联集成、多段集成、阵列集成中的一种或多种方式进行级联。
采用上述优选的方案,根据具体情形选择合适的集成方式。
不同的级联方式可能会有扩大自由光谱范围、减少串扰、通带平坦、稳定性高、色散小等优点,但也可能会有中心波长失配造成的损耗、加工精度要求高、温度极化造成稳定性降低等问题。不同的级联方式都包含各自的优缺点。
以上多种实施方式可交叉并行实现。
为了更好地对本实用新型所公开的基于液晶的可调谐激光器进行理解,下面介绍一实施例,使用双直波导的微环结构对泵浦源进行调制,使得激光器输出可调谐光;使用驱动电极对波导介质进行调制,进而改变谐振腔3的有效折射率,实现输出任意波长的单色光。
光传输直波导1和光输出直波导2所形成的双直波导部分处的液晶导芯层采用排列方向成一定夹角的液晶分子排列而成,形成阶梯式波导结构,液晶导芯层液晶折射率大于液晶衬底层液晶折射率,从而实现光在波导介质和增益介质中的全反射传播。
谐振腔3部分处的液晶导芯层采用排列方向成一定夹角的液晶分子排列而成,形成阶梯式波导谐振腔。谐振腔3包括:第一谐振微环31谐振腔和第二谐振微环32谐振腔。
泵浦源2的光从光传输直波导1耦合进入第一谐振微环31谐振腔,并在谐振腔中振荡传播。第一谐振微环31谐振腔和第二谐振微环32谐振腔形成共振,使得第一谐振微环31谐振腔中传播的波耦合进入第一谐振微环31谐振腔,并在谐振腔3中振荡传播。第二谐振微环32谐振腔中的波最后耦合进入光输出直波导2中进行输出,通过结构设计和参数匹配,实现设定波长的单色光输出。该实施例中,谐振微腔采用了串联集成的方式,各方面性能指标优异但制备难度较大,而在不同应用场景中可以通过同样的液晶光取向技术完成不同的级联方式。
为了提高输出效率,可以先对入射光进行滤波操作,即在泵浦源1输入混合光,在滤波器4中进行滤波,使得进入谐振腔之前的光近似于单色光,调高增益介质的利用率。滤波器4包括:第一滤波微环41谐振腔和第二滤波微环42谐振腔。
自由光谱范围(FSR),是指两个谐振波长之间的光谱范围。
FSR的定义是:
Figure BDA0003032762790000111
其中
Figure BDA0003032762790000112
为谐振腔3长,λm为谐振腔的谐振波长
Figure BDA0003032762790000113
R为谐振腔半径,m为谐振次数,neff为谐振腔3的有效折射率。
上述两个半径不同的谐振微环谐振腔的总FSR可以表示为:m1FSR1=m2FSR2=FSRtotal。在第一谐振微环31谐振腔中存在谐振波λ1,在第一谐振微环31谐振腔和第二谐振微环32谐振腔形成共振后,在第二谐振微环32谐振腔中存在谐振波λ2,共振的条件为
Figure BDA0003032762790000114
此时第二谐振微环32谐振腔中的谐振波λ2最后耦合进入光输出直波导2中进行输出。
当R1、R2确定时,n1、n2发生变化,要想输出调制后的λ′1、λ′2,则需要找到匹配的m′1、m′2,即为选频过程。
为了更好地理解上述内容,以下进行原理描述。
透射式结构谐振腔由两根直波导和微环耦合构成,耦合结构模型如图2所示。透射式谐振腔有两个输出端,即直通端和下路端。设输入的激光为E1,在耦合区域有一部分光能量通过直波导直接输出,即谐振腔的直通端,记为E2;另一部分光能量耦合进入谐振腔记为E4,这部分光在腔内绕环传输,每次经过耦合区域时,一部分光能量耦合到直波导,通过谐振腔的下行端口输出,记为E5;而另一部分光则继续绕环传输,记为E3,最终形成光的闭合回路。
在稳定状态下,通过两个耦合区域的光将达到一个动态均衡状态。用谐振腔的谐振公式表达即为:
Figure BDA0003032762790000115
如图3所示,在耦合的回音廊模腔中,共振模式在各谐振器中循环,可以相互作用。在强相互作用的情况下,一个腔可以看作是另一个腔的共振波长的谱保真值。因此,当满足两个孤立腔的共振条件时,某些共振模式会增强,而其他模式会减弱,这种现象称为游标效应。用共振的条件公式表达即为:
Figure BDA0003032762790000121
在其上实施例的基础上,举两个具体实施例。
实施例一:
采用双环结构液晶的电光调制驱动,实现微腔激光器的各项功能,采用的级联方式如图4所示。液晶导芯层和液晶衬底层液晶的有效折射率范围可以达到1.55至1.70,有效折射率的变化可达0.2左右。
如图5和6所示,第一谐振微环31谐振腔、第二谐振微环32谐振腔和双直波导的三层波导结构采用的均为对称结构,液晶排列方式均为垂直排列以实现最大调制量的目的,且集成芯片底部有图案化电极以实现电压调制液晶分子。
采用自然光入射泵浦源1,经过滤波器4滤波后进入光传输直波导1中,光传输直波导1介质折射率为1.7,外部介质折射率为1.55,构成三层波导结构,从入射端入射并全反射传播。
光传输直波导1部分介质折射率为n2,其外部介质折射率为n1
第一谐振微环31外部介质折射率为n3,其内部质折射率为n′3,有效折射率为n4
第二谐振微环32外部介质折射率为n5,其内部质折射率为n′5,有效折射率为n6
光输出直波导2部分介质折射率为n8,其外部介质折射率为n7
第一谐振微环31半径为10um,初始有效折射率为n4=1.600,和光传输直波导1之间的间距为100nm。由谐振腔3的谐振公式
Figure BDA0003032762790000122
可得,耦合进入第一谐振微环31的谐振波波长为502nm,模数为200。
谐振波在微环谐振腔3中传播,和第二谐振微环32发生共振,耦合进入第二谐振微环32。由共振的关系式
Figure BDA0003032762790000131
可得,第二谐振微环32半径为5um,初始折射率有效折射率为1.600,和第一谐振微环31之间的间距为100nm。
同样由谐振腔3的谐振公式
Figure BDA0003032762790000132
可得,耦合进入第二谐振微环32的谐振波波长为502nm,模数为100。
第二谐振微环32和光输出直波导2的间距为100nm,谐振波耦合进入光输出直波导2并进行全反射传输,从光输出直波导2输出端输出502nm的单色波,实现了单色光输出功能,如图7所示。
由于液晶可由图案化电极进行电光调制,改变直波导和谐振腔3的有效折射率,进而可以显著改变谐振波的波长,实现动态调制功能。
在实施例二中,将第一谐振微环31的有效折射率改变为1.700,谐振波的波长变为628nm,模数变为170,而第二谐振微环32的有效折射率变为1.700,共振的谐振波波长变为628nm,模数变为85,输出端的单色光波长也变为628nm,完成了激光器的可调谐功能,如图8所示。第一谐振微环和第二谐振微环的折射率也可根据两者施加电压的不同而采用不同的折射率,进而实现其他波长的调制。
本实用新型一种基于液晶的可调谐激光器,激光器的光谱包含近红外波段至近紫外波段,但输出光为单色光,光谱半宽为500GHz,输出光波长范围为380nm至780nm。本实用新型可以实现激光可调谐的宽波段波长动态调制输出功能,低电压驱动下主要工作波段可以覆盖近紫外至近红外波段、光通信波段,且体积小、易于集成。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围,凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,包括:泵浦光源和光子芯片,所述光子芯片包括:液晶衬底层、设置于所述液晶衬底层表面的液晶导芯层以及驱动电极;
所述液晶导芯层为掺杂有增益介质的液晶层,且所述液晶导芯层上分布有:
光传输直波导,所述光传输直波导的输入端用于输入泵浦光源;
光输出直波导,所述光输出直波导的输出端用于输出任意波长光;
谐振腔,包括:一个或多个互相级联的谐振微腔,所述谐振腔分别与所述光传输直波导和光输出直波导透射耦合;
所述驱动电极用于驱动所述液晶衬底层、液晶导芯层的光传输直波导部分、光输出直波导部分及谐振腔部分内液晶分子排布变化,改变其对应部分的折射率。
2.根据权利要求1所述的基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,
所述液晶衬底层及液晶导芯层的液晶折射率变化范围均在1.55至1.7之间。
3.根据权利要求1所述的基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,
所述液晶导芯层内液晶分子与所述液晶衬底层内液晶分子之间存在夹角,夹角大小为0至π。
4.根据权利要求1所述的基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,
所述液晶导芯层液晶折射率大于所述液晶衬底层液晶折射率。
5.根据权利要求1所述的基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,
所述谐振微腔的半径在4um以上;
所述光传输直波导和/或光输出直波导的直径在2um以上;
所述可调谐激光器的整体结构在20um以上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,所述液晶导芯层上还分布有:
光输入直波导,所述光传输直波导的输入端用于输入泵浦光源;
滤波器,包括:一个或多个互相级联的滤波微腔,所述滤波器分别与所述光输入直波导和光传输直波导透射耦合。
7.根据权利要求6所述的基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,所述驱动电极包括:
谐振腔驱动电极,用于驱动所述液晶导芯层谐振腔部分内液晶分子排布变化;
直波导驱动电极,用于驱动所述液晶导芯层光传输直波导部分、光输出直波导部分、光输入直波导部分内液晶分子排布变化;
衬底层驱动电极,用于驱动所述液晶衬底层内液晶分子排布变化。
8.根据权利要求7所述的基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,
所述驱动电极为具有电极图案的ITO玻璃,且所述电极图案与所述液晶导芯层上各部分的分布相对应。
9.根据权利要求6所述的基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,
所述谐振微腔或滤波微腔的结构为以下一种或多种:
环形微腔结构、三角形微腔结构、方形微腔结构、六角形微腔结构、椭圆微腔结构、体育场型微腔结构。
10.根据权利要求6所述的基于液晶的可调谐激光器,其特征在于,多个所述谐振微腔或滤波微腔通过串联集成、并联集成、多段集成、阵列集成中的一种或多种方式进行级联。
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WO2022222235A1 (zh) * 2021-04-22 2022-10-27 苏州大学 一种基于液晶的芯片化滤波器

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