CN116505369A - 电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器及稳频方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器及稳频方法，其中，包括：输入组件，用于产生第一激光信号；移相器，用于接收输入组件传输的第一激光信号，并在预设条件下对第一激光信号进行移相得到第二激光信号；电调滤波反馈组件，用于接收第二激光信号，并对第二激光信号进行滤波获取窄谱光信号，并在预设条件下对第一激光信号进行电调谐；原子鉴频***，用于接收窄谱光信号生成鉴频信号；控制器，用于基于鉴频信号调节移相器与电调滤波反馈结构的调谐电极电压进行稳频。由此，解决了现有热调相集成外腔窄线宽稳频激光器存在的调谐响应速度慢或功率损耗大等缺陷，导致从鉴频到移频之间时延长及鉴频信号强度较低，极大影响稳频效果等问题。

Description

电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器及稳频方法

技术领域

本申请涉及激光器稳频技术领域，特别涉及一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器及稳频方法。

背景技术

近年来，随着基于原子物理机理的量子技术的发展，高精度授时、探测与导航正在成为新的热点研究方向；由于高精度器件的实现方案往往涉及原子的超精细结构，现有研究中经常需要窄线宽高稳频的半导体二极管激光器提供泵浦光，以诱发干涉、超精细能级跃迁、相干布居囚禁等多种原子物理机制，例如，在高精度授时领域，光钟器件需要窄线宽高稳频激光与碱金属原子时钟跃迁锁定，为时钟信号生成提供超稳定频率基准；再如，在高精度探测领域，相干布居囚禁原子磁力仪基于塞曼效应探测弱磁场，需要两束不同频率的泵浦光诱发相干布居囚禁现象，提高该激光的稳定度有利于提高磁探信号的信噪比。

相似地，在高精度导航领域，陀螺仪作为惯性器件在自主导航中起关键作用，而量子陀螺作为目前分辨率最高的陀螺仪，其基于原子干涉原理对惯性力造成的相位改变进行相干探测，这一过程对频率高度敏感，需要由窄线宽高稳频激光实现。

由此可知，窄线宽高稳频激光器作为自主授时，航磁地磁测量，惯性导航等多个实用领域的基础性器件之一，具有广阔的应用前景。

对于此类激光器，其核心性能指标是线宽与频率稳定度，普通法布里-珀罗腔二极管激光器往往受多种谱线加宽机制与环境热扰动的影响，而具有GHz量级的线宽与低频率稳定度，从而不能稳定输出精准的频率；此外，基于管芯温度的激射频率调谐同时影响有源区温度，为输出功率等特性带来不确定性，不利于对接稳频需求，而集成外腔激光器方案具有线宽窄、频率可调谐性好的优点，是实现窄线宽高稳频激光器的主流方案之一。

常见的外腔窄线宽激光器方案主要基于硅基或氮化硅基外腔平台，基于热光调谐调整激光器的激射频率，但是热光调谐的响应速度严重限制了频率调谐的速度，进而限制了激光器的稳频特性；近年来，以smart-cut等方法制备薄膜铌酸锂基片的技术逐渐成熟，由于铌酸锂材料具有0.4-5μm的宽透明窗口与高一阶电光系数，其优良的光电特性为波导型调制器、可调谐微环外腔等应用领域提供了新的解决方案。

然而，现有的薄膜铌酸锂外腔窄线宽激光器未能很好对接稳频***的需求，存在易跳模或功率损耗大等缺陷，限制了频率调谐范围并导致频率高度不稳定，且容易导致低鉴频信号强度，降低了稳频效果，亟待解决。

发明内容

本申请提供一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器及稳频方法，以解决现有的热调相集成外腔窄线宽稳频激光器存在的调谐响应速度慢或功率损耗大等缺陷，导致从鉴频到移频之间的时延长以及鉴频信号强度较低，极大影响稳频效果等问题。

本申请第一方面实施例提供一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器，包括：输入组件，用于产生第一激光信号；移相器，用于接收所述输入组件传输的第一激光信号，并在预设条件下，对所述第一激光信号进行移相，得到第二激光信号；电调滤波反馈组件，用于接收所述移相器传输的第二激光信号，并对所述第二激光信号进行滤波并反馈回所述输入组件，以获取窄谱光信号，并在所述预设条件下，对所述第一激光信号进行电调谐；原子鉴频***，用于接收所述电调滤波反馈组件输出的所述窄谱光信号，生成鉴频信号，以及控制器，用于基于所述鉴频信号，根据预设控制策略调节所述移相器与所述电调滤波反馈组件的调谐电极电压，改变所述第一激光信号频率，直至所述第一激光信号达到预设稳频条件。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述移相器与电调滤波反馈组件由薄膜铌酸锂平台上基于铌酸锂薄膜基片制备的直波导与弯曲波导构成。

可选地，在本申请的一个实施例中，输入组件包括：增益芯片，用于产生所述第一激光信号；模斑尺寸变换结构，用于根据预设损耗率传输所述第一激光信号。

可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：波导耦合器，用于所述增益芯片与所述电调滤波反馈组件之间的光信号的传递，并将所述窄谱光信号传输至所述原子鉴频***。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述移相器与电调滤波反馈组件由薄膜铌酸锂平台上基于铌酸锂薄膜基片制备的直波导与弯曲波导构成。

本申请第二方面实施例提供一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法，包括以下步骤：产生所述第一激光信号；在所述预设条件下，对所述第一激光信号进行移相，得到所述第二激光信号；对所述第二激光信号进行滤波，以获取窄谱光信号，并在所述预设条件下，对所述第一激光信号进行电调谐，并基于所述窄谱光信号生成鉴频信号；以及基于所述鉴频信号，根据所述预设控制策略调节所述移相器与所述电调滤波反馈组件的调谐电极电压，改变所述第一激光信号频率，直至所述第一激光信号达到所述预设稳频条件。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述移相器与电调滤波反馈组件由薄膜铌酸锂平台上基于铌酸锂薄膜基片制备的直波导与弯曲波导构成。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述产生所述第一激光信号，包括：基于所述增益芯片产生所述第一激光信号；通过所述模斑尺寸变换结构根据预设损耗率传输所述第一激光信号。

可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：利用所述波导耦合器对所述增益芯片与所述电调滤波反馈组件之间的光信号进行传递，并将所述窄谱光信号传输至所述原子鉴频***。

本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法。

本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法。

由此，本申请的实施例具有以下有益效果：

本申请的实施例可包括输入组件，用于产生第一激光信号；移相器，用于接收输入组件传输的第一激光信号，并在预设条件下，对第一激光信号进行移相，得到第二激光信号；电调滤波反馈组件，用于接收移相器传输的第二激光信号，并对第二激光信号进行滤波并反馈回输入组件，以获取窄谱光信号，并在预设条件下，对第一激光信号进行电调谐；原子鉴频***，用于接收电调滤波反馈组件输出的窄谱光信号，生成鉴频信号，控制器，用于基于鉴频信号，根据预设控制策略调节移相器与电调滤波反馈组件的调谐电极电压，改变第一激光信号频率，直至第一激光信号达到预设稳频条件。本申请实施例可将优化的电调滤波反馈外腔结合到鉴频稳频***中，利用低功率损耗、高速电光调谐的薄膜铌酸锂外腔，实现小尺寸的电调相窄线宽高稳频集成外腔激光器，从而解决热调相微环外腔的设计缺陷，可以充分发挥电光调谐的高调谐速度优势，降低稳频***从接收鉴频信号到调整激射频率之间的响应时间，进一步提高激光器的频率稳定度。由此，解决了现有的热调相集成外腔窄线宽稳频激光器存在的调谐响应速度慢或功率损耗大等缺陷，导致从鉴频到移频之间的时延长以及鉴频信号强度较低，极大影响稳频效果等问题。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本申请实施例的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的示例图；

图2为本申请的一个实施例提供的一种具备全通滤波微环的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器结构示意图；

图3为本申请的一个实施例提供的一种双环谐振频谱对准示意图；

图4为本申请的一个实施例提供的一种不具备全通滤波微环的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器结构示意图；

图5为根据本申请实施例提供的一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

其中，10-电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器、100-输入组件、101-增益芯片、102-模斑尺寸变换结构、200-移相器、300-电调滤波反馈组件、301-全通滤波微环、302-上下载反馈微环、400-原子鉴频***、500-控制器、600-波导耦合器、601-存储器、602-处理器、603-通信接口。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器及稳频方法。针对上述背景技术中提到的问题，本申请提供了一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器，包括，输入组件，用于产生第一激光信号；移相器，用于接收输入组件传输的第一激光信号，并在预设条件下，对第一激光信号进行移相，得到第二激光信号；电调滤波反馈组件，用于接收移相器传输的第二激光信号，并对第二激光信号进行滤波并反馈回输入组件，以获取窄谱光信号，并在预设条件下，对第一激光信号进行电调谐；原子鉴频***，用于接收电调滤波反馈组件输出的窄谱光信号，生成鉴频信号，控制器，用于基于鉴频信号，根据预设控制策略调节移相器与电调滤波反馈组件的调谐电极电压，改变第一激光信号频率，直至第一激光信号达到预设稳频条件。本申请实施例可将优化的电调滤波反馈外腔结合到鉴频稳频***中，利用低功率损耗、高速电光调谐的薄膜铌酸锂外腔，实现小尺寸的电调相窄线宽高稳频集成外腔激光器，从而解决热调相微环外腔的设计缺陷，可以充分发挥电光调谐的高调谐速度优势，降低稳频***从接收鉴频信号到调整激射频率之间的响应时间，进一步提高激光器的频率稳定度。由此，解决了现有的热调相集成外腔窄线宽稳频激光器存在的调谐响应速度慢或功率损耗大等缺陷，导致从鉴频到移频之间的时延长以及鉴频信号强度较低，极大影响稳频效果等问题。

具体而言，图1为本申请实施例的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的方框示意图。

如图1所示，该电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器10包括：输入组件100、移相器200、电调滤波反馈组件300、原子鉴频***400以及控制器500。

其中，输入组件100，用于产生第一激光信号。

本申请的实施例可将输入组件作为光源，产生初始的激光信号并对该信号进行传输，以为后续的激光稳频提供可靠的信号数据。

可选地，在本申请的一个实施例中，输入组件100包括：增益芯片和模斑尺寸变换结构。

其中，增益芯片，用于产生第一激光信号。

模斑尺寸变换结构，用于根据预设损耗率传输第一激光信号。

需要说明的是，在本申请的实施例中，上述输入组件包括增益芯片和模斑尺寸变换结构。

其中，增益芯片激射波长处于0.4-5μm波段，一端为高反射率镀膜(反射率≥90％)，一端为低反射率镀膜(反射率≤0.1％)，结构为脊波导折射率导引型，相对于水平方向具有0°到10°范围内的出射光倾角。此波段覆盖多种碱金属原子时钟跃迁波长，例如Yb(578nm)、Ca(657nm)、Sr(698nm)、Rb(780.24nm)及Cs(852nm)等。

增益芯片的输出端连接到模斑尺寸变换结构的输入端，由于光源，即增益芯片的光斑尺寸比波导模式场尺寸大很多，因此，本申请的实施例可通过模斑尺寸变换结构将产生的初始激光低损耗地传输至外腔波导中。

由此，本申请的实施例通过增益芯片和模斑尺寸变换结构等输入组件产生并高效率的进行光传递，有效保障了后续激光器稳频的实现。

移相器200，用于接收输入组件100传输的第一激光信号，并在预设条件下，对第一激光信号进行移相，得到第二激光信号。

在本申请的实施例中，上述模斑尺寸变换结构的输出端与移相器的输入端相连，从而对模斑尺寸变换结构输出的激光信号进行移相。

电调滤波反馈组件300，用于接收移相器200传输的第二激光信号，并对第二激光信号进行滤波并反馈回输入组件100，以获取窄谱光信号，并在预设条件下，对第一激光信号进行电调谐；

需要说明的是，在本申请的实施例中，移相器与电调滤波反馈组件(或称电调滤波反馈结构)由基于薄膜铌酸锂平台的片上微结构构成，其结构局部折射率可基于铌酸锂电光效应进行电调谐。

其中，电调滤波反馈组件由组合微环或其他具有带通滤波特性的片上微结构构成，上述电调滤波反馈组件的输出端口的出射光谱为输入端口入射光谱经带通滤波后的光谱，电调滤波反馈组件的带通滤波谐振峰半高宽不高于增益芯片增益谱半高宽的1/1000，从而通过窄谱反馈到增益芯片腔内实现线宽压窄。

可选地，在本申请的一个实施例中，移相器200与电调滤波反馈组件300由薄膜铌酸锂平台上基于铌酸锂薄膜基片制备的直波导与弯曲波导构成。

此外，本申请实施例中的移相器、电调滤波反馈结构具有基于铌酸锂电光效应的调谐电极，移相器电极可用于微调激射频率，电调滤波反馈结构电极可通过电调谐用于粗调谐振峰位置，使激射中心频率对准微气室原子跃迁谱线。

上述基于薄膜铌酸锂平台的片上微结构可由在铌酸锂薄膜基片上制备的直波导与弯曲波导组成，波导形式可以为条带波导、脊波导或异质集成氮化硅/氧化硅条带的加载波导、导引脊波导。

由此，本申请的实施例可以通过外腔片上的移相器与电调滤波反馈组件电极实现激射频率的快速电光调谐，同时，相比热调谐材料平台，本申请实施例的基于薄膜铌酸锂平台外腔实现稳频***可有效提高调谐速度以及频率稳定度。

原子鉴频***400，用于接收电调滤波反馈组件300输出的窄谱光信号，生成鉴频信号。

进一步地，本申请的实施例还可将上述电调滤波反馈组件输出的窄谱光信号输入至原子鉴频***，原子鉴频***根据该窄谱光信号生成相应的鉴频信号，为后续控制器调节移相器与电调滤波反馈组件的调谐电极电压提供依据。

可选地，在本申请的一个实施例中，本申请实施例的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器10还包括：波导耦合器，用于增益芯片与电调滤波反馈组件之间的光信号的传递，并将窄谱光信号传输至原子鉴频***。

在本申请的实施例中，上述波导耦合器为2×2波导耦合器，该波导耦合器可将增益芯片输出光传输至电调滤波反馈组件、将电调滤波反馈组件输出光反馈回增益芯片腔内、引出窄线宽输出光至原子鉴频***三项功能的结构。

在具体的实现过程中，本领域技术人员也可根据实际情况采用功率分离比接近50:50的铌酸锂脊波导定向耦合器，或其他具备上述三项功能的器件或器件组，于此不做具体限定。

需要说明的是，在本申请的实施例中，上述移相器的输出端连接至2×2波导耦合器的第一左侧端口，2×2波导耦合器的第一、第二右侧端口之间设置电调滤波反馈组件，输出光沿2×2波导耦合器的第二左侧端口出射，并连接到原子鉴频***。

需要注意的是，电调滤波反馈组件输入端口到输出端口间单次单向传输经历波导间耦合不高于三次，在确保单模与窄谱带通滤波的基础上，最大限度减少非必要波导间耦合损耗，提高激射功率。

由此，本申请的实施例通过采用2×2波导耦合器与控制损耗的电调滤波反馈组件，将激光单次反馈过程中经历的波导间耦合次数降低至三次以下，有效改善了耦合造成的功率损耗。

控制器500，用于基于鉴频信号，根据预设控制策略调节移相器200与电调滤波反馈组件300的调谐电极电压，改变第一激光信号频率，直至第一激光信号达到预设稳频条件。

在本申请的实施例中，可将相应的控制电路作为控制器，控制器与原子鉴频***的输出端相连接，从而使得控制器接收鉴频信号；

同时，控制器的输出端连接至移相器与电调滤波反馈组件的调谐控制电极，因此，本申请实施例中的控制器可通过基于卡尔曼滤波的比例积分微分控制方法或其他闭环控制方法调整移相器与电调滤波反馈结构的调谐控制电极电压，激射频率控制与稳频操作基于外腔电调相实现。

由此，本申请实施例实现的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器，不仅结构尺寸小，且功率损耗和阿伦方差较低。

下述本申请将通过具体的实施例结合附图对本申请提出的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器进行进一步的说明。

图2为具备全通滤波微环的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器结构示意图。

如图2所示，该具体实施例中的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器由增益芯片101、模斑尺寸变换结构102、移相器200、2×2波导耦合器600、全通滤波微环301、上下载反馈微环302、原子鉴频***400、控制器500相互连接或片上集成构成。

由图2可知，增益芯片101的输出端连接到模斑尺寸变换结构102的输入端，模斑尺寸变换结构102的输出端连接到移相器200的输入端，移相器200的输出端连接到2×2波导耦合器600的第一左侧端口，2×2波导耦合器600的第一、第二右侧端口之间设置电调滤波反馈组件。本申请实施例的电调滤波反馈组件包含全通滤波微环301与上下载反馈微环302，2×2波导耦合器600的第一、第二右侧端口分别连接全通滤波微环301的输入端与上下载反馈微环302的下载端，并且全通滤波微环301的输出端与上下载反馈微环302的上载端相连，输出光沿2×2波导耦合器600的第二左侧端口出射，并连接到原子鉴频***400，原子鉴频***400的电信号输出端连接到控制器500，控制器的输出端连接到移相器200、全通滤波微环301与上下载反馈微环302的调谐控制电极；移相器200、2×2波导耦合器600、全通滤波微环301、上下载反馈微环302由基于薄膜铌酸锂平台的脊形波导结构构成。

此外，全通滤波微环直径不高于上下载反馈微环直径的一半。全通滤波微环的自由光谱范围为上下载反馈微环的两倍以上，同时，相同工艺条件下低半径微环品质因数较低，因此具有较大谱半高宽。全通滤波微环为上下载反馈微环下载端谱提供边模抑制，由于其谱半高宽较大，无需完全对准谐振波长即可提供3dB以上边模抑制，提高了对准容差。

其中，移相器、全通滤波微环、上下载反馈微环伴有调谐电极，通过溅射工艺在脊形波导两侧制备电极，从而产生垂直于波导方向的电场，利用铌酸锂材料的电光效应进行调谐。

如图2所示，该具体的实施例通过调节上下载反馈微环的电极直流偏置，使谐振波长对准原子时钟跃迁谱线，通过调节全通滤波微环的电极直流偏置，使激光器单模激射。

2×2波导耦合器为功率分离比接近50:50的铌酸锂脊波导定向耦合器，经由定向耦合器的两路分光分别反向耦合经过全通滤波微环与上下载反馈微环，随后再次经由耦合器反馈回增益芯片101并输出到稳频***；两路分光在此过程中均经历三次波导间耦合，并经历同样的窄谱带通滤波效果，如图3所示。

进一步地，图2中的增益芯片101激射波长处于0.4-5μm波段，一端为高反射率镀膜(反射率≥90％)，一端为低反射率镀膜(反射率≤0.1％)，结构为脊波导折射率导引型，相对于水平方向具有0°到10°范围内的出射光倾角。

图4为不具备全通滤波微环的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器结构示意图。

如图4所示，该具体实施例的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器由增益芯片101、模斑尺寸变换结构102、移相器200、2×2波导耦合器600、上下载反馈微环302、原子鉴频***400、控制器500相互连接或片上集成构成。本实施例的电调滤波反馈组件300包含上下载反馈微环302，2×2波导耦合器600的第一、第二右侧端口分别连接上下载反馈微环302的上载端与下载端。

需要说明的是，图4中的增益芯片增益谱半高宽不高于上下载反馈微环自由光谱范围的四倍，以确保足够的边模抑制，且本申请的实施例通过调节上下载反馈微环的电极直流偏置，使谐振波长对准原子时钟跃迁谱线。

其余部件的子结构以及子结构特性与上述具备全通滤波微环的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器相同，于此不在赘述。

在上述实施方式基础上，本申请不具备全通滤波微环的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的线宽压窄原理与电调相稳频方案如下：

如图4所示，增益芯片发出的激光经模斑尺寸变换结构耦合进入薄膜铌酸锂外腔片上脊波导，光沿脊波导传输经过片上器件移相器、2×2波导耦合器、电调滤波反馈结构后获取滤波后窄谱光信号，随后再次经过2×2波导耦合器分为两路，一路反馈到增益芯片，一路输出至稳频***。窄谱信号反馈回增益芯片腔内，与高反射率镀膜侧构成激光谐振腔，其窄谱特性将激射线宽压窄。输出光信号进入原子鉴频***，并最终输出鉴频电信号；受益于外腔片上低耦合次数带来的输出功率提升，鉴频信号功率与信噪比也会得到相应的提升，鉴频信号引导控制器在直流偏置的基础上微调移相器与电调滤波反馈组件的调谐电极，将输出光频率稳定到原子时钟跃迁频率。控制器基于电光效应调整电极电压导致的频率偏移会快速反映到鉴频信号中，因此可以使用基于卡尔曼滤波的比例积分微分方法等闭环控制方法实现稳频。

根据本申请实施例提出的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器，通过增益芯片的输出光通过模斑尺寸变换结构连接到移相器，移相器的输出端连接到2×2波导耦合器的一个左侧端口，2×2波导耦合器的两个右侧端口之间设置电调滤波反馈组件，第二个左侧端口作为激光输出端口，连接生成鉴频信号的原子鉴频***，鉴频信号输出到控制电路，由控制器基于电光效应调节外腔芯片上移相器与滤波反馈结构的调谐电极电压，实现稳频。本申请的实施例通过低功率损耗的滤波反馈外腔结构，以及高速电调相在稳频***中的应用，实现窄线宽高稳频激射；此外，本申请的实施例利用薄膜铌酸锂外腔的快速电光调谐与具备低功率损耗、高对准容差的外腔设计，有效提高了集成度，降低了阿伦方差。

其次，参照附图描述根据本申请实施例提出的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法。

图5为本申请实施例所提供的一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法的流程图。

如图5所示，该电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法包括以下步骤：

在步骤S501中，产生第一激光信号。

可选地，在本申请的一个实施例中，产生第一激光信号，包括：基于增益芯片产生第一激光信号；通过模斑尺寸变换结构根据预设损耗率传输第一激光信号。

在步骤S502中，在预设条件下，对第一激光信号进行移相，得到第二激光信号。

在步骤S503中，对第二激光信号进行滤波，以获取窄谱光信号，并在预设条件下，对第一激光信号进行电调谐，并基于窄谱光信号生成鉴频信号。

在步骤S504中，基于鉴频信号，根据预设控制策略调节移相器与电调滤波反馈结构的调谐电极电压，改变所述激光信号频率，直至激光信号达到预设稳频条件。

可选地，在本申请的一个实施例中，移相器与电调滤波反馈组件由薄膜铌酸锂平台上基于铌酸锂薄膜基片制备的直波导与弯曲波导构成。

可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：利用波导耦合器对增益芯片与电调滤波反馈组件之间的光信号进行传递，并将窄谱光信号传输至原子鉴频***。

需要说明的是，前述对电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器装置实施例的解释说明也适用于该实施例的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法，产生第一激光信号；在预设条件下，对第一激光信号进行移相，得到第二激光信号；对第二激光信号进行滤波，以获取窄谱光信号，并在预设条件下，对第一激光信号进行电调谐，并基于窄谱光信号生成鉴频信号；基于鉴频信号，根据预设控制策略调节移相器与电调滤波反馈结构的调谐电极电压，改变第一激光信号频率，直至第一激光信号达到预设稳频条件，从而将优化的电调滤波反馈外腔结合到鉴频稳频***中，利用低功率损耗、高速电光调谐的薄膜铌酸锂外腔，实现小尺寸的电调相窄线宽高稳频集成外腔激光器。

图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：

存储器601、处理器602及存储在存储器601上并可在处理器602上运行的计算机程序。

处理器602执行程序时实现上述实施例中提供的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法。

进一步地，电子设备还包括：

通信接口603，用于存储器601和处理器602之间的通信。

存储器601，用于存放可在处理器602上运行的计算机程序。

存储器601可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器601、处理器602和通信接口603独立实现，则通信接口603、存储器601和处理器602可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选地，在具体实现上，如果存储器601、处理器602及通信接口603，集成在一块芯片上实现，则存储器601、处理器602及通信接口603可以通过内部接口完成相互间的通信。

处理器602可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或N个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器，其特征在于，包括：

输入组件，用于产生第一激光信号；

移相器，用于接收所述输入组件传输的第一激光信号，并在预设条件下，对所述第一激光信号进行移相，得到第二激光信号；

电调滤波反馈组件，用于接收所述移相器传输的第二激光信号，并对所述第二激光信号进行滤波并反馈回所述输入组件，以获取窄谱光信号，并在所述预设条件下，对所述第一激光信号进行电调谐；

原子鉴频***，用于接收所述电调滤波反馈组件输出的所述窄谱光信号，生成鉴频信号，以及

控制器，用于基于所述鉴频信号，根据预设控制策略调节所述移相器与所述电调滤波反馈组件的调谐电极电压，改变所述第一激光信号频率，直至所述第一激光信号达到预设稳频条件。

2.根据权利要求1所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器，其特征在于，所述移相器与电调滤波反馈组件由薄膜铌酸锂平台上基于铌酸锂薄膜基片制备的直波导与弯曲波导构成。

3.根据权利要求1所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器，其特征在于，所述输入组件包括：

增益芯片，用于产生所述第一激光信号；

模斑尺寸变换结构，用于根据预设损耗率传输所述第一激光信号。

4.根据权利要求3所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器，其特征在于，还包括：

波导耦合器，用于所述增益芯片与所述电调滤波反馈组件之间的光信号的传递，并将所述窄谱光信号传输至所述原子鉴频***。

5.一种电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器，其中，所述方法包括以下步骤：

产生所述第一激光信号；

在所述预设条件下，对所述第一激光信号进行移相，得到所述第二激光信号；

对所述第二激光信号进行滤波，以获取窄谱光信号，并在所述预设条件下，对所述第一激光信号进行电调谐，并基于所述窄谱光信号生成鉴频信号；以及

基于所述鉴频信号，根据所述预设控制策略调节所述移相器与所述电调滤波反馈组件的调谐电极电压，改变所述第一激光信号的频率，直至所述第一激光信号的达到所述预设稳频条件。

6.根据权利要求5所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法，其特征在于，所述移相器与电调滤波反馈组件由薄膜铌酸锂平台上基于铌酸锂薄膜基片制备的直波导与弯曲波导构成。

7.根据权利要求5所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法，其特征在于，所述产生所述第一激光信号，包括：

基于所述增益芯片产生所述第一激光信号；

通过所述模斑尺寸变换结构根据预设损耗率传输所述第一激光信号。

8.根据权利要求5所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法，其特征在于，还包括：

利用所述波导耦合器对所述增益芯片与所述电调滤波反馈组件之间的光信号进行传递，并将所述窄谱光信号传输至所述原子鉴频***。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-4任一项所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-4任一项所述的电调相的窄线宽高稳频集成外腔激光器的稳频方法。