CN117096722A - 混合集成的窄线宽激光器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种混合集成的窄线宽激光器,包括增益芯片和薄膜铌酸锂芯片。增益芯片包括高反射端面、抗反射端面及位于高反射端面和抗反射端面之间的增益波导。薄膜铌酸锂芯片包括模斑转换器、选频滤波器、反射镜、电光调制器及与电光调制器级联的偏振控制器。高反射端面和反射镜组成激光器的两个腔镜。增益芯片用于在电泵浦下产生放大自发辐射谱,在激光器腔内振荡,产生一系列纵模;模斑转换器用于将增益芯片的模斑转换为铌酸锂单模波导的模斑;选频滤波器用于选出特定的纵模以实现单频的窄线宽激光输出;电光调制器用于对从腔镜输出的连续光进行脉冲调制以输出脉冲光;偏振控制器用于对电光调制器输出的脉冲光的偏振进行调控。
Description
技术领域
本申请涉及集成光电子器件技术领域,尤其涉及一种混合集成的窄线宽激光器。
背景技术
窄线宽激光器在相干光通信、光学雷达、光学传感、光谱分析等领域广泛应用并发挥着重要的作用。商用的窄线宽激光器常有固态激光器、光纤激光器、基于闪耀光栅或者光纤光栅的外腔激光器。这些激光器都存在着体积大、价格高、无法进行大规模量产等不足。半导体激光器尺寸小、可批量生产,且易于集成,但线宽普遍都在100kHz以上。
一般地,半导体激光器可通过外腔扩展腔长、提供反馈的方式,延长腔内光子寿命,实现激光线宽的压缩。通过合理设计外腔结构,还可实现激光波长的宽范围调谐。研究人员在硅、氮化硅等光子集成平台开展了丰富的外腔激光器研究工作。然而,由于硅波导的散射损耗比较大,且存在非线性损耗(如双光子吸收),因此,基于硅波导的外腔激光器的线宽仍在数十kHz以上。氮化硅不存在以上问题,且传输损耗低,基于氮化硅波导的外腔激光器的线宽可实现亚kHz量级。
但是,在更多的应用场景中,如分布式光纤传感、量子通信、激光雷达,需要将激光器输出的窄线宽激光调制成脉冲光进行传输和利用。另外,其对光的偏振也有着明确的要求。然而,由于氮化硅没有电光效应,目前常用的方式是采用分立的电光调制器和偏振控制器,对窄线宽激光进行脉冲调制和偏振调控。
铌酸锂是一种集电光效应、二阶、三阶非线性效应、光折变效应、声光效应、压电效应于一体的光学材料,功能丰富,被广泛应用于光纤通信、微波光子学、量子光学等领域,为信息技术的发展提供了多方位、高性能的解决方案。考虑到铌酸锂波导同时兼具电光、热光效应,且传输损耗低,在薄膜铌酸锂光子平台上构建混合集成外腔激光器,实现集成化的任意偏振态调控的窄线宽脉冲光源,具有重要的研究意义和实用价值。
发明内容
本申请的目的在于提供一种混合集成的窄线宽激光器,能够实现任意偏振态的窄线宽脉冲光输出。
所述窄线宽激光器包括增益芯片和薄膜铌酸锂芯片,其中,所述增益芯片包括高反射端面、抗反射端面、以及位于所述高反射端面和所述抗反射端面之间的增益波导;所述薄膜铌酸锂芯片依次包括模斑转换器、选频滤波器、反射镜、电光调制器及与所述电光调制器级联的偏振控制器,所述增益芯片的所述高反射端面和所述薄膜铌酸锂芯片的所述反射镜组成所述激光器的两个腔镜。其中,所述增益芯片用于在电泵浦下产生放大自发辐射谱,在所述激光器的腔内振荡,产生一系列纵模;所述模斑转换器用于将所述增益芯片的模斑转换为所述薄膜铌酸锂芯片的铌酸锂单模波导的模斑;所述选频滤波器用于从由所述增益芯片的放大自发辐射谱在腔内振荡产生的一系列纵模中选出特定的纵模以实现单频的窄线宽激光输出;所述电光调制器用于对从腔镜输出的连续光继续进行脉冲调制以输出脉冲光;以及所述偏振控制器用于对所述电光调制器输出的脉冲光的偏振进行调控。
进一步地,所述增益芯片和所述薄膜铌酸锂芯片以边缘耦合的方式进行光学耦合,所述增益芯片的泵浦电流和所述薄膜铌酸锂芯片的调控电压由***设备输入。
进一步地,所述高反射端面镀有高反膜,所述高反射端面处的所述增益波导垂直于端面出射,所述高反射端面处的波导反射率大于或等于10%;所述抗反射端面镀有增透膜,所述抗反射端面处的所述增益波导倾斜于端面出射,所述抗反射端面处的波导反射率小于或等于0.1%。
进一步地,所述模斑转换器为倒锥形波导构成的端面耦合器,其中,所述模斑转换器的输入端是三根条形波导阵列,其模斑尺寸与所述增益芯片的模斑相匹配;所述模斑转换器的输出端是单模脊形波导,用于连接光波导器件。
进一步地,所述模斑转换器还包括与所述三根条形波导阵列相连的三叉戟倒锥波导、与所述三叉戟倒锥波导相连的倒锥条形波导、以及连接所述倒锥条形波导与所述单模脊形波导的倒锥脊形波导。
进一步地,所述选频滤波器为两个半径不同的微环谐振腔级联组成的游标双环,在两个所述微环谐振腔的上方均设置有加热电极,用于调节所述选频滤波器的工作波长;所述激光器的波长调谐范围由所述选频滤波器的自由光谱范围决定。
进一步地,所述反射镜是萨格纳克环结构,其中的分束器由马赫-曾德尔干涉仪构成,在所述马赫-曾德尔干涉仪的其中一臂上方设置有加热电极,用于调节所述马赫-曾德尔干涉仪的分束比,进而调节反射镜的反射率。
进一步地,所述电光调制器由两个级联的马赫-曾德尔干涉仪构成,以实现高消光比的脉冲调制,其中,前一级马赫-曾德尔干涉仪为热光调控,后一级马赫-曾德尔干涉仪为电光调控。
进一步地,所述电光调制器依次包括输入波导、第一1×2多模干涉仪、第一移相器、2×2多模干涉仪、第二移相器、第二1×2多模干涉仪及输出波导,其中,所述第一相移相器为热光移相器,所述第二移相器为电光移相器,在所述第二移相器的上方设置有加热电极,用于调节所述电光调制器的偏置点。
进一步地,所述偏振控制器由马赫-曾德尔干涉仪和偏振分集器构成,所述偏振分集器为偏振分束旋转器或者二维光栅耦合器。
进一步地,所述偏振控制器包括输入波导、1×2多模干涉仪、第一移相器、2×2多模干涉仪、第二移相器及偏振分集器,所述第一移相器和所述第二移相器的上方均设置有加热电极,其中,所述1×2多模干涉仪、所述第一移相器及所述2×2多模干涉仪构成一进二出的马赫-曾德尔干涉仪,用于调节进入所述偏振分集器两臂的光强的比值;所述第二移相器用于调节进入所述偏振分集器两臂的光场的相位差。
进一步地,所述薄膜铌酸锂芯片还包括设于所述模斑转换器与所述选频滤波器之间的光延迟线,所述光延迟线用于增大所述激光器的腔长,压缩激光线宽。所述光延迟线为螺旋波导,在所述螺旋波导的上方设置有加热电极,用于相位调节。
进一步地,所述薄膜铌酸锂芯片还包括与所述电光调制器级联的光开关,所述光开光用于控制所述薄膜铌酸锂芯片直接输出连续光或者对所述连续光进行脉冲调制以实现脉冲光输出。
本申请一个或多个实施例的混合集成的窄线宽激光器具有以下有益技术效果中的一个或多个:
(1)本申请采用增益芯片与薄膜铌酸锂芯片边缘耦合的方式构成集成化的外腔激光器,具有尺寸小、重量轻、功耗低、成本低等优点。
(2)本申请利用铌酸锂低传输损耗的特性,可在薄膜铌酸锂芯片上构建较长的光延迟线,大大增加激光器的有效腔长,实现激光线宽的极大压缩;同时,本申请利用铌酸锂的热光效应,并采用游标双环设计,可实现激光波长的较宽范围的调谐。
(3)本申请利用了铌酸锂较强的电光效应,并采用了高消光比电光调制器的结构设计,可实现高信噪比的脉冲光输出;同时,本申请在薄膜铌酸锂芯片上构造了偏振控制器,可实现偏振态的调控。
(4)本申请将窄线宽激光器、电光调制器和偏振控制器集成在一起,解决了电光调制器和偏振控制器需要外置的问题,提高了***的集成度。
(5)本申请可为光纤传感、激光雷达等领域提供集成化的、高消光比的、偏振态可调的、窄线宽脉冲光源。
附图说明
图1为本申请一个实施例的混合集成的窄线宽激光器的结构示意图。
图2为本申请一个实施例的模斑转换器的三维结构示意图。
图3为本申请一个实施例的模斑转换器的俯视图及其模场演化图。
图4为本申请一个实施例的基于游标双环的选频滤波器的工作原理图。
图5为本申请一个实施例的偏振控制器的工作原理图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。
在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。除非另作定义,本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面结合说明书附图和示范性实施例对本申请中的技术方案进行完整、清楚的描述。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
本申请提供了一种混合集成的窄线宽激光器100。图1揭示了本申请一个实施例的混合集成的窄线宽激光器100的结构示意图。如图1所示,本申请一个实施例的混合集成的窄线宽激光器100包括增益芯片1和薄膜铌酸锂芯片2。
增益芯片1和薄膜铌酸锂芯片2可以边缘耦合的方式进行光学耦合以实现混合集成,其中,增益芯片1的泵浦电流和薄膜铌酸锂芯片2的调控电压可以由***设备(未图示)输入。
本申请实施例的混合集成的窄线宽激光器100的工作原理是:增益芯片1的高反射端面12和薄膜铌酸锂芯片2的反射镜24组成激光器的两个腔镜;增益芯片1提供增益;增益芯片1可以在电泵浦下产生放大自发辐射谱,在激光器的腔内振荡,产生一系列纵模;模斑转换器21可以用来将增益芯片1的模斑转换为薄膜铌酸锂芯片2的铌酸锂单模波导的模斑;选频滤波器23可以用来从由增益芯片1的放大自发辐射谱在腔内振荡产生的一系列纵模中选出特定的纵模,从而实现单频的窄线宽激光输出;经由级联的电光调制器26,电光调制器26可以用来对从腔镜输出的连续光继续进行脉冲调制以实现高信噪比的脉冲光输出;级联的偏振控制器27可以用来对电光调制器26输出的脉冲光的偏振进行调控,从而可以实现任意偏振态的调控。
本申请通过增益芯片1与薄膜铌酸锂芯片2混合集成的方式构成外腔激光器,延长激光器腔长,提升光子寿命,压缩激光的线宽;集成高消光比的电光调制器26,实现高信噪比的脉冲光输出;集成偏振控制器27,实现输出光任意偏振态的调控。本申请利用低传输损耗、大电光、热光系数的薄膜铌酸锂芯片2作为激光器的外腔,实现波长、偏振可调控的高信噪比的片上集成的窄线宽脉冲光源。
增益芯片1是一种反射式半导体光放大器芯片,其包括增益波导11、高反射端面12、及抗反射端面13。其中,增益波导11位于高反射端面12和抗反射端面13之间。
在一些实施例中,高反射端面12镀有高反膜,抗反射端面13镀有增透膜。高反射端面12处的增益波导11垂直于端面出射,高反射端面12处的波导反射率大于或等于10%。例如,在一个实施例中,高反射端面12处的波导反射率等于10%。抗反射端面13处的增益波导11倾斜于端面出射,抗反射端面13处的波导反射率小于或等于0.1%,例如,在一个实施例中,抗反射端面13处的波导反射率等于0.01%。出射方向与端面法线方向的夹角为19.5°。增益波导11倾斜于抗反射端面13,其目的是为了进一步降低该处的波导反射,提高增益芯片1的自激阈值或消除自激射。
薄膜铌酸锂芯片2依次包括模斑转换器21、选频滤波器23、反射镜24、电光调制器26及与电光调制器26级联的偏振控制器27。
图2揭示了本申请一个实施例的模斑转换器21的三维结构示意图,图3揭示了本申请一个实施例的模斑转换器21的俯视图及其模场演化图。结合参照图2和图3所示,薄膜铌酸锂芯片2上的模斑转换器21为倒锥形波导构成的端面耦合器,其作用是将增益芯片1出射的椭圆形大尺寸模斑转换为铌酸锂单模波导的小尺寸模斑,进而在铌酸锂波导中传输。其中,模斑转换器21的输入端是三根条形波导阵列211,其模斑尺寸与增益芯片1的模斑相匹配。模斑转换器21的输出端是单模脊形波导215,用于连接光波导器件。
在一些实施例中,本申请的模斑转换器21可以包括依次连接的五部分,分别为三根条形波导阵列211、与三根条形波导阵列211相连的三叉戟倒锥波导212、与三叉戟倒锥波导212相连的倒锥条形波导213、与倒锥条形波导213相连的倒锥脊形波导214、以及与倒锥脊形波导214相连的单模脊形波导215。其中,这五部分的波导长度例如可以分别为20μm(微米)、100μm、50μm、50μm、20μm,以保证模场在模斑转换器21中绝热演化。
本申请的薄膜铌酸锂芯片2上的选频滤波器23采用的是微环谐振腔结构。激光器的波长调谐范围由选频滤波器23的自由光谱范围(Free Spectral Range,FSR)决定。微环谐振腔的半径越小,其FSR越大。但微环谐振腔半径越小,辐射损耗也越大。为了扩大微环谐振腔的FSR,本申请的选频滤波器23采用级联两个半径不同的微环谐振腔231、232组成游标双环的方式,利用游标效应增大其FSR。对于游标双环,因为两个环的半径不同,各自的FSR也不同,因此两个环的谐振峰在不同波长处有不同的错位;两个微环谐振腔231、232的谐振峰挨得越近,透射率越大,如图4所示。
可选地,在两个微环谐振腔231、232的上方均设置有加热电极(未标号),用于调节选频滤波器23的工作波长,从而实现对激光器激射波长的调节。
在一个具体示例中,例如,第一个微环谐振腔231的半径为R1=52μm,对应的自由光谱范围FSR1=3.245nm(纳米);第二个微环谐振腔232的半径为R2=54μm,对应的自由光谱范围FSR2=3.125nm,根据以下游标双环的公式:
因此,可以得出该选频滤波器23的自由光谱范围FSRvernier=84.37nm。基于游标双环的选频滤波器23的工作原理及其透射谱如图4所示。
本申请的薄膜铌酸锂芯片2上的反射镜24是萨格纳克环结构,其中的分束器由马赫-曾德尔干涉仪构成。进入反射镜24的光,经过分束、传输、干涉之后,一部分光从输入波导原路返回,一部分光从输出波导输出。反射镜24的反射率可通过调节马赫-曾德尔干涉仪的输出分束比来实现。可选地,在马赫-曾德尔干涉仪的其中一臂上方设置有加热电极(未标号),用于调节马赫-曾德尔干涉仪的分束比。反射镜24的反射率影响激光激射的阈值、线宽和功率。
本申请的薄膜铌酸锂芯片2上的电光调制器26由两个级联的马赫-曾德尔干涉仪构成,其中,前一级马赫-曾德尔干涉仪261为热光调控,用于将其分束比稳定在50:50附近,后一级马赫-曾德尔干涉仪262为电光调控,用于信号的调制。如此设计是为了实现高消光比的电光调制,从而提升脉冲光的信噪比。
在一些实施例中,电光调制器26依次包括输入波导、第一1×2多模干涉仪、第一移相器、2×2多模干涉仪、第二移相器、第二1×2多模干涉仪及输出波导,其中,第一相移相器为热光移相器,第二移相器为电光移相器,在第二移相器的上方设置有加热电极,用于调节电光调制器26的偏置点。
本申请的薄膜铌酸锂芯片2的偏振控制器27由马赫-曾德尔干涉仪和偏振分集器构成,实现三个功能:强度调节271、相位调节272和偏振合束273。偏振分集器可以是偏振分束旋转器或者二维光栅耦合器。在本申请的实施例中,偏振分集器为二维光栅耦合器。图5揭示了本申请一个实施例的偏振控制器27的工作原理图。
在一些实施例中,偏振控制器27包括输入波导、1×2多模干涉仪、第一移相器、2×2多模干涉仪、第二移相器及偏振分集器,第一移相器和第二移相器的上方均设置有加热电极(未标号)。其中,1×2多模干涉仪、第一移相器及2×2多模干涉仪构成一进二出的马赫-曾德尔干涉仪,用于调节进入偏振分集器两臂的光强的比值;第二移相器用于调节进入偏振分集器两臂的光场的相位差。
偏振控制器27的工作原理是:任一偏振光都可以分解为两个相互正交的线偏振分量,其偏振态由这两个分量的振幅比和相位差决定。偏振控制器27是将输入波导中的TE0导模分成两束并转化二维光栅耦合器的上下两臂相互正交的两个偏振分量|0>和|1>,并控制其振幅比和相位差。具体地,如图5所示,通过给第一移相器加电,可调节两个偏振分量|0>和|1>的振幅,分别为A|0>和A|1>,振幅比为tanθ;通过给第二移相器加电,可调节两个偏振分量|0>和|1>的相位,分别为和/>相位差为/>因此,二维光栅耦合器输出光的偏振态可用琼斯矩阵表示为/>归一化为/>如此,控制θ和/>可实现任意偏振态输出。
如图1所示,在一些实施例中,本申请的薄膜铌酸锂芯片2还可以包括设于模斑转换器21与选频滤波器23之间的光延迟线22。光延迟线22可以用来增大激光器的腔长,提升光子寿命,压缩激光的线宽。例如,在一个实施例中,光延迟线22可以为螺旋波导。可选地,在螺旋波导的上方设置有加热电极(未标号),用于实现相位调节,有效抑制跳模。螺旋波导为多模波导,宽度为2.5μm(微米),使用宽波导的目的是为了降低TE0波导模式与波导侧壁的重叠,从而降低波导的传输损耗。
增益波导11、模斑转换器21、光延迟线22、选频滤波器23及反射镜24五者的有效长度之和构成激光器的等效腔长。
如图1所示,在一些实施例中,本申请的薄膜铌酸锂芯片2还可以包括与电光调制器26级联的光开关25。薄膜铌酸锂芯片2上的光开光由马赫-曾德尔干涉仪构成,光开光可以用来控制薄膜铌酸锂芯片2直接输出连续光或者经电光调制器26对连续光继续进行脉冲调制以输出脉冲光。
本申请通过在薄膜铌酸锂芯片2上面单片集成模斑转换器21、光延迟线22、选频滤波器23、反射镜24、光开关25、电光调制器26和偏振控制器27,实现了同时对激光线宽的压缩、波长的调谐、脉冲的调制和偏振的调控。
与现有技术相比,本申请一个或多个实施例的混合集成的窄线宽激光器100具有以下有益技术效果中的一个或多个:
(1)本申请采用增益芯片1与薄膜铌酸锂芯片2边缘耦合的方式构成集成化的外腔激光器,具有尺寸小、重量轻、功耗低、成本低等优点。
(2)本申请利用铌酸锂低传输损耗的特性,可在薄膜铌酸锂芯片2上构建较长的光延迟线22,大大增加激光器的有效腔长,实现激光线宽的极大压缩;同时,本申请利用铌酸锂的热光效应,并采用游标双环设计,可实现激光波长的较宽范围的调谐。
(3)本申请利用了铌酸锂较强的电光效应,并采用了高消光比电光调制器26的结构设计,可实现高信噪比的脉冲光输出;同时,本申请在薄膜铌酸锂芯片2上构造了偏振控制器27,可实现偏振态的调控。
(4)本申请将窄线宽激光器、电光调制器26和偏振控制器27集成在一起,解决了电光调制器26和偏振控制器27需要外置的问题,提高了***的集成度。
(5)本申请可为光纤传感、激光雷达等领域提供集成化的、高消光比的、偏振态可调的、窄线宽脉冲光源。
以上对本申请实施例所提供的混合集成的窄线宽激光器进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本申请实施例的混合集成的窄线宽激光器进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的核心思想,并不用以限制本申请。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请的精神和原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也均应落入本申请所附权利要求书的保护范围内。
Claims (13)
1.一种混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:包括增益芯片和薄膜铌酸锂芯片,其中,所述增益芯片包括高反射端面、抗反射端面、以及位于所述高反射端面和所述抗反射端面之间的增益波导;所述薄膜铌酸锂芯片依次包括模斑转换器、选频滤波器、反射镜、电光调制器及与所述电光调制器级联的偏振控制器,所述增益芯片的所述高反射端面和所述薄膜铌酸锂芯片的所述反射镜组成激光器的两个腔镜,其中,
所述增益芯片用于在电泵浦下产生放大自发辐射谱,在所述激光器的腔内振荡,产生一系列纵模;
所述模斑转换器用于将所述增益芯片的模斑转换为所述薄膜铌酸锂芯片的铌酸锂单模波导的模斑;
所述选频滤波器用于从由所述增益芯片的放大自发辐射谱在腔内振荡产生的一系列纵模中选出特定的纵模以实现单频的窄线宽激光输出;
所述电光调制器用于对从腔镜输出的连续光继续进行脉冲调制以输出脉冲光;以及
所述偏振控制器用于对所述电光调制器输出的脉冲光的偏振进行调控。
2.如权利要求1所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述增益芯片和所述薄膜铌酸锂芯片以边缘耦合的方式进行光学耦合,所述增益芯片的泵浦电流和所述薄膜铌酸锂芯片的调控电压由***设备输入。
3.如权利要求1所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述高反射端面镀有高反膜,所述高反射端面处的所述增益波导垂直于端面出射,所述高反射端面处的波导反射率大于或等于10%;所述抗反射端面镀有增透膜,所述抗反射端面处的所述增益波导倾斜于端面出射,所述抗反射端面处的波导反射率小于或等于0.1%。
4.如权利要求1所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述模斑转换器为倒锥形波导构成的端面耦合器,其中,所述模斑转换器的输入端是三根条形波导阵列,其模斑尺寸与所述增益芯片的模斑相匹配;所述模斑转换器的输出端是单模脊形波导,用于连接光波导器件。
5.如权利要求4所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述模斑转换器还包括与所述三根条形波导阵列相连的三叉戟倒锥波导、与所述三叉戟倒锥波导相连的倒锥条形波导、以及连接所述倒锥条形波导与所述单模脊形波导的倒锥脊形波导。
6.如权利要求1所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述选频滤波器为两个半径不同的微环谐振腔级联组成的游标双环,在两个所述微环谐振腔的上方均设置有加热电极,用于调节所述选频滤波器的工作波长;所述激光器的波长调谐范围由所述选频滤波器的自由光谱范围决定。
7.如权利要求1所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述反射镜是萨格纳克环结构,其中的分束器由马赫-曾德尔干涉仪构成,在所述马赫-曾德尔干涉仪的其中一臂上方设置有加热电极,用于调节所述马赫-曾德尔干涉仪的分束比,进而调节反射镜的反射率。
8.如权利要求1所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述电光调制器由两个级联的马赫-曾德尔干涉仪构成,以实现高消光比的脉冲调制,其中,前一级马赫-曾德尔干涉仪为热光调控,后一级马赫-曾德尔干涉仪为电光调控。
9.如权利要求8所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述电光调制器依次包括输入波导、第一1×2多模干涉仪、第一移相器、2×2多模干涉仪、第二移相器、第二1×2多模干涉仪及输出波导,其中,所述第一相移相器为热光移相器,所述第二移相器为电光移相器,在所述第二移相器的上方设置有加热电极,用于调节所述电光调制器的偏置点。
10.如权利要求1所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述偏振控制器由马赫-曾德尔干涉仪和偏振分集器构成,所述偏振分集器为偏振分束旋转器或者二维光栅耦合器。
11.如权利要求10所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述偏振控制器包括输入波导、1×2多模干涉仪、第一移相器、2×2多模干涉仪、第二移相器及偏振分集器,所述第一移相器和所述第二移相器的上方均设置有加热电极,其中,所述1×2多模干涉仪、所述第一移相器及所述2×2多模干涉仪构成一进二出的马赫-曾德尔干涉仪,用于调节进入所述偏振分集器两臂的光强的比值;所述第二移相器用于调节进入所述偏振分集器两臂的光场的相位差。
12.如权利要求1所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述薄膜铌酸锂芯片还包括设于所述模斑转换器与所述选频滤波器之间的光延迟线,所述光延迟线用于增大所述激光器的腔长,压缩激光线宽;所述光延迟线为螺旋波导,在所述螺旋波导的上方设置有加热电极,用于相位调节。
13.如权利要求1所述的混合集成的窄线宽激光器,其特征在于:所述薄膜铌酸锂芯片还包括与所述电光调制器级联的光开关,所述光开光用于控制所述薄膜铌酸锂芯片直接输出连续光或者对所述连续光进行脉冲调制以实现脉冲光输出。
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