CN102332678B

CN102332678B - 滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器

Info

Publication number: CN102332678B
Application number: CN 201110222082
Authority: CN
Inventors: 高培良
Original assignee: Optoelectronic Technology Co Ltd Tianjin Odd Spectrum
Current assignee: Optoelectronic Technology Co Ltd Tianjin Odd Spectrum
Priority date: 2011-08-04
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2031-08-04
Also published as: US20130343414A1; WO2013016886A1; US8948221B2; CN102332678A

Abstract

本发明涉及一种滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，包括依次安装在激光腔内的第一激光增益介质、第一腔内准直透镜、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器、腔内反射镜、光学标准具和腔内全反镜，第二激光增益介质、安装在第二激光增益介质上的第二激光腔端面镜和第二腔内准直透镜，一个用于耦合第一激光增益介质和第二激光增益介质的输出光束的多层介质膜光学滤波器，一个射频信号源，两个激光增益介质的泵浦源、有源光相位调制器的驱动源及激光器驱动控制电路。本发明设计合理，实现了单一激光器的输出光谱范围覆盖C和L光谱带功能，扩展了可调谐激光器的输出光谱范围，具有性能稳定可靠、成本低、尺寸小、易于安装及生产等特点。

Description

滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器

技术领域

本发明属于光电子领域，尤其是滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器。

背景技术

在外腔式可调谐激光器中，主要有以下一些调谐技术：(1)通过精密步进马达带动光栅的旋转来进行调谐的，其主要缺点有以下几个：一是为实现光频率的精密调谐，对步进马达的步进精度和重复性要求很高，因此制造成本比较高；二是由于采用步进马达，不易做到小型化；三是在恶劣工作环境下的工作稳定性比较差，特别是抗各类机械振动的能力比较差，由于存在上述几个方面的问题，因此，采用这种技术的可调谐激光器只适合用于实验室工作环境中使用。(2)利用光栅或激光谐振腔中的其他光学滤波器件，如光学标准具等的透射光频率随温度漂移的特点进行调谐，这种技术的优点是调谐精度高和输出光的光谱带宽比较窄，缺点是速度比较慢，特别是在要求调谐光谱范围宽的情况下，这个缺点尤为明显，例如：光学滤波器件的温度漂移系数是0.2纳米/度，要求的光频谱范围是80纳米，温度调节范围是400度，因此，这在实际应用中是很难实现的。(3)通过微电机系统(MEMS)，其主要缺点是在恶劣工作环境下的工作稳定性比较差，特别是抗各类机械振动的能力比较差。(4)利用可调谐声光滤波器进行调谐，其优点是调谐速度快，没有机械移动部件，可以做到小型化，其缺点是调谐精度不高和滤波带宽比较宽，因此，单纯采用这种技术的可调谐激光器只适合用于对调谐精度和输出带宽不高的应用中。(5)采用单一激光增益介质，其光谱范围很难做到覆盖C光谱带和L光谱带。

综上所述，现有技术不能满足要求可调谐激光器具有小型化，在宽光谱范围内的快速调谐，窄带激光输出和在恶劣环境下长期稳定工作的各类应用，特别是光纤通讯中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种性能稳定、体积小、价格低且易于生产的滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，包括依次安装在激光腔内的第一激光增益介质、第一腔内准直透镜、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器、腔内反射镜、光学标准具和腔内全反镜，在第一激光增益介质上安装有第一激光腔端面镜，还包括：

第二激光增益介质、安装在第二激光增益介质上的第二激光腔端面镜和第二腔内准直透镜，所述的第二激光增益介质、第二腔内准直透镜与第一激光增益介质、第一腔内准直透镜成垂直方向；

一个多层介质膜光学滤波器，放置在第一腔内准直透镜和第二腔内准直透镜后，并与所述的第一腔内准直透镜和第二腔内准直透镜的输出光束均成45度，用于耦合第一激光增益介质和第二激光增益介质的输出光束；

一个射频信号源，用于提供给可调谐声光滤波器射频能量并通过改变射频频率来调节激光谐振腔的振荡波长；

两个激光增益介质的泵浦源、有源光相位调制器的驱动源和激光器驱动控制电路。

而且，所述的第一激光增益介质、第二激光增益介质的增益光谱分别为C光谱带和L光谱带。

而且，所述的第一激光腔端面镜是在C光谱带范围内的全反镜或为部分反射镜，所述的第二激光端面镜是在L光谱带范围内的全反镜或为部分反射镜。

而且，所述的多层介质膜光学滤波器对C光谱带光束的光谱范围接近全透射，对L光谱带光束的光谱范围接近全反射。

而且，所述的腔内反射镜和腔内全反镜至少在C光谱带和L光谱带光谱范围内等于或接近100％的反射率，所述的腔内反射镜和腔内全反镜为以下几种类型的反射镜之一：平面镜、凸面镜和凹面镜。

而且，所述的光学标准具的光谱范围大于或等于186.15～196.10THz光谱带，其透射光谱峰值间隔为50GHz并具有高锐度系数；所述的有源光相位调制器的光谱范围大于或等于186.15～196.10THz。

而且，所述的可调谐声光滤波器为窄带光滤波器，其光谱范围等于或大于186.15～196.10THz的光谱带，且其滤波光谱的FWHM不大于所述光学标准具透射光频率的二倍。

而且，所述的可调谐声光滤波器包括一个声光晶体和粘贴在所述声光晶体上的一个声波换能器，该声光晶体的晶体材料为TeO₂。

而且，所述的有源光相位调制器是以下几种类型之一：电光相位调制器，或者是磁光相位调制器，或者是液晶相位调制器，或者是声光相位调制器，或者是基于物理光学效应的其他形式的相位调制器，或者是上述相位调制器的组合并具有等于或大于186.15～196.10THz的光谱范围。

而且，所述的激光器驱动控制电路包括：一个数字信号微处理器、四个数模转换模块、C带激光增益介质的激光泵浦源、L带激光增益介质的激光泵浦源、有源光相位调制器驱动源、可调谐声光滤波器驱动源，数字信号微处理器接收外部指令信号指令并通过激光泵浦源、有源光相位调制器驱动源、可调谐声光滤波器驱动源实现对激光增益介质、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器的驱动控制功能。

本发明的优点和积极效果是：

1、本外腔式宽带可调谐激光器采用了多层介质膜光学滤波器将C光谱带和L光谱带激光增益耦合起来，在不增加其他光学器件的情况下，大大扩展了可调谐激光器的输出光谱范围，实现了单一激光器的输出光谱范围覆盖C和L光谱带功能。

2、本外腔式宽带可调谐激光器采用了具有光频率飘移补偿的并由单一晶体和单一声光换能器组成的可调谐窄带声光滤波器和有源光相位调制器，实现了在C光谱带和L光谱带范围内的快速可调谐输出，在激光腔内用透射光谱峰值为50GHz的具有高锐度系数的光学标准具进一步压缩输出光谱带宽，并使激光器的输出严格满足国际光纤通讯标准的规定。

3、本外腔式宽带可调谐激光器采用了窄带可调谐声光滤波器和高锐度的光学标准具相结合，并利用多层介质膜的滤波器将C光谱带和L光谱带的两个激光增益介质耦合起来，实现了小型、无机械移动部件、宽带光频谱范围内的快速调谐和窄带的稳定激光输出。具有无机械移动部件、性能稳定可靠、成本低、尺寸小、易于安装及生产等特点，满足了对于要求尺寸小和极端工作环境下的可靠运行。可广泛应用于光学测试、光纤通讯、生物、医疗器械和光纤传感器网络等其他领域中。

附图说明

图1是现有的一种普通可调谐声光滤波器的示意图；

图2是现有的一种实现频率偏移补偿的可调谐声光滤波器示意图；

图3是在声光晶体中一次衍射和二次衍射的入射光束、声波场和衍射光束的波矢关系图；

图4是一种采用了可调谐声光滤波器和单一光标准具的外腔式可调谐激光器的结构示意图；

图5是C光谱带激光增益曲线的示意图；

图6是L光谱带激光增益曲线的示意图；

图7是一激光增益介质的光频率间隔为50GHz的输出光谱示意图；

图8是本发明的结构示意图的结构示意图；

图9是多层介质膜光学滤波器的透射光谱示意图；

图10是光频率覆盖C光谱带和L光谱带的透射光谱间隔为50GHz的可调谐激光器输出光谱示意图；

图11是本发明的激光驱动控制电路的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

图1显示了一种普通的可调谐声光滤波器100。该可调谐声光滤波器100包括换能器22、射频信号源20、声光晶体26，换能器20安装在声光晶体上，入射光束2以布拉格角入射到声光晶体26，产生零级衍射光束4和一级衍射光束6。

声光滤波器的工作原理是基于一种叫做布拉格衍射的现象。布拉格衍射涉及了光子(光能的量子)和声子(声能的量子)的相互作用过程。在这个互作用的过程中，能量和动量都是守恒的。动量守恒要求

其中

κ_d是衍射光子的动量，κ_i是入射光子的动量，

κ_s是互作用的声子的动量。约分去掉后得到：κ_d＝κ_i+κ_s，这就给出了布拉格衍射最基本的波矢等式，它表明了衍射光的波矢是入射光波矢与声波波矢的矢量和，如图3-1所示。

能量守恒要求

其中ω_r是衍射光的角频率，ω是入射光的角频率，Ω是声波的角频率。约分去掉

后得到：ω_r＝ω+Ω。这表明衍射光子的角频率被声波的角频率轻微改变，即光线的频率产生了多普勒频移。

声光可调谐滤波器(AOTF)是一种固态的、可采用电调谐的带通光滤波器。与传统的技术相比，AOTF提供了连续、快速的调节能力和窄的光谱带宽。声光滤波器有两种类型：共线型与非共线型。其中具有高射频频率的非共线型和非近轴滤波器可以实现窄带滤波。然而根据上面的公式，ω_r＝ω+Ω，公式表明光波频率偏移的大小等于声波的频率。

尽管因为光线频率和声波频率相差很多个数量级，从而产生的偏移量很小，但是在一些激光器系统中还是会引起不稳定的运行。这个问题的一个解决办法是使用两个AOTF，其中第二个AOTF用来抵消第一个AOTF所带来的频率偏移；另一个解决办法是在同一个声光晶体上使用两个换能器。但是这些解决办法都有几个缺点：1、增加了系统的体积；2、使得光学对准更为困难；3、引起运行的不稳定性；4、增加成本，对大批量生产来说尤为重要。

图2显示了一种可以有效消除频率偏移的可调谐声光滤波器200，该可调谐声光滤波器200包括换能器22、声光晶体26、射频信号源20、全反射镜28，入射光束2以布拉格角入射到声光晶体26，产生零级衍射光束4和一级衍射光束6，一级衍射光束6经全反射镜经声光晶体26后产生零级衍射光束10和一级衍射光束12。

图3-1和图3-2分别显示了入射光(κ_i)、衍射光(κ_d)和声波(κ_s)的波矢关系。正如上面提到的，κ_i±κ_s＝κ_d这个关系永远成立，使用加号(+)还是减号(-)由入射声波的方向决定。在图3-1中，光线2(κ₂)、光线6(κ₆)和声波24(κ_s)的关系是：κ₂+κ_s＝κ₄。声波κ_s不仅仅使得衍射光的方向向上偏移，光线的角频率ω也向上偏移了Ω＝v_s|κ_s|，其中v_s是声波的速度。在图3-2中，光线8(κ₈)、光线12(κ₁₂)和声波24(κ_s)的关系是：κ₅-κ_s＝κ₁₂。在这种情况下，声波使得衍射光的方向向下偏移，并且将第二次衍射的光线12的角频率ω也向下偏移了v_s|κ_s|。因为向上和向下的偏移量基本相同，当光线12从声光滤波器200中射出时，整体频率偏移被充分的消除了。

在一些具体实施中，例如需要窄带调节时，采用的声光晶体是各向异性并有双折射特性。其中一种物质为二氧化碲(TeO₂)，由于其运行在剪切模式时具有高光学均匀性、低光吸收度和耐高光功率能力的特点，广泛使用于这类应用中。其他物质例如铌酸锂(LiNbO₃)、磷化镓(GaP)和钼酸铅(PbMoO₄)也经常用于各种声光器件中。影响选择特定物质的因素有很多，下面仅列出几种，如：声光器件的类型、高质量晶体是否容易获得以及应用的类型和需求，例如衍射效率功率损耗、入射光与衍射光的分散度和整体器件的大小等。

可调谐声光滤波器200中，根据不同应用需要，全反镜28到声光晶体26的距离L是可调的。但是，由于声波场24在声光晶体中传播时产生一定的衰减，因此，全反镜28应尽可能地靠近声光晶体26，这样可以提高光线8的衍射效率。

图4显示了一种采用单一光学标准具和如图2所示的可调谐声光滤波器的外腔式可调谐激光器300。该可调谐激光器300包括直接镀在激光增益介质34上的激光腔端面镜32、激光增益介质34、腔内准直透镜36、有源光相位调制器41、可调谐声光滤波器100、腔内全反镜28、光学标准具42、全反镜44。其中，激光腔端面镜32和全反镜44构成了激光谐振腔。

激光输出镜通常对不同波长或颜色光的反射率不同，这里提到的反射率是与激光器运行的波长带宽相对应的反射率。激光腔端面镜32可以根据不同的情况，采用部分反射镜，或全反镜。如果激光增益介质是半导体增益介质时，由于一般都有比较大的输出分散角，因此，可调谐激光器300的腔内准直透镜一般是针对激光增益介质是半导体增益介质时使用。当激光增益介质是气体，液体或有些固体介质时，一般不用腔内准直透镜，而是采用非平面腔镜以实现腔内光束的合理分布。

用于光纤通讯中的这类激光器，需要将输出光束4藕合到光纤中，准直透镜38是必不可少的。

在可调谐激光器300中，由激光增益介质34发出的宽带荧光光束36经第一腔内准直透镜38准直后的光束2透过有源光相位调制器41，以布拉格角进入可调谐声光滤波器26，被衍射后的一级衍射光6以布拉格角入射到腔内反射镜28，反射后的光束8又以布拉格角进入可调谐声光滤波器26。值得注意的是，光束2是与声波场24传播方向相反的方向上以布拉格角进入可调谐声光滤波器26，而光束8是与声波场24传播方向相同的方向上以布拉格角进入可调谐声光滤波器26。因而，入射光束2经可调谐声光滤波器26两次衍射后的光束12具有零光频率飘移。被衍射后的一级衍射光12经光学标准具42后由全反镜44反射回激光腔内，在激光腔内形成激光振荡和放大。在这个过程中，光束4和10分别作为激光腔内光束2和8的零级衍射光束；光束13作为光束12被全反镜的反射后的光束的零级衍射光束成为激光腔内的损耗，光束3是激光腔内振荡过程中被可调谐声光滤波器26所形成的一个零级衍射光束而溢出激光腔外。光束4因其具有最大的能量作为激光输出光束。光束4、10和13可用于监控激光腔内的光功率和波长等。由于光束4、10和13是激光腔外光线，所以，使用这类光功率和波长等监控器件只要不产生将光束4、10和13全部或部分反射回激光腔内，就不影响激光器300的正常工作。

正如前面分析的，由于第一次衍射光波长偏移和第二次衍射所产生的光波长偏移正好相反，因此，可调谐声光滤波器26在可调谐激光器300中的结构中所造成的光波长偏移为零。又由于经可调谐声光滤波器26的两次衍射，在激光腔内形成了比一次衍射带宽更窄的激光振荡。在光腔中插入的光学标准具42，进一步压缩激光输出光的带宽并使其输出光的光频率间隔与其自由光谱程(FSR)一致。如在光纤通讯的应用中，光学标准具42的自由光谱程可为100GHz，50GHz或25GHz并应尽可能具有高的锐度系数，以提高输出光的边摸抑制比和窄的输出光谱。图7所示的是光纤通讯中常用的光频谱为C光谱带或L光谱带，输出频率间隔为50GHz的可调谐激光器输出光谱。

激光输出的调谐，是通过有源光相位调制器41和可调谐声光滤波器26来实现的。改变可调谐声光滤波器26驱动源的射频频率，可改变激光腔内的光波谐振频率。根据不同的光波谐振频率，有源光相位调制器41通过调节光波的相位使得某一个特定的光波在激光腔内产生激光振荡和放大。

由于单一激光增益介质的增益带宽是有限的，如在工业上常用的半导体增益介质中，有效增益带宽一般不超过6THz带宽。因此，激光器300的可调谐光谱范围也不超过6THz带宽。能够扩大可调谐激光器的输出光谱范围，对许多应用来说是非常有益的。如光纤通讯中的常用的C光谱带和L光谱带的范围约为10THz，如图5和6所示。而采用单一激光增益介质是很难实现的。

下面对本发明的外腔式可调谐激光器进行详细说明：

本发明采用了一种多层介质膜光学滤波器将两个激光增益介质耦合起来为解决上述问题的提供了一个方法。如图8所示，外腔式可调谐激光器400包括第一个激光增益介质34、直接镀在激光增益介质34上的激光腔端面镜32、第一腔内准直透镜38、第二激光增益介质35、直接镀在第二激光增益介质35上的激光腔端面镜33、第二腔内准直透镜39、多层介质膜光学滤波器31、有源光相位调制器41、可调谐声光滤波器26、腔内反射镜28、光学标准具42、激光腔全反镜44及激光器驱动控制电路。本发明的可调谐激光器400的基本工作原理和可调谐激光器300是一样的。不同之处在于可调谐激光器400包含两个不同光谱范围的激光增益介质及两个激光腔子腔。其中，第一激光腔子腔由第一激光增益介质34、第一腔内准直透镜38、多层介质膜光学滤波器31、有源光相位调制器41、可调谐声光滤波器26、腔内反射镜28、光学标准具42和腔内全反镜44依次安装在一起组成，第二激光腔子腔由第二激光增益介质35、第二腔内准直透镜39、多层介质膜光学滤波器31、有源光相位调制器41、可调谐声光滤波器26、腔内反射镜28、光学标准具42和腔内全反镜44依次安装在一起组成。第二激光增益介质35、第二腔内准直透镜39与第一激光增益介质34、第一腔内准直透镜38成垂直方向，多层介质膜光学滤波器31放置在第一腔内准直透镜38和第二腔内准直透镜39后，并与所述的第一腔内准直透镜38和第二腔内准直透镜39的输出光束均成45度，用于耦合第一激光增益介质34和第二激光增益介质35的输出光束。

在本实施例中，第一激光腔端面镜可以是在C光谱带范围内的全反镜或为部分反射镜，第二激光端面镜可以是在L光谱带范围内的全反镜或为部分反射镜。多层介质膜光学滤波器对C光谱带光束的光谱范围接近全透射，对L光谱带光束的光谱范围接近全反射。腔内反射镜和腔内全反镜至少在C光谱带和L光谱带光谱范围内等于或接近100％的反射率，腔内反射镜和腔内全反镜可以选择以下几种类型的反射镜：平面镜、凸面镜和凹面镜。光学标准具的光谱范围大于或等于186.15～196.10THz光谱带，其透射光谱峰值间隔为50GHz并具有高锐度系数。有源光相位调制器的光谱范围大于或等于186.15～196.10THz光谱带。可调谐声光滤波器为窄带光滤波器，其光谱范围等于或大于186.15～196.10THz的光谱带，且其滤波光谱的FWHM不大于所述光学标准具透射光频率的二倍，可调谐声光滤波器包括一个声光晶体和粘贴在所述声光晶体上的一个声波换能器，该声光晶体的晶体材料为TeO₂。有源光相位调制器可以选择以下几种类型：电光相位调制器，或者是磁光相位调制器，或者是液晶相位调制器，或者是声光相位调制器，或者是基于物理光学效应的其他形式的相位调制器，或者是上述相位调制器的组合并具有等于或大于186.15～196.10THz的光谱范围。

第一个激光增益介质34的增益曲线如图5所示，第一激光增益介质的增益光谱分别为C光谱带的频谱覆盖范围为191.15～196.10THz。第二激光增益介质35的增益曲线如图6所示，第二激光增益介质的增益光谱分别为L光谱带的频谱覆盖范围为186.15～191.10THz。多层介质膜光学滤波器31的a面镀增透膜，对C光谱带光全透。多层介质膜光学滤波器31的b面的透射和反射曲线80分三个部分，71、72和73，如图9所示。曲线80的71部分对C光谱带具有高透射率，73部分对L光谱带具有高反射率，72部分是滤波器曲线80由高透射率向低透射率的过渡，其频谱宽度为Δf。由于实际制作的多层介质膜光学滤波器Δf不可能为零(Δf越小，多层介质膜滤波器的制作难度就越大)，因此，采用多层介质膜光学滤波器的耦合不能做到“无缝”耦合，而这部分光谱如果和激光增益介质34和第二激光增益介质35的增益光谱交叉，即72光谱部分包含了激光增益介质34和第二激光增益介质35的增益光谱，则这部分光谱的光束，如果形成激光振荡和放大，会在激光增益介质34和第二激光增益介质35中同时形成激光振荡和放大，从而产生不稳定激光输出。因此，在实际应用中，应避免这种情况发生。例如，在用于光纤通讯的光频率间隔为100GHz的可调谐激光器中，C光谱带的在长波方向的最后一个频道和L光谱带在短波方向的第一个频道的光频率间隔为100GHz，因此，只要滤波器曲线80的Δf小于100GHz，就能实现在频谱覆盖C光谱带和L光谱带的光频率间隔为100GHz的可调谐输出。对于光频率间隔为50GHz或25GHz的可调谐激光器，采用多层介质膜光学滤波器进行C光谱带和L光谱带的激光增益介质的耦合的难度就大大增加。

由第一激光增益介质34发出的光束经第一腔内准直透镜38准直后成为光束2，由第二激光增益介质35发出的光束经第二腔内准直透镜38准直后成为光束30。多层介质膜光学滤波器31的放置角度与光线2和光线30均成45度角。光束2透过滤波器31的a和b面，在由端面镜32和全反镜44组成的激光腔的第一个子腔中形成激光振荡。光束30经滤波器31的b面全反射，在由端面镜33和全反镜44组成的激光腔的第二个子腔中形成激光振荡。第一个子腔和第二个子腔的激光均通过调节有源光相位调制器和改变射频信号源20的射频频率进行调谐，并都在光束4输出。最终实现单一激光器的输出光谱范围覆盖C和L光谱带，如图10所示。

上述外腔式可调谐激光器400的总驱动控制电路系统如图11所示。该激光器驱动控制电路包括带有嵌入式软件程序的数字信号微处理器(DSP)118、四个数模转换(D/A)设备104、108、112和116、激光泵浦源102用于泵浦L带第二激光增益介质35、激光泵浦源106用于泵浦C带激光增益介质34、有源光相位调制器驱动源110、射频信号源114。带有嵌入式软件程序的数字信号微处理器(DSP)118通过数模转换(D/A)设备104、108、112和116来分别控制激光泵浦源102、激光泵浦源106、有源光相位调制器驱动源110、射频信号源114。数字信号微处器118也可以接收外部指令来对可调谐激光器400进行控制。

上述说明仅起演示和描述的作用，并不是一个详细无遗漏的说明，也没有意图将本发明限制在所描述的具体形式上。经过上面的描述，对本发明的许多改动和变化都可能出现。所选择的具体实施仅仅是为了更好的解释本发明的原理和实际中的应用。这个说明能够使熟悉此领域的人可以更好的利用本发明，根据实际需要设计不同的具体实施和进行相应的改动。

Claims

1.一种滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，包括依次安装在第一激光腔子腔内的第一激光增益介质、第一腔内准直透镜、多层介质膜光学滤波器、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器、腔内反射镜、光学标准具和激光腔全反镜，在第一激光增益介质上安装有第一激光腔端面镜，所述腔内反射镜的反射面与所述可调谐声光滤波器中的声波传播方向平行，由所述第一激光腔端面镜和所述激光腔全反镜构成所述第一个激光腔子腔的谐振腔镜，由所述第一激光增益介质发出的光束经所述第一腔内准直透镜准直后透过所述多层介质膜光学滤波器和所述有源光相位调制器，以布拉格角入射进入所述可调谐声光滤波器，产生第一次衍射，其一级衍射光束被所述腔内反射镜反射后再次以布拉格角进入所述可调谐声光滤波器，产生第二次衍射，其一级衍射光束通过所述光学标准具后被所述激光腔全反镜从原光路反射回到所述第一激光腔子腔中产生激光谐振，所述多层介质膜光学滤波器与所述第一腔内准直透镜的光轴成45度角，其特征在于：还包括：

第二激光增益介质、安装在所述第二激光增益介质上的第二激光腔端面镜和第二腔内准直透镜，由所述第二激光增益介质、第二腔内准直透镜、所述多层介质膜光学滤波器、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器、腔内反射镜、光学标准具和激光腔全反镜构成第二激光腔子腔；

所述第二激光增益介质发出的光束经所述第二腔内准直透镜准直后被所述多层介质膜光学滤波器反射，该反射光束与透过所述多层介质膜光学滤波器的由所述第一激光增益介质发出的光束重合，在第二激光腔子腔中形成激光谐振；

所述的第二激光增益介质、第二腔内准直透镜与第一激光增益介质、第一腔内准直透镜成垂直方向；

两个激光增益介质的泵浦源、有源光相位调制器的驱动源和激光器驱动控制电路；

所述的第一激光增益介质、第二激光增益介质的增益光谱分别为C光谱带和L光谱带；

所述的第一激光腔端面镜是在C光谱带范围内的全反镜或为部分反射镜，所述的第二激光端面镜是在L光谱带范围内的全反镜或为部分反射镜；

所述的多层介质膜光学滤波器对C光谱带光束的光谱范围接近全透射，对L光谱带光束的光谱范围接近全反射。

2.根据权利要求1所述的滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，其特征在于：所述的腔内反射镜和腔内全反镜至少在C光谱带和L光谱带光谱范围内等于或接近100%的反射率，所述的腔内反射镜和腔内全反镜为以下几种类型的反射镜之一：平面镜、凸面镜和凹面镜。

3.根据权利要求1所述的滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，其特征在于：所述的光学标准具的光谱范围为186.15THz～196.10THz，其透射光谱峰值间隔为50GHz并具有高锐度系数；所述的有源光相位调制器的光谱范围为186.15THz～196.10THz。

4.根据权利要求1所述的滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，其特征在于：所述的可调谐声光滤波器为窄带光滤波器，其光谱范围为186.15THz～196.10THz，且其滤波光谱的FWHM不大于所述光学标准具透射光频率的二倍。

5.根据权利要求1所述的滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，其特征在于：所述的可调谐声光滤波器包括一个声光晶体和粘贴在所述声光晶体上的一个声波换能器，该声光晶体的晶体材料为TeO₂。

6.根据权利要求1所述的滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，其特征在于：所述的有源光相位调制器是以下几种类型之一：电光相位调制器，或者是磁光相位调制器，或者是液晶相位调制器，或者是声光相位调制器，或者是上述相位调制器的组合，其光谱范围为186.15THz～196.10THz。

7.根据权利要求1所述的滤波器耦合双激光增益介质的外腔式宽带可调谐激光器，其特征在于：所述的激光器驱动控制电路包括：一个数字信号微处理器、四个数模转换模块，数字信号微处理器接收外部指令信号并通过控制两个激光泵浦源、有源光相位调制器驱动源、可调谐声光滤波器驱动源实现对激光增益介质、有源光相位调制器、可调谐声光滤波器的驱动控制功能。