CN102738702A - 利用fp激光器为增益光源的外腔式单波长可调谐激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用FP激光器为增益光源的外腔式单波长可调谐激光器，包括FP激光器芯片，该FP激光器芯片内具有光波导，光波导导出激发光源的端口端面上设有部分透射反射膜，另一端口端面上设有高反射膜；在位于导出激发光源的光波导端口一侧，依次设置光学透镜、对激发光源的发射光束进行透射滤光的光学标准具、对透过光学标准具的光束进行部分反射和部分透射的部分反射镜；通过改变激发光源的梳状波长峰的分布，或者同时改变激发光源的梳状波峰分布与光学标准具的透射峰分布，使得激发光源的某一波长峰与光学标准具的透射峰在某一波长处重叠，光子在重叠处波长获得最大反馈。本发明可输出单波长激光并持续地或有选择地改变输出激光的波长。

Description

利用FP激光器为增益光源的外腔式单波长可调谐激光器

技术领域

本发明涉及一种半导体激光器，特别涉及利用FP多模激光器为增益光源的外腔式单波长可调谐激光器。 

背景技术

波分复用技术(WDM)在光纤光通讯系统中已广泛应用。波分复用的光电转调器包含一个激光器，一个调制器，一个接收器和相关的电子设备。波分复用转换器的运行可通过一个近红外波长在1550nm的固定波长激光器实现。由于很易于操作和高度可靠性，分布反馈式(DFB)激光器在波分复用传输系统广泛地应用。在DFB激光器中，提供光学反馈的衍射光栅位于整个增益共振腔的上方，这样激光会在固定波长下获得一个稳定的单模振荡。并且，在低数字速率的信息传输也可通过直接对DFB激光器调制实现。 

波分多路系统的构成实施是通过在每个ITU(国际电信联盟)规定的每一波长通道格点上使用一个激光器。然而，DFB激光器不具有较宽的波长调谐范围，因此，必须对每个波长使用不同的激光器，这便导致了昂贵的波长管理的成本，同时要求很大的余料库存来随时解决激光器故障等问题。 

为了克服现有DFB激光器的这一缺点同时获得大范围波长单模运行，可调谐激光器应运而生。可调谐激光器就是单个激光器的波长变化可覆盖很多ITU规定的波长通道，并在应用中根据需要可随时变化到所需波长通道。因此，一个可调谐激光器可以为很多波长通道做光源备份，需要作为WDM转换器库存备件的激光器会大量减少。可调谐激光器还可在波分复用的定位中提供灵活的方案，即可以根据需要将某些波长通道从光网中添补加或移除。相应地，可调谐激光器可以帮助运营商在整个光纤网络中有效地进行波长管理。 

传统的FP(Fabry-perot)激光器是指法布里-珀罗激光器，具有法布里-珀罗谐振腔，是发射多波长激光的多模激光器，即发射的激光在一定波长范围内的波长分布呈若干个峰，这些波长峰的位置分布和它们之间的间距(称自由光谱范围) 由芯片的增益曲线、光学折射率及长度来决定，并且这些波长峰的位置呈梳状分布，其缺点是：在一定波长范围内激光发射的频谱范围较宽。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用FP激光器为增益光源的外腔式单波长可调谐激光器，可输出单波长激光并持续地或有选择地改变输出激光的波长。 

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种利用FP多模激光器为增益光源的外腔式波长可调谐激光器，它包括用于产生激发光源的半导体FP激光器芯片，该FP激光器芯片内具有光波导，所述光波导导出激发光源的端口端面上镀有部分透射部分反射膜，另一端口端面上设有高反射膜；在位于导出激发光源的光波导端口一侧，依次设置用于对激发光源的发射光束进行扩束准直的光学透镜、对激发光源发射的光进行透射滤光的具有梳状分布透射谱特性的光学标准具、用于对透过光学标准具的光束进行部分反射和部分透射的部分反射镜；所述光学透镜、光学标准具、部分反射镜构成无源外腔反馈区；所述外腔反馈区与FP激光器芯片形成激光共振腔； 

通过改变FP激光器芯片内光波导的折射率，从而改变由光波导输出的激发光源波长峰的波长位置，选择性地使激发光源的某一波长峰与光学标准具的透射峰在某一波长处重叠，该波长的光子经光学标准具的最大透射后，入射到部分反射镜上，一部分光透过部分反射镜作为输出光，另一部分光经该部分反射镜反射返回到半导体FP激光器芯片进行增益放大，使得光子在该波长重叠处获得最大反馈，并经激光共振腔内的多次反射后产生所需的单波长的激光，实现输出激光波长的步幅式调谐。 

所述可调谐激光器还包括用于监控所述可调谐激光器的输出功率的光探测器，该光探测器位于设有高反射膜的光波导端面的一侧。 

本发明的目的还可通过以下实施方式来实现：一种利用FP多模激光器为增益光的外腔式单波长可调谐激光器，它包括用于产生激发光源的FP激光器芯片，该FP激光器芯片内具有光波导，所述光波导具有导出激发光源的端口和输出激光的端口，两端口的端面上设有部分透射部分反射的光学膜；在位于导出激发光源的光波导端口一侧，依次设置用于对激发光源的发射光束进行扩束准直的光学 透镜、对激发光源的发射光束进行透射滤光的具有梳状分布透射谱特性的光学标准具、用于对透过光学标准具的光束进行高度反射的高反射镜；所述光学透镜、光学标准具、高反射镜构成无源外腔反馈区；所述外腔反馈区与FP激光器芯片形成激光共振腔； 

通过改变FP激光器芯片内光波导的折射率，从而改变由光波导输出的激发光源的波长峰的波长位置，选择性地使激发光源的某一波长峰与光学标准具的透射峰在相同波长处重叠，该波长的光经光学标准具的最大透射后，再入射到高反射镜上被反射，返回到半导体FP激光器芯片进行增益放大，使得光子在该重叠处波长获得最大反馈，并经激光共振腔内的多次反射后获得所需单波长的激光，实现输出激光波长的步幅式调谐。 

所述可调谐激光器还包括用于监控所述可调谐激光器的输出功率的光探测器，该光探测器位于高反射镜的背面。 

在输出激光的光波导端口一侧设有用于耦合所输出的激光的耦合透镜。 

在上述基础上，本发明还可作如下改进： 

本发明所述FP激光器芯片的底部设有加热器或制冷器，通过改变加热器或制冷器的输出温度来改变光波导的折射率。 

本发明所述光波导还包括通过控制光子的路径长度来提供产生激光所需的共振相位条件的相位区段，该相位区段靠近光波导的任意一个端口，该相位区段的两侧独立设置有相位电极。 

本发明所述光波导附近设有第一加热电极或载流子注入电极，通过加热第一加热电极或对载流子注入电极注入载流子改变光波导活性区的载流子浓度来改变光波导的折射率。 

本发明所述光学标准具的透射最大峰的波长分布和自由光谱范围兼容国际电信联盟光网通讯对波长格点和间隔的要求标准。 

本发明所述可调谐激光器还包括用于所述可调谐激光器保持恒温工作环境的恒温装置，该恒温装置位于所述可调谐激光器的下方或外围。 

本发明还可作如下改进： 

所述光学标准具上设有用于改变光学标准具折射率来调谐其梳状透射峰分布波长的第二加热电极； 

先通过改变由光波导输出的激发光源的波长峰的波长位置或改变光学标准具的透射峰的波长位置，使激发光源的波长峰与光学标准具的透射峰在某一波长处重叠，光子在该重叠处波长获得最大反馈，并经激光共振腔获得该波长重叠处的单波长激光； 

再同步改变由光波导输出的激发光源的梳状波长峰分布和光学标准具的梳状透射峰分布，使上述重叠处激发光源的波长峰和光学标准具的透射峰的波长位置同步移动，产生波长峰重叠处波长的连续变化，从而实现输出激光波长的连续式调谐。 

所述第二加热电极设于光学标准具上的光学孔径周围，光学标准具的上表面，或光学标准具的下表面。 

与现有技术相比，该发明技术具有以下优点： 

1)通过本发明的独特外腔设计，实现了利用简单的FP激光器芯片获得单波长和单模激光输出； 

2)本发明的激光器可通过调节标准具和由光波导输出的激发光源之间的两个光谱响应来进行波长选择，实现了较大范围激光输出波长的调谐； 

3)由于光学调谐通过在芯片上的热或电效应实现，不需要机械变动，因此无移动元件； 

4)本激光器的尺寸可做得非常小，因此它适用并满足于非常小的激光封装标准，如在光通讯领域已被广泛地应用的TO56； 

5)激光共振腔内内置有和ITU(国际电信联盟)兼容的标准具，在应用中无需外部的波长控制或参考标准； 

6)通过设计或选择高速FP芯片，本激光器不需要外部加调制器则可通过直接调制FP激光器芯片实现波长可调高速率数字信号传输。 

附图说明

图1为本发明实施例一通过加热器或制冷器改变光波导折射率的俯视结构示意图； 

图2为图1的主视图； 

图3为本发明实施例一通过第一加热电极或载流子注入电极改变光波导折 射率的俯视结构图； 

图4为图3的主视图； 

图5为本发明实施例一、实施例二的光学标准具的透射梳状光谱(虚线)及FP激光器芯片输出的激发光源的梳状光谱(实线)； 

图6为经调谐后激发光源的波长峰与光学标准具的透射峰重叠的示意图； 

图7为本发明在光波导的相位区段单独设置相位电极的结构示意图； 

图8为本发明实施例二通过加热器或制冷器改变光波导折射率的俯视结构示意图； 

图9图8的主视图； 

图10为本发明实施例二通过第一加热电极或载流子注入电极改变光波导折射率的俯视结构图； 

图11为图10的主视图。 

图中：1.光波导，2.高反射膜，3、3′.部分透射部分反射膜，4.陶瓷垫片，5.加热器，6.光学透镜，7.透镜支架，8.光学标准具，9.部分反射镜，9′.高反射镜，10.光探测器，11.光探测器支架，12.恒温装置，13.FP激光器芯片，14.第二加热电极，15.驱动电极，16、16′.第一加热电极或载流子注入电极，17、17′.相位电极，18.激发光源的某一波长峰，19.光学标准具的某一透射峰，20.耦合透镜。 

具体实施方式

实施例一 

如图1、图2所示的利用FP激光器为增益光源的外腔式单波长可调谐激光器，它包括用于产生激发光源的FP激光器芯片13，由化合物半导体材料制成，该FP激光器芯片内具有光波导1，光波导1上全部或部分覆盖有用于向有源区注入电子的驱动电极15，通过电子-光子转换在某一中心波长附近产生宽带自发辐射光子；光波导1导出激发光源的端口端面上镀有部分透射部分反射膜3，另一端口端面上镀有高反射膜2，高反射膜的反射率大于95％；在位于导出激发光源的光波导端口一侧，依次设置用于对激发光源的发射光束进行扩束准直的光学透镜6、对激发光源的发射光束进行透射滤光的具有梳状分布透射谱特性的光学 标准具8、用于对透过光学标准具的光束进行部分反射和部分透射的部分反射镜9，光学透镜6安装在透镜支架7上，部分反射镜9的反射率、透射率由激光共振条件和输出需要设定；光学透镜6、光学标准具8、部分反射镜9构成无源外腔反馈区；外腔反馈区与FP激光器芯片形成激光共振腔；FP激光器芯片的底部设有用于通过热光效应改变光波导折射率的加热器5，也可采用制冷器，该加热器5通过陶瓷垫片4承托于FP激光器芯片13的下方。 

如图5、图6所示，通过控制改变加热器或制冷器的输出温度来改变FP激光器芯片内光波导的折射率，从而改变由光波导输出的激发光源波长峰的波长位置，选择性地使激发光源的某一波长峰18与光学标准具的透射峰19在某一波长处重叠(图4)，该波长的光经光学标准具的最大透射后，入射到部分反射镜上，一部分光透过部分反射镜作为输出光，另一部分光经该部分反射镜反射返回到半导体FP激光器芯片，使得光子在该波长重叠处获得最大反馈，并经激光共振腔内的多次反射后获得所需单波长的激光；进而通过加热器或制冷器来改变FP激光器光的梳状波长峰的波长分布位置，实现梳状峰分布中的波长峰18与光学标准具的透射峰19在其它波长处重叠，实现输出激光波长的步幅式调谐。 

在镀有高反射膜3的光波导端面的一侧设有光探测器10，用于监控可调谐激光器的输出功率，该光探测器10安装于光探测器支架11上，非常小量的光可以透过镀有高反射膜2的光波导端面被光探测器10探测到，探测到的信号将作为反馈来监控本激光器的输出功率。 

如图3、图4所示，由于光波导1的折射率不但可以通过上述外部的热-光效应来改变，也可以在光波导附近设置有第一加热电极或载流子注入电极，通过加热第一加热电极或对载流子注入电极注入载流子改变光波导活性区的载流子浓度来改变光波导的折射率，其中，对第一加热电极进行加热是应用热-光效应来改变光波导的折射率，对载流子注入电极注入载流子是应用电-光效应来改变光波导的折射率，第一加热电极和载流子电极16、16′采用的是微电极，此时可省去加热器5或制冷器。因此，只要通过上述手段改变光波导1的折射率，则可改变由光波导1导出的激发光源的梳状波长峰分布的波长位置。此外，通过加热器或制冷器改变光波导折射率的方式，及通过第一加热电极或载流子注入电极改变光波导折射率的方式可根据需要采用一种或多种。 

如图7所示，在光波导1中还包括用来控制光子的路径长度来提供产生激光所需的共振相位条件的相位区段，该相位区段靠近光波导的左端口，也可设置在靠近光波导的右端口，该相位区段的两侧独立设置有相位电极17、17′，通过相位电极以实现光学相位单独控制，进一步保证激光腔体的单模激光输出的容易实现和控制。 

光学标准具8的透射峰也呈梳状分布，它们的透射峰波长位置和自由光谱范围可以和国际电信联盟光网通讯对波长格点和间隔的要求标准兼容，如此，激光器的输出波长将被预先设定为与ITU兼容，在应用中不需外部波长控制或参考。 

本实施例的可调谐激光器实现输出激光波长的步幅式调谐的工作原理为： 

光子在FP激光器芯片的光波导1区域通过光电转换生成并放大。作为增益的FP激光器芯片可以发射多个波长的激光，这些激光的波长位置及相邻激光波长的间隔由增益光谱、芯片材质的折射率和芯片的长度来决定，相邻激光波长间隔也称做激光器的纵模波长间距。激发光源在光波导右端面出射的光束会被光学透镜6扩束准直，然后经光学标准具8透射，入射到部分反射镜9上，再由部分反射镜9反射回光波导左端面的高反射膜2处，如此光子在激光共振腔内多次反射后增益获得激光。 

当某一激发光源的波长峰18被使得与光学标准具的某一透射峰19重叠时，该重叠处波长的激光将以最小的损耗穿过光学标准具8，入射到部分反射镜9，在外腔反馈区内形成正反馈，具有最大增益。而其它的激发光源波长峰或光学标准具的透射峰由于不具有足够的反馈幅度而在激光竞争过程中被压制，不能产生激光，这样可使本激光器在重叠波长处产生共振和单波长激光输出。 

通过电热器或制冷器或第一加热电极或载流子注入电极来改变激发光源的梳状波长峰的波长分布位置，进而实现激发光源的波长峰18与光学标准具的透射峰19在其它波长处重叠，实现输出激光波长的步幅式调谐。 

本实施例还可实现输出激光波长的连续式调谐： 

在光学标准具8上设置用于改变光学标准具折射率来调谐其梳状透射峰分布的第二加热电极14；该第二加热电极14可设于光学标准具8上的光学孔径周围，光学标准具8的上表面，或光学标准具8的下表面。 

先通过改变由光波导1输出的激发光源的波长峰的波长位置或改变光学标 准具的透射峰的波长位置，使激发光源的波长峰与光学标准具的透射峰在某一波长处重叠，光子在该重叠处波长获得最大反馈，并经激光共振腔获得该波长重叠处的单波长激光；再同步改变由光波导1输出的激发的梳状波长峰分布和光学标准具的梳状透射峰分布，使上述重叠处激发光源的波长峰18和光学标准具的透射峰19的波长位置同步移动，产生波长峰重叠处波长的连续变化，从而本外腔激光器实现输出激光波长的连续式调谐。 

本实施例还设置有用于可调谐激光器保持恒温工作环境的恒温装置12，该恒温装置位于可调谐激光器的下方或外围，恒温装置12采用热电致冷器。 

实施例二 

如图8-11所示为本发明的实施例二，本实施例二与实施例一的不同之处在于：FP激光器的光波导1具有导出激发光源的端口和输出激光的端口，两端口的端面上均设有部分透射部分反射膜3、3′，这两个部分透射部分反射膜的反射率、透射率可以不同，根据激光共振条件和输出需要来设定；在位于导出激发光源的光波导端口一侧，依次设置用于对激发光源的发射光束进行扩束准直的光学透镜6、对激发光源的发射光束进行透射滤光的具有梳状分布透射谱特性的光学标准具8、用于对透过光学标准具的光束进行高度反射的高反射镜9′，高反射镜9′的反射率大于95％；光学透镜6、光学标准具8、高反射镜9′构成无源外腔反馈区；外腔反馈区与FP激光器芯片形成激光共振腔；在FP激光器芯片的底部设置用于通过热光效应改变光波导折射率的加热器或制冷器。 

本实施例实现输出激光波长的步幅式调谐的方式为：通过控制改变加热器或制冷器的输出温度，来改变FP激光器芯片内光波导的折射率，从而改变由光波导输出的激发光源的波长峰的波长位置，选择性地使激发光源的某一波长峰与光学标准具的透射峰在相同波长处重叠，该波长的光经光学标准具的最大透射后，再入射到反射率大于95％的高反射镜9′上反射返回到半导体FP激光器芯片进行增益放大，使得光子在该重叠处波长获得最大反馈，并经激光共振腔内的多次反射后获得所需的单波长的激光，激光由输出激光的端口输出； 

进而通过加热器或制冷器或第一电极或载流子注入电极来改变激发光源的波长峰的波长分布位置，实现激发光源的波长峰18与光学标准具的透射峰19在其它波长处重叠，实现输出激光波长的步幅式调谐；其中，图8-9为通过加热器 或制冷器改变光波导折射率的方式，图10-11为通过第一加热电极或载流子注入电极改变光波导折射率的方式。 

具体地，光子在FP激光器芯片的光波导1区域通过光电转换生成并放大。作为增益的FP激光器芯片可以发射多个波长的激光，激发光源在光波导左端面半透半反射膜3出射的光束会被光学透镜6扩束准直，然后经光学标准具8透射，入射到高反射镜9′上，再由高反射镜9′反射回光波导右端面的半透半反射膜3′，如此光子在激光共振腔内多次反射后增益获得激光，并由光波导右端口经耦合透镜17耦合输出。 

本实施例的光探测器10设于高反射镜9′的背面，用于监控可调谐激光器的输出功率，并在输出激光的光波导端口一侧设置用于耦合所输出的激光的耦合透镜17。在没有附加耦合透镜17的情况下，高反射镜9′也可作为无源外腔反馈区的光束输出耦合器。 

本实施例实现输出激光波长的连续式调谐的方式为： 

在光学标准具8上设置用于改变光学标准具折射率来调谐其梳状透射峰分布的第二加热电极14；该第二加热电极14可设于光学标准具8上的光学孔径周围，光学标准具8的上表面，或光学标准具8的下表面。 

先通过改变由光波导1输出的激发光源的波长峰的波长位置或改变光学标准具的透射峰的波长位置，使激发光源的波长峰与光学标准具的透射峰在某一波长处重叠，光子在该重叠处波长获得最大反馈，并经激光共振腔获得该重叠处波长的激光；再同步改变由光波导1输出的激发光源的梳状波长峰分布和光学标准具的梳状透射峰分布，使上述重叠处激发光源的波长峰18和光学标准具的透射峰19的波长位置同步移动，产生波长峰重叠处波长的连续变化，从而实现输出激光波长的连续式调谐。其中，改变激发光源的波长峰的波长位置由加热器或制冷器或第一加热电极或载流子注入电极实现；改变光学标准具的投射峰的波长位置通过第二加热电极实现。 

通过采用现有技术来设计或选择高速FP芯片，在输出波长单一，或步幅式调谐，或连续式调谐的情况下，上述实施例中的激光器不需要外部加调制器还可通过直接调制FP激光器芯片实现波长可调高速率数字信号传输。 

本发明的实施方式不限于此，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和 惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均可实现本发明目的。 

Claims (20)

1.一种利用FP激光器为增益光源的外腔式波长可调谐激光器，它包括用于产生激发光源的半导体FP激光器芯片，该FP激光器芯片内具有光波导，其特征在于：所述光波导导出激发光源的端口端面上镀有部分透射部分反射膜，另一端口端面上设有高反射膜；在位于导出激发光源的光波导端口一侧，依次设置用于对激发光源的发射光束进行扩束准直的光学透镜、对激发光源发射的光进行透射滤光的具有梳状分布透射谱特性的光学标准具、用于对透过光学标准具的光束进行部分反射和部分透射的部分反射镜；所述光学透镜、光学标准具、部分反射镜构成无源外腔反馈区；所述外腔反馈区与FP激光器芯片形成激光共振腔；

通过改变FP激光器芯片内光波导的折射率，从而改变由光波导输出的激发光源波长峰的波长位置，选择性地使激发光源的某一波长峰与光学标准具的透射峰在某一波长处重叠，该波长的光子经光学标准具的最大透射后，入射到部分反射镜上，一部分光透过部分反射镜作为输出光，另一部分光经该部分反射镜反射返回到半导体FP激光器芯片进行增益放大，使得光子在该波长重叠处获得最大反馈，并经激光共振腔内的多次反射后产生所需的单波长的激光，实现输出激光波长的步幅式调谐。

2.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于：所述FP激光器芯片的底部设有加热器或制冷器，通过改变加热器或制冷器的输出温度来改变光波导的折射率。

3.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于：所述可调谐激光器还包括用于监控所述可调谐激光器的输出功率的光探测器，该光探测器位于设有高射膜的光波导端面的一侧。

4.根据权利要求1-3任一项所述的可调谐激光器，其特征在于：所述光波导还包括通过控制光子的路径长度来提供产生激光所需的共振相位条件的相位区段，该相位区段靠近光波导的任意一个端口，该相位区段的两侧独立设置有相位电极。

5.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于：所述光波导附近设有第一加热电极或载流子注入电极，通过加热第一加热电极或对载流子注入电极注入载流子改变光波导活性区的载流子浓度来改变光波导的折射率。

6.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于：所述光学标准具的透射最大峰的波长分布和自由光谱范围兼容国际电信联盟光网通讯对波长格点和间隔的要求标准。

7.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于：所述可调谐激光器还包括用于所述可调谐激光器保持恒温工作环境的恒温装置，该恒温装置位于所述可调谐激光器的下方或外围。

8.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于：所述光学标准具上设有用于改变光学标准具折射率来调谐其梳状透射峰分布的第二加热电极；

先通过改变由光波导输出的激发光源的波峰的波长位置或改变光学标准具的透射峰的波长位置，使激发光源的波峰与光学标准具的透射峰在某一波长处重叠，光子在该重叠处波长获得最大反馈，并经激光共振腔获得该重叠处波长的激光；

再同步改变由光波导输出的激发光源的梳状波峰分布和光学标准具的梳状透射峰分布，使上述重叠处激发光源的波峰和光学标准具的透射峰的波长位置同步移动，产生波峰重叠处波长的连续变化，从而实现输出激光波长的连续式调谐。

9.根据权利要求8所述的可调谐激光器，其特征在于：所述第二加热电极设于光学标准具上的光学孔径周围，光学标准具的上表面，或光学标准具的下表面。

10.一种利用FP激光器为增益光的外腔式单波长可调谐激光器，它包括用于产生激发光源的FP激光器芯片，该FP激光器芯片内具有光波导，其特征在于：所述光波导具有导出激发光源的端口和输出激光的端口，两端口的端面上设有部分透射部分反射的光学膜；在位于导出激发光源的光波导端口一侧，依次设置用于对激发光源的发射光束进行扩束准直的光学透镜、对激发光源发射的光进行透射滤光的具有梳状分布透射谱特性的光学标准具、用于对透过光学标准具的光束进行高度反射的高反射镜；所述光学透镜、光学标准具、高反射镜构成无源外腔反馈区；所述外腔反馈区与FP激光器芯片形成激光共振腔；

通过改变FP激光器芯片内光波导的折射率，从而改变由光波导输出的激发光源的波长峰的波长位置，选择性地使激发光源的某一波长峰与光学标准具的透射峰在相同波长处重叠，该波长的光经光学标准具的最大透射后，再入射到高反射镜上被反射，返回到半导体FP激光器芯片进行增益放大，使得光子在该重叠处波长获得最大反馈，并经激光共振腔内的多次反射后获得所需单波长的激光，实现输出激光波长的步幅式调谐。

11.根据权利要求10所述的可调谐激光器，其特征在于：所述FP激光器芯片的底部设有加热器或制冷器，通过改变加热器或制冷器的输出温度来改变光波导的折射率。

12.根据权利要求10所述的可调谐激光器，其特征在于：所述可调谐激光器还包括用于监控所述可调谐激光器的输出功率的光探测器，该光探测器位于高反射镜的背面。

13.根据权利要求10所述的可调谐激光器，其特征在于：在输出激光的光波导端口一侧设有用于耦合所输出的激光的耦合透镜。

14.根据权利要求10-13任一项所述的可调谐激光器，其特征在于：所述光波导还包括通过控制光子的路径长度来提供产生激光所需的共振相位条件的相位区段，该相位区段靠近光波导的任意一个端口，该相位区段的两侧独立设置有相位电极。

15.根据权利要求10所述的可调谐激光器，其特征在于：所述光波导附近设有第一加热电极或载流子注入电极，通过加热第一加热电极或对载流子注入电极注入载流子改变光波导活性区的载流子浓度来改变光波导的折射率。

16.根据权利要求10所述的可调谐激光器，其特征在于：所述光学标准具的透射最大峰的波长分布和自由光谱范围兼容国际电信联盟光网通讯对波长格点和间隔的要求标准。

17.根据权利要求10所述的可调谐激光器，其特征在于：所述可调谐激光器还包括用于所述可调谐激光器保持恒温工作环境的恒温装置，该恒温装置位于所述可调谐激光器的下方或外围。

18.根据权利要求10所述的可调谐激光器，其特征在于：所述光学标准具上设有用于改变光学标准具折射率来调谐其梳状透射峰分布的第二加热电极；

先通过改变由光波导输出的激发光源的波峰的波长位置或改变光学标准具的透射峰的波长位置，使激发光源的波峰与光学标准具的透射峰在某一波长处重叠，光子在该重叠处波长获得最大反馈，并经激光共振腔获得该重叠处波长的激光；

再同步改变由光波导输出的激发光源的梳状波峰分布和光学标准具的梳状透射峰分布，使上述重叠处激发光源的波峰和光学标准具的透射峰的波长位置同步移动，产生波峰重叠处波长的连续变化，从而实现输出激光波长的连续式调谐。

19.根据权利要求18所述的可调谐激光器，其特征在于：所述第二加热电极设于光学标准具上的光学孔径周围，光学标准具的上表面，或光学标准具的下表面。

20.上述任意一项权利要求中所述的可调谐激光器，用于实现波长可调高速率数字信号传输的直接调制输出。

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