CN103187682A - 光发射装置 - Google Patents

Abstract

一种光发射装置，其包括一个第一激光器，第二激光器，以及光循环器。该光循环器具有第一端口、第二端口和第三端口，用于形成从第一到第三端口的光线回路，该第一激光器经该第一端口与该光循环器耦合。该第二激光器经该第二端口与该光循环器耦合，该第一激光器发出的第一激光经过该第一端口注入该第二激光器，该第二激光器发出的第二激光被该第一激光注入锁定后自该第三端口输出，其中，该第一激光和该第二激光具有相同波谱。

Description

光发射装置

技术领域

本发明涉及光通讯领域，尤其涉及光发射装置。

背景技术

现有的光发射装置一般采用激光器作为发光光源，然而，由于该激光器容易受温度影响，随着激光器的温度升高，输出功率较低，且输出波长由于受温度影响而向长波长方向飘移。

发明内容

有鉴于此，提供一种光功率较高且不容易为温度所影响的光发射装置实为必要。

一种光发射装置，其包括一个第一激光器，第二激光器，以及光循环器。该光循环器具有第一端口、第二端口和第三端口，用于形成从第一到第三端口的光线回路，该第一激光器经该第一端口与该光循环器耦合。该第二激光器经该第二端口与该光循环器耦合，该第一激光器发出的第一激光经过该第一端口注入该第二激光器，该第二激光器发出的第二激光被该第一激光注入锁定后自该第三端口输出，其中，该第一激光和该第二激光具有相同波谱。

相对于现有技术，本发明提供的光发射装置藉由两个相同的激光器发出的激光通过一个光循环器将光波注入锁定来提高光功率，光功率越高，波长越不容易为温度所影响，故输出波长稳定，对未来高数据与高频宽积体光通讯模块之信号传输大有裨益。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的光发射装置的示意图。

图2是本发明第二实施例提供的光发射装置的示意图。

图3是本发明第三实施例提供的光发射装置的示意图。

图4是本发明第四实施例提供的光发射装置的示意图。

主要元件符号说明

光发射装置	100，200，300，400
		第一激光器	21，31
第二激光器	23，32
		光循环器	22
第一驱动电路	41
		第二驱动电路	42
热敏电阻	410，420
		注入锁定光源	50
光调变器	51
		解复用器	52
光耦合器	53
		半导体光放大器	61
复用器	55

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明第一实施例提供的光发射装置100包括一个第一激光器21用于发出激光，由于一个激光器发出的激光功率不高，且输出容易受温度影响，为了稳定该第一激光器21的输出波长，提高输出功率，该光发射装置100还包括一个光循环器22和一个第二激光器23。该第一激光器21和该第二激光器23为半导体激光器(semiconductor laser)，例如法布里-珀罗雷射二极管(Fabry-Perot laser diode, FP LD)。

该光循环器22具有第1端口、第2端口和第3端口，用于形成从第1到第3端口的光线回路，也就是说，光线从第1端口进，从第2端口出，从第2端口进，从第3端口出，从第3端口进，从第1端口出，按照逆时针或者顺时针的方向进行循环。该第一激光器21经该第1端口与该光循环器22耦合。

该第二激光器23经该第2端口与该光循环器22耦合。该第一激光器21发出的第一激光经过该第1端口注入该第二激光器23，该第二激光器23发出的第二激光被该第一激光注入锁定(injection locking)后自该第3端口输出，其中，该第一激光和该第二激光具有相同波谱，比如，可以选择相同型号的激光器实现这一点。由于第二激光和该第一激光具有相同的波谱，两个波谱较为吻合，因此相当于该第二激光得到了加强和补足，稳定的光波也将不容易受到温度的影响，同时，光功率也得到增强。第二激光被注入锁定后从该第2端口输入然后从该第3端口输出。

每个激光器都具有各自的驱动电路，驱动电路用于控制注入电流的稳定性，以及控制激光器的工作电压，例如使工作电压逐渐上升到预定值等工作。请参阅图2，为了进一步稳定输出波长，本发明第二实施例提供的光发射装置200的第一激光器31具有一个第一驱动电路41，该第一驱动电路41具有根据激光器温度变化而控制驱动电流的电路部份，例如调控装置、调控组件、自动温度控制电路等来将驱动电流控制在一个较低的值，从而稳定输出波长，避免波长飘移。

在本实施例中，第一驱动电路41中加入一个热敏电阻410，该热敏电阻410在环境温度升高时，电阻变大，驱动电流变小，从而稳定该第一激光器31的输出波长。

除了调控第一激光器31的输出波长之外，还可以同样的方式给第二激光器32设置相同的具有调节驱动电流功能的第二驱动电路42来稳定第二激光器32的输出波长。本实施例中，该第二驱动电路42包括一个热敏电阻420。

请参阅图3，本发明第三实施例提供的光发射装置300和第二光发射装置200相比，主要还增加了一个光调变器(optical modulator)51和半导体光放大器61 (semiconductor optical amplifier, SOA)。该光调变器51可以为马赫-曾德尔调变器。

该光调变器51用于调变注入锁定光源50(即如本发明第一实施例和第二实施例中的光发射装置提供的由两个激光器互注形成的光源并由第3端口输出)发出的激光。

该半导体光放大器61与该光调变器51相连，用于使调变后的激光发生四波混频而增加波长数目。举例来说，如果该注入锁定光源50发出两束波长不同的激光进入该半导体光放大器61的主动区(Active Region)(图未示)，主动区的载流子密度将受到这两束激光的干涉项的调制，被调制的载流子密度反过来又会产生附加信号，从而新增两路信号光波。假设注入锁定光源50发出的是两个同方向行进的不同频率光波经调变后直接进入该半导体光放大器61，其中一个光波（中心波长为λ1）的频率为f1，另一个光波（中心波长为λ2）频率为f2，则藉由四波混频效应会产生出频率分别为2f1－f2与2f2－f1的光功率(optical power)较高的光波。如此，两束光波变成四束光波，意味着通道数目增加。

请参阅图4，本发明第四实施例提供的光发射装置400中，该注入锁定光源50发出的光波数目不止两条，因此先通过一个光解复用器52 (optical de-multiplexer)将多束激光分开，然后选择其中两束进入一个光耦合器53，并将光束耦合到一个半导体光放大器61中，另外两束进入另一个光耦合器53中，然后进入到另一个半导体光放大器61中，分别发生四波混频效应后，成为八束光波。其中，光耦合器53的数目和半导体光放大器61的数目是根据需要选择的。虽然图4中光耦合器53包括两个输入口和一个输出口，但并不限于这种形式。光耦合器53在此处的作用在于选择两个或两个以上的光束合并到一个半导体光放大器61中。

可以理解，最后形成的多束光波可以分别独立传播也可以通过耦合或者通过连接到一个复用器55等方式在一条光纤中传输。

本发明提供的光发射装置藉由两个相同的激光器发出的激光通过一个光循环器将光波注入锁定来提高光功率，稳定输出波长。另外，还可以加入具有温度控制功能的驱动电路来稳定激光器的输出波长，再利用四波混频效应增加光波长数目，在光源数目不变的情况下提高通道数目，大幅价低成本与发光模块的体积，对未来高数据与高频宽积体光通讯模块之信号传输非常有利。

可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做的其它变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种光发射装置，其包括一个第一激光器，其特征在于：该光发射装置还包括：

一个光循环器，该光循环器具有第一端口、第二端口和第三端口，并用于形成从第一到第三端口的光线回路，该第一激光器经该第一端口与该光循环器耦合；以及

一个第二激光器，该第二激光器经该第二端口与该光循环器耦合，该第一激光器发出的第一激光经过该第一端口注入该第二激光器，该第二激光器发出的第二激光被该第一激光注入锁定后自该第三端口输出，其中，该第一激光和该第二激光具有相同波谱。

2.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：该光循环器还包括一个第一驱动电路，该第一驱动电路与该第一激光器相连，该第一驱动电路具有根据该第一激光器温度变化而调节驱动电流的电路部份以稳定该第一激光器的输出波长。

3.如权利要求2所述的光发射装置，其特征在于：该第一驱动电路包括一个第一热敏电阻。

4.如权利要求2或3所述的光发射装置，其特征在于：该光发射装置还包括一个第二驱动电路，该第二驱动电路与该第二激光器相连，该第二驱动电路具有根据该第二激光器温度变化而调节驱动电流的电路部份以稳定该第二激光器的输出波长。

5.如权利要求4所述的光发射装置，其特征在于：该第二驱动电路包括一个第二热敏电阻。

6.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：该第一、第二激光器均为半导体激光器。

7.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：该光发射装置还包括一个光调变器和至少一个半导体光放大器，该第三端口与该光调变器相连，该半导体光放大器与该光调变器相连，用于使调变后的激光发生四波混频而增加波长数目。

8.如权利要求7所述的光发射装置，其特征在于：该光发射装置还包括一个解复用器和多个光耦合器，该半导体光放大器的数目与该多个光耦合器的数目对应，经该光调变器调变后的该激光经该解复用器分成多路光波后经该多个光耦合器传至对应的该半导体光放大器。

9.如权利要求7或8所述的光发射装置，其特征在于：该光调变器为马赫-曾德尔调变器。

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