CN109818258B - 一种可调谐激光器和激光发射机 - Google Patents

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Abstract

一种可调谐激光器，包括：反射式半导体光放大器SOA、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器，光栅同向耦合器和反射式微环谐振器均是在硅基上形成；反射式SOA的第一端面上设有抗反膜，第一端面是指反射式SOA与光栅同向耦合器的第一波导耦合的端面；光栅同向耦合器的第二波导与第一波导耦合，第一波导设有第一光栅，第二波导设有与第一光栅相对设置的第二光栅，第一光栅和第二光栅构成窄带滤波器；第二波导与反射式微环谐振器连接。本申请的可调谐激光器具有更容易进行波长调谐和波长调谐速度更快的优点。

Description

一种可调谐激光器和激光发射机
技术领域
本申请涉及光技术领域，尤其涉及一种可调谐激光器和激光发射机。
背景技术
可调谐激光器是在一定范围内可以连续改变激光输出波长的激光器。为了实现宽带(如覆盖C波段)的波长调谐范围，通常利用游标调谐机制实现波长调谐。在激光器中设有两个波长可调的滤波器结构，两个滤波器均有梳状的滤波谱线，两个滤波谱线的自由光谱范围(Free Spectrum Range，FSR)不同。当两个滤波器的滤波曲线中某一对中心波长对准时，其他对滤波峰会错开，这样对准处滤波谱线具有最大值，从而输出激光。当利用过电流注入效应、热效应或压光效应改变滤波器的折射率来调节某个滤波器的滤波谱线时，激光器的输出波长会跳变，从而实现激光调谐。
图1为现有技术公开的一种双微环的可调谐激光器，该可调谐激光器包括半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier，SOA)11和硅波导。硅波导包括热调谐的微环谐振器12和微环谐振器13，每个微环谐振器包括两个平行的直波导和一个环形波导。SOA11提供光增益，微环谐振器13连接环镜14，构成激光器的一个谐振腔端面；SOA11与硅波导耦合的一端镀抗反膜，构成激光器的另一个谐振腔端面；SOA另一个端面镀低反膜，激光主要从低反膜端面输出。通过与微环谐振器12、13或环镜14连接的热调谐单元可以进行对波长调谐。
但是，在游标调谐机制要求对波长进行标定，波长标定难度大。另外游标调谐过程中需要对两个微环谐振器的波长进行控制，而硅波导具有热敏感性，受温度影响滤波谱漂移明显，因此难以对波长进行准确控制。由此可见，现有的可调谐激光器制作工艺要求高，调谐控制难度大。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种可调谐激光器和激光发射机，能够更容易进行波长调谐，波长调谐速度更快，可以降低波长测试过程的成本。
第一方面提供一种可调谐激光器，包括：反射式SOA、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器；反射式SOA的第一端面上设有抗反膜；光栅同向耦合器的第二波导与第一波导耦合，第一波导设有第一光栅，第二波导设有与第一光栅相对设置的第二光栅，第一光栅和第二光栅构成窄带滤波器；第二波导与反射式微环谐振器连接。其中，光栅同向耦合器和反射式微环谐振器均是在硅基上形成的，第一端面是指反射式SOA与光栅同向耦合器的第一波导耦合的端面。依此实施，反射式SOA、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器构成谐振腔。窄带滤波器在指定波段(如C波段)具有一个单带通的滤波谱，微环谐振器具有梳状滤波谱，当光经过窄带滤波器和微环谐振器后，能够形成单纵模激光在谐振腔内振荡，从而输出激光。在一般情况下，窄带滤波器在指定波段的滤波谱中只有一个波峰，反射式微环谐振器的滤波谱是梳状的，这样不需要控制不同的中心波长进行对准，只需要控制窄带滤波器的一个中心波长和反射式微环谐振器的某个中心波长对准，因此更容易进行波长调谐，波长调谐速度更快。
一种可能的实现方式中，反射式SOA的第二端面上设有高反膜，第二端面是指与第一端面相反的端面。这样，激光在反射式SOA中经过高反膜反射后，主要光能量从反射式微环谐振器输出。
另一种可能的实现方式中，反射式SOA的第二端面上设有低反膜，第二端面是指与第一端面相反的端面。这样，激光在谐振腔振荡后，主要光能量从反射式SOA的低反膜输出。
另一种可能的实现方式中，反射式SOA的第二端面为解理面，第二端面是指与第一端面相反的端面。解理面是指在外力作用下产生穿晶断裂形成的一种晶面。其光反射率大约为33％。激光在谐振腔振荡后，可以从第二端面输出。
另一种可能的实现方式中，反射式微环谐振器包括第一直波导、第二直波导和环形波导，环形波导位于第一直波导和第二直波导之间，且第一直波导、第二直波导与环形波导存在光场耦合；第二波导通过Y型光波导分别与第一直波导的第一端及第二直波导的第一端连接。这样提供了一种光栅同向耦合器和反射式微环谐振器连接的方式。
另一种可能的实现方式中，反射式微环谐振器包括第一直波导、第二直波导和环形波导，环形波导位于第一直波导和第二直波导之间，且第一直波导、第二直波导与环形波导存在光场耦合；第二波导通过多模干涉仪分别与第一直波导的第一端及第二直波导的第一端连接。这样提供了另一种光栅同向耦合器和反射式微环谐振器连接的方式。
另一种可能的实现方式中，第一光栅和第二光栅的光栅周期相同，且第一光栅在第二波导上的投影和第二光栅全部或部分重叠。第一光栅在第二波导上的投影和第二光栅错开部分的长度也称作相对位置差。相位位置差和窄带滤波器的通带带宽具有对应关系。这样，通过设置第一光栅和第二光栅的相对位置差，确定第一光栅和第二光栅构成的窄带滤波器的带宽。
另一种可能的实现方式中，光栅同向耦合器和/或反射式微环谐振器上设有用于调节光相位的相位调节单元。在调谐激光时，利用光栅同向耦合器上的相位调节单元可以对窄带滤波器的滤波谱进行调谐，利用反射式微环谐振器上的相位调节单元可以对反射式微环谐振器的滤波谱进行调谐。在一般情况下，窄带滤波器在指定波段的滤波谱中只有一个波峰，反射式微环谐振器的滤波谱是梳状的，这样不需要控制不同的中心波长进行对准，只需要控制窄带滤波器的一个中心波长和反射式微环谐振器的某个中心波长对准，因此更容易进行波长调谐，波长调谐速度更快。
另一种可能的实现方式中，光栅同向耦合器的非光栅区设有第一相位调节单元，光栅同向耦合器的光栅区设有第二相位调节单元，环形波导上设有第三相位调节单元。这样，第一相位调节单元可以对输出波长进行微调，第二相位调节单元和第三相位调节单元可以对输出波长进行粗调。
另一种可能的实现方式中，第一直波导的第二端、第二直波导的第二端分别与Y型光波导或多模干涉仪连接。在第二波导通过Y型光波导或者多模干涉仪，分别与第一直波导的第一端和第二直波导的第一端连接的情况下，第一直波导的第二端、第二直波导的第二端分别与Y型光波导或多模干涉仪连接。这样将分别经过第一直波导和第二直波导的光通过Y型光波导或多模干涉仪输出。
进一步的，第一直波导设有第四相位调节单元。通过调谐第四相位调节单元，可以调整在反射式微环谐振器中第一直波导与第二直波导之间的光场相位差使输出的光功率最大，耦合损耗最小。
以上实现方式中，相位调节单元可以为热调谐单元、电流调谐单元或压光调谐单元。
第二方面提供一种激光发射机，包括：可调谐激光器和信号调制装置；可调谐激光器包括反射式半导体光放大器SOA、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器；反射式SOA的第一端面上设有抗反膜，反射式SOA的第二端面上设有高反膜；光栅同向耦合器的第二波导与第一波导耦合，第一波导设有第一光栅，第二波导设有与第一光栅相对设置的第二光栅，第一光栅和第二光栅构成窄带滤波器，第二波导与反射式微环谐振器连接；反射式微环谐振器包括第一直波导、第二直波导和环形波导，环形波导位于第一直波导和第二直波导之间，且第一直波导、第二直波导与环形波导存在光场耦合；信号调制装置可以将从第一直波导和第二直波导输出的光信号调制为偏振复用高阶调制信号。其中，光栅同向耦合器和反射式微环谐振器均是在硅基上形成，第一端面是指反射式SOA与光栅同向耦合器的第一波导耦合的端面，第二端面是指与第一端面相反的端面。依此实施，激光发射机可以将来自可调谐激光器的激光调制为偏振复用高阶调制信号，然后输出偏振复用高阶调制信号。并且，通过调谐激光波长可以对输出信号进行调整。
一种可能的实现方式中，信号调制装置包括至少两个信号调制器，以及偏振分束旋转器；信号调制器为马赫增德尔调制器。这样提供了具体可行的激光发射机。
另一种可能的实现方式中，第二波导通过Y型光波导分别与第一直波导的第一端及第二直波导的第一端连接。
另一种可能的实现方式中，第二波导通过多模干涉仪分别与第一直波导的第一端及第二直波导的第一端连接。
另一种可能的实现方式中，第一光栅和第二光栅的光栅周期相同，且第一光栅在第二波导上的投影和第二光栅全部或部分重叠。
另一种可能的实现方式中，光栅同向耦合器和/或反射式微环谐振器上设有用于调节光相位的相位调节单元。
另一种可能的实现方式中，光栅同向耦合器的非光栅区设有第一相位调节单元，光栅同向耦合器的光栅区设有第二相位调节单元，环形波导上设有第三相位调节单元。
另一种可能的实现方式中，相位调节单元为热调谐单元、电流调谐单元或压光调谐单元。
从以上可以看出，本申请具有以下优点：
一种可调谐激光器包括反射式SOA、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器。反射式SOA的第一端面上设有抗反膜，光栅同向耦合器的第二波导与第一波导耦合，第一波导设有第一光栅，第二波导设有与第一光栅相对设置的第二光栅，第一光栅和第二光栅构成窄带滤波器；第二波导与反射式微环谐振器连接。在一般情况下，窄带滤波器在指定波段的滤波谱上只有一个波峰，反射式微环谐振器的滤波谱是梳状的，这样不需要控制不同的中心波长进行对准，只需要控制窄带滤波器的一个中心波长和反射式微环谐振器的某个中心波长对准，因此本申请的可调谐激光器更容易进行波长调谐，波长调谐速度更快。
附图说明
图1为现有技术中可调谐激光器的一个示意图；
图2为本申请实施例中可调谐激光器的一个侧视图；
图3为本申请实施例中可调谐激光器的一个结构示意图；
图4为本申请实施例中第一光栅和第二光栅的一个示意图；
图5为本申请实施例中光栅同向耦合器的滤波谱的示意图；
图6为本申请实施例中可调谐激光器的另一个结构示意图；
图7为本申请实施例中可调谐激光器的滤波谱的示意图；
图8为本申请实施例中可调谐激光器的又一个结构示意图；
图9为本申请实施例中激光发射机的一个组成示意图；
图10为本申请实施例中激光发射机的另一个结构示意图。
具体实施方式
为了解决游标效应带来的难以标定波长和难以控制波长的问题，本申请采用窄带滤波器和反射式微环谐振器进行滤波，由于窄带滤波器可以在指定波段上形成一个带通，这样更容易对窄带滤波器进行波长标定，将窄带滤波器的中心波长和反射式微环谐振器的中心波长进行波长对准更容易。
下面对本申请提供的可调谐激光器进行介绍，图2为本申请实施例中可调谐激光器的一个侧视图。参阅图2，本申请提供的可调谐激光器的一个实施例包括：
反射式SOA21、光栅同向耦合器22和反射式微环谐振器23，光栅同向耦合器22和反射式微环谐振器23均是在硅基上形成的。反射式SOA21和光栅同向耦合器22的耦合方式采用对接耦合(butt coupling)或晶圆键合(wafer bonding)的方式。
光栅同向耦合器22上设有用于调节光相位的相位调节单元24。相位调节单元24可以是热调谐单元、电流调谐单元或压光调谐单元。硅基包括硅衬底25和设置在硅衬底25上的二氧化硅SiO2层26。在光栅同向耦合器22的上方设有覆盖层27，当相位调节单元24为热调谐单元时，其嵌设在覆盖层27中，热调谐单元24与光栅同向耦合器22通过覆盖层27隔开。覆盖层27的材料可以是二氧化硅。
需要说明的是，相位调节单元24的数量可以是一个或多个。相位调节单元24也可以仅设置在反射式微环谐振器23上，或者，在光栅同向耦合器22和反射式微环谐振器23上同时设置相位调节单元24。可以理解的是，相位调节单元24还可以设置在光栅同向耦合器22和/或反射式微环谐振器23周围的其他方向，例如与光栅同向耦合器22和/或反射式微环谐振器23平行设置，或者设置在光栅同向耦合器22和/或反射式微环谐振器23的下方。
反射式SOA21、光栅同向耦合器22和反射式微环谐振器23构成谐振腔。当经过光栅同向耦合器22的中心波长和经过反射式微环谐振器23的中心波长对准时，反射式SOA21产生的光经谐振腔谐振后，可以从反射式微环谐振器23或反射式SOA21输出激光，输出激光的波长在上述中心波长附近。
首先对从微环谐振器23输出光信号的可调谐激光器进行介绍。图3为本申请实施例中可调谐激光器的一个剖面俯视图。参阅图3，本申请提供的可调谐激光器的另一个实施例包括：
反射式SOA21、光栅同向耦合器22、反射式微环谐振器23和相位调节单元24。
反射式SOA21包括反射式SOA本体211，反射式SOA21的第一端面上设有抗反膜212，第二端面设有高反膜213。第一端面是指反射式SOA21与光栅同向耦合器22的第一波导221耦合的端面，第二端面是指与第一端面相反的端面。
光栅同向耦合器22的第二波导222与第一波导221耦合，第一波导221设有第一光栅223，第二波导222设有与第一光栅223相对设置的第二光栅224，第一光栅223和第二光栅224构成窄带滤波器。第二波导222与反射式微环谐振器23连接。
反射式微环谐振器23包括第一直波导231、第二直波导232和环形波导233，环形波导233位于第一直波导231和第二直波导232之间，且第一直波导231、第二直波导232与环形波导233存在光场耦合；第二波导222通过Y型光波导分别与第一直波导231的第一端及第二直波导232的第一端连接。需要说明的是，第二波导222也可以通过多模干涉仪(MultimodeInterferometer，MMI)分别与第一直波导231的第一端及第二直波导222的第一端连接，该MMI为1×2的结构，将输入光信号分为2个光信号。第二波导222、Y型光波导、第一直波导231及第二直波导232可以是一体成型的。
光栅同向耦合器22的非光栅区设有第一相位调节单元241，光栅同向耦合器22的光栅区设有第二相位调节单元242，环形波导233上设有第三相位调节单元243。第一直波导231设有第四相位调节单元244。
其中，第一相位调节单元241可以设置在第一波导221的非光栅区或第二波导222的非光栅区。第一相位调节单元241用于对激光器输出光的波长进行精调。
第二相位调节单元242用于对窄带滤波器的滤波谱进行调节，实现波长粗调。
第三相位调节单元243用于对反射式微环谐振器的滤波谱进行调节，实现波长粗调。根据可调谐激光器原理粗调时波长是台阶式变化的。
第四相位调节单元244用于改变第一直波导231的折射率，以使得从第一直波导231输出的激光与从第二直波导232输出的激光形成需要的相位差。
需要说明的是，在实际应用中，可以根据相位调谐需求设置一个或多个相位调节单元。在第二直波导232上也可以设置相位调节单元，用于改变第二直波导232的折射率，达到改变光相位的作用。或者，在第一直波导231和第二直波导232上均设置相位调节单元。
本实施例中，反射式SOA21的高反膜构成一个谐振腔端面，反射式微环谐振器23构成另一个谐振腔端面，光从反射式SOA21产生后，在谐振腔内谐振，然后分别从第一直波导231的第二端以及第二直波导232的第二端输出。窄带滤波器在指定波段的滤波谱的波峰是唯一的，反射式微环谐振器的滤波谱是梳状的，这样不需要控制不同的中心波长进行对准，只需要控制窄带滤波器的一个中心波长和反射式微环谐振器的中心波长对准，因此本实施例的可调谐激光器更容易进行波长调谐，波长调谐速度更快。
参阅图4，在一个可选的实施例中，第一光栅221和第二光栅222的光栅周期相同，且第一光栅221在第二波导222上的投影和第二光栅224全部或部分重叠。第一光栅221可以是在第一波导221上通过周期性刻蚀形成的，第二光栅224可以是在第二波导222上通过周期性刻蚀形成。
下面对两个光栅构成的窄带滤波器的滤波谱进行介绍：
光栅同向耦合器的等效耦合系数k的计算公式如下：
Figure BDA0001476155690000051
其中，k1为第一光栅的耦合系数，k2为第二光栅的耦合系数，Λ为光栅周期，ds为第一光栅和第二光栅的相对位置差。相对位置差是指第一光栅221在第二波导上的投影和第二光栅224错开的长度。第一光栅的宽度为w1，第二光栅的宽度为w2。
由公式可知，ds的值越大，耦合系数越小，窄带滤波器的带宽越小。本申请中的第一光栅和第二光栅的相对位置差可以设为0至Λ/2中的任意一个值。可以理解的是，根据cos函数的周期特性，相对位置差超过Λ/2都可以等效为0至Λ/2之间的情况。当第一光栅和第二光栅的ds等于0或光栅周期的整数倍时，第一光栅和第二光栅相位相同。当第一光栅和第二光栅的ds不等于0时，第一光栅和第二光栅存在相位差。
如图5所示，当ds等于0或者光栅周期的整数倍时，窄带滤波器的带宽最大，带宽大约为1520～1580nm。当ds＝Λ/4时，带宽大约为1530～1570nm。当ds＝Λ/2时，窄带滤波器的带宽最小，带宽大约为1545～1555nm。
对于该窄带滤波器，其中心波长λp的计算公式为：
λp＝2|neff1-neff2|Λ。
neff1为光栅同向耦合器的对称模的有效折射率，neff2为光栅同向耦合器的反对称模的有效折射率，Λ为光栅周期。
这样通过调节第二相位调节器242，可以对neff1和neff2的差值进行调整，从而改变窄带滤波器的中心波长。
参阅图6，基于以上实施例，在一个可选的实施例中，第一直波导231的第二端、第二直波导232的第二端分别与Y型光波导28连接。具体的，第一直波导231与环形波导233的耦合率为k3，第二直波导232与环形波导233的耦合率为k4。为了增加微环谐振器的透过率，k3和k4可以设置为不相等。这样，经过第一直波导和第二直波导的激光从Y型光波导28输出。
在一个可选的实施例中，第一直波导231的第二端、第二直波导232的第二端分别与多模干涉仪连接，该多模干涉仪的结构为2×1的结构。这样，经过第一直波导和第二直波导的激光从多模干涉仪输出。
进一步的，在第一直波导上设有第四相位调节单元244。通过调谐第四相位调节单元改变第一直波导上传输的光的相位，可以使经过第一直波导和第二直波导的光通过Y型光波导或MMI时耦合，使输出光功率最大，耦合损失最小。
为便于理解，下面对本申请的可调谐激光器的光输出过程进行详细介绍：
在本申请中，光栅同向耦合器也称作双光栅辅助同向耦合器。以图6所示的可调谐激光器为例，第一光栅和第二光栅的相对位置差为Λ/2。参阅图7，窄带滤波器的滤波谱为双光栅辅助同向耦合器对应的滤波谱，反射式微环谐振器的滤波谱为梳状滤波谱，经过窄带滤波器和反射式微环谐振器之后的滤波谱为总滤波谱线。
从反射式SOA21产生的复合光进入第一波导221，经过由第一光栅223和第二光栅224构成的窄带滤波器后，其滤波带宽以1547～1557nm为例，中心波长以1552nm为例，从窄带滤波器输出的光经过反射式微环谐振器23，形成激光波长在1552nm附近的单纵模激光，在谐振腔内振荡，经过第一直波导和第二直波导，最后在Y形光波导28汇聚输出。从图7可以看出，在总滤波谱线中只存在一个透过率最大的波峰，其他波峰被抑制，这样容易形成单纵模激光。
目前激光器波长在1552nm附近，如果需要调节激光器的波长至微环的下一个梳状滤波峰值1558nm，以热调谐为例。首先调节第二相位调节单元242，使光栅耦合器的滤波谱向长波长方向移动至与微环的下一个滤波峰对齐，然后利用第一相位调节单元微调激光器的波长至1558nm。
如果需要调节激光器的波长至1552nm与1558nm之间的1555nm，则需要同时调节第二相位调节单元242与第三相位调节单元243，使两个滤波谱的峰值均调节至1555nm附近，然后调节第一相位区，微调激光器的波长至1555nm。
在第一直波导与第二直波导的长度和宽度不完全相同的情况下，当第一直波导与第二直波导中光场强度一样时，两路光通过Y型光波导28耦合时会出现由于光场相位不匹配导致的耦合损耗。当调节第四相位调节单元244时，可以对第一直波导231输出的光的相位进行调节，使两路光进入Y型光波导28的相位一致，这样可以获得最大的耦合效率。当第一波导和第二波导中光场强度不等时，也可以通过调节两路光的相对相位的方式来优化耦合效率，使光输出功率最大。
下面对从反射式SOA输出光信号的可调谐激光器进行介绍。参阅图8，本申请提供的可调谐激光器的另一个实施例包括：
反射式SOA21、光栅同向耦合器22、反射式微环谐振器23和相位调节单元24。
其中，反射式SOA的第二端面设有低反膜214，第二端面是指与第一端面相反的端面。
本实施例中，反射式SOA本体211、抗反膜212、光栅同向耦合器22、反射式微环谐振器23、相位调节单元24的具体组成、结构和连接方式参见图2或图3实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在反射式SOA21的第二端面为解理面时，在第二端面上可以不设置低反膜。解理面的反射率大约为33％。反射式SOA21产生的光经谐振腔谐振后，可以从解理面射出。
以上对本申请的可调谐激光器进行了介绍，下面对包括上述可调谐激光器的激光发射机进行介绍。参阅图9，本申请提供的激光发射机900的一个实施例包括：
可调谐激光器901和信号调制装置902。
可调谐激光器901包括：反射式半导体光放大器SOA、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器，光栅同向耦合器和反射式微环谐振器均是在硅基上形成；反射式SOA的第一端面上设有抗反膜，第一端面是指反射式SOA与光栅同向耦合器的第一波导耦合的端面，反射式SOA的第二端面上设有高反膜，第二端面是指与第一端面相反的端面；光栅同向耦合器的第二波导与第一波导耦合，第一波导设有第一光栅，第二波导设有与第一光栅相对设置的第二光栅，第一光栅和第二光栅构成窄带滤波器，第二波导与反射式微环谐振器连接；反射式微环谐振器包括第一直波导、第二直波导和环形波导，环形波导位于第一直波导和第二直波导之间，且第一直波导、第二直波导与环形波导存在光场耦合；
信号调制装置902，用于将从第一直波导和第二直波导输出的光信号调制为偏振复用高阶调制信号。参阅图10，信号调制装置902包括多个信号调制器1001，以及偏振分束旋转器(Polarization Beam Splitter and Rotator，PBSR)1002。
第一直波导231通过一个或多个Y型光波导与一组信号调制器1001连接。第二直波导232通过一个或多个Y型光波导与另一组信号调制器1001连接。上述两组信号调制器通过多个Y型光波导与PBSR1002连接。
信号调制器1001为马赫增德尔(Mach Zehnder Modulator，MZM)调制器。需要说明的是，每个信号调制器1001可以设置一个对应的相位调节器，以调节从信号调制器1001输出的信号的相位。光从第一直波导231和第二直波导232射出后，经信号调制器1001调制后，从PBSR1002输出偏振复用高阶调制信号。
可选的，第二波导通过Y型光波导分别与第一直波导的第一端及第二直波导的第一端连接。
可选的，第二波导通过多模干涉仪分别与第一直波导的第一端及第二直波导的第一端连接。
可选的，第一光栅和第二光栅的光栅周期相同，且第一光栅在第二波导上的投影和第二光栅全部或部分重叠。
可选的，光栅同向耦合器和/或反射式微环谐振器上设有用于调节光相位的相位调节单元。
可选的，光栅同向耦合器的非光栅区设有第一相位调节单元，光栅同向耦合器的光栅区设有第二相位调节单元，环形波导上设有第三相位调节单元。
可选的，相位调节单元为热调谐单元、电流调谐单元或压光调谐单元。
其中，可调谐激光器901的部件，与图3所示实施例或可选实施例中的激光器的对应部件相似。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。耦合可以是直接耦合，或者通过一些接口的间接耦合。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种可调谐激光器，其特征在于，包括：
反射式半导体光放大器、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器，所述光栅同向耦合器和所述反射式微环谐振器均是在硅基上形成；
所述反射式半导体光放大器的第一端面上设有抗反膜，所述第一端面是指所述反射式半导体光放大器与所述光栅同向耦合器的第一波导耦合的端面；
所述光栅同向耦合器的第二波导与所述第一波导耦合，所述第一波导设有第一光栅，所述第二波导设有与所述第一光栅相对设置的第二光栅，所述第一光栅和所述第二光栅构成窄带滤波器，所述第二波导与所述反射式微环谐振器连接。
2.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，所述反射式半导体光放大器的第二端面上设有高反膜，所述第二端面是指与所述第一端面相反的端面。
3.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，所述反射式半导体光放大器的第二端面上设有低反膜，所述第二端面是指与所述第一端面相反的端面。
4.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，所述反射式半导体光放大器的第二端面为解理面，所述第二端面是指与所述第一端面相反的端面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可调谐激光器，其特征在于，
所述反射式微环谐振器包括第一直波导、第二直波导和环形波导，所述环形波导位于所述第一直波导和所述第二直波导之间，且所述第一直波导、所述第二直波导与所述环形波导存在光场耦合；
所述第二波导通过Y型光波导分别与所述第一直波导的第一端及所述第二直波导的第一端连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的可调谐激光器，其特征在于，
所述反射式微环谐振器包括第一直波导、第二直波导和环形波导，所述环形波导位于所述第一直波导和所述第二直波导之间，且所述第一直波导、所述第二直波导与所述环形波导存在光场耦合；
所述第二波导通过多模干涉仪分别与所述第一直波导的第一端及所述第二直波导的第一端连接。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的可调谐激光器，其特征在于，所述第一光栅和所述第二光栅的光栅周期相同，且所述第一光栅在所述第二波导上的投影和所述第二光栅全部或部分重叠。
8.根据权利要求5所述的可调谐激光器，其特征在于，
所述光栅同向耦合器和/或所述反射式微环谐振器上设有用于调节光相位的相位调节单元。
9.根据权利要求8所述的可调谐激光器，其特征在于，所述光栅同向耦合器的非光栅区设有第一相位调节单元，所述光栅同向耦合器的光栅区设有第二相位调节单元，所述环形波导上设有第三相位调节单元。
10.根据权利要求8所述的可调谐激光器，其特征在于，所述相位调节单元为热调谐单元、电流调谐单元或压光调谐单元。
11.根据权利要求5所述的可调谐激光器，其特征在于，所述第一直波导的第二端、所述第二直波导的第二端分别与Y型光波导或多模干涉仪连接。
12.根据权利要求11所述的可调谐激光器，其特征在于，所述第一直波导设有第四相位调节单元。
13.一种激光发射机，其特征在于，包括：
可调谐激光器和信号调制装置；
所述可调谐激光器包括：反射式半导体光放大器、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器，所述光栅同向耦合器和所述反射式微环谐振器均是在硅基上形成；所述反射式半导体光放大器的第一端面上设有抗反膜，所述第一端面是指所述反射式半导体光放大器与所述光栅同向耦合器的第一波导耦合的端面，所述反射式半导体光放大器的第二端面上设有高反膜，所述第二端面是指与所述第一端面相反的端面；所述光栅同向耦合器的第二波导与所述第一波导耦合，所述第一波导设有第一光栅，所述第二波导设有与所述第一光栅相对设置的第二光栅，所述第一光栅和所述第二光栅构成窄带滤波器，所述第二波导与所述反射式微环谐振器连接；所述反射式微环谐振器包括第一直波导、第二直波导和环形波导，所述环形波导位于所述第一直波导和所述第二直波导之间，且所述第一直波导、所述第二直波导与所述环形波导存在光场耦合；
所述信号调制装置，用于将从所述第一直波导和所述第二直波导输出的光信号调制为偏振复用高阶调制信号。
14.根据权利要求13所述的激光发射机，其特征在于，
所述信号调制装置包括至少两个信号调制器，以及偏振分束旋转器；
所述信号调制器为马赫增德尔调制器。
15.根据权利要求13或14所述的激光发射机，其特征在于，所述第二波导通过Y型光波导分别与所述第一直波导的第一端及所述第二直波导的第一端连接。
16.根据权利要求13或14所述的激光发射机，其特征在于，所述第二波导通过多模干涉仪分别与所述第一直波导的第一端及所述第二直波导的第一端连接。
17.根据权利要求13或14所述的激光发射机，其特征在于，所述第一光栅和所述第二光栅的光栅周期相同，且所述第一光栅在所述第二波导上的投影和所述第二光栅全部或部分重叠。
18.根据权利要求13或14所述的激光发射机，其特征在于，
所述光栅同向耦合器和/或所述反射式微环谐振器上设有用于调节光相位的相位调节单元。
19.根据权利要求18所述的激光发射机，其特征在于，所述光栅同向耦合器的非光栅区设有第一相位调节单元，所述光栅同向耦合器的光栅区设有第二相位调节单元，所述环形波导上设有第三相位调节单元。
20.根据权利要求18所述的激光发射机，其特征在于，所述相位调节单元为热调谐单元、电流调谐单元或压光调谐单元。
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