CN110045561A - 一种半导体光放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体光放大器，在一块单片集成芯片中集成了预放大器，分波器和并行放大器三种器件的结构。外界的输入光会依次经过单片集成芯片中的预放大器模块、分波器模块以及并行放大模块，其中预放大器模块用于将输入光的光功率至少放大至预设光功率；分波器模块会将达到预设光功率的输入光分成多束子光束，而并行放大模块中的多个放大单元可以放大对应的子光束，多个子光束最终按预设合成方式合成一束输出光。通过单片集成芯片可以实现非常高的光信号增益；同时将预放大器的结构，分波器的结构以及并行放大器的结构集成在同一单片集成芯片中，可以有效减少光传输以及光耦合对光线的损耗，使得半导体光放大器具有较高的输出光功率。

Description

一种半导体光放大器

技术领域

本发明涉及光放大器技术领域，特别是涉及一种半导体光放大器。

背景技术

半导体光放大器具有体积小，重量轻，电光转换效率高等优势，广泛应用于很多领域。尤其在抗辐照方面，相对于光纤放大器具有先天的优势，特别适合于航空领域的特殊应用。但与光纤放大器和固体放大器相比，传统半导体光放大器的饱和输出光功率仍相对较低，所以如何提高半导体光放大器的输出光功率是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体光放大器，该半导体光放大器具有较高的输出光功率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体光放大器，包括单片集成芯片；

所述单片集成芯片中设置有预放大器模块，分波器模块和并行放大模块，所述预放大器模块用于接收输入光，并将所述输入光的光功率至少放大至预设光功率；

所述分波器模块的输入端与所述预放大器模块输出腔面连接，所述分波器模块包括多条输出通道，所述分波器模块用于将所述输入光分成多束与所述输出通道对应的子光束；

所述并行放大模块包括多个放大单元，所述放大单元的输入腔面与所述输出通道一一对应连接，所述放大单元用于放大对应的子光束的光功率；从所述放大单元的输出腔面输出的子光束按预设合成方式合成一束输出光，以输出所述半导体光放大器。

可选的，所述预放大器模块的输入腔面设置有第一减反射膜。

可选的，与所述分波器模块电连接的外部电源向所述分波器模块传输的驱动电流值不小于所述分波器模块的透明电流值。

可选的，所述放大单元的输出腔面设置有第二减反射膜。

可选的，所述分波器模块为定向耦合分波器模块或级联Y波导分波器模块。

可选的，还包括相位控制装置和分束器，所述分束器包括输入接口，第一输出接口和第二输出接口，所述输入接口用于获取所述输出光，所述第一输出接口用于输出预设第一比例的所述输出光，所述第二接口用于输出预设第二比例的所述输出光；

所述相位控制装置的输入端与所述第二输出接口连接，所述相位控制装置包括多个输出端，所述相位控制装置的输出端与所述放大单元一一对应连接；

所述相位控制装置用于：

通过所述第二输出接口获取所述输出光，并生成对应所述输出光的目标参数；

调用预设的评价函数程序，根据所述目标参数生成与所述放大单元对应的控制信号；

通过与所述相位控制装置的输出端将所述控制信号传输至对应的放大单元，以控制所述子光束的相位，增加所述输出光的光功率。

可选的，所述并行放大模块包括与所述放大单元一一对应的控制电极；所述相位控制装置的输出端与所述控制电极对应电连接。

可选的，所述相位控制装置包括光电探测器，调相控制器和多通道程控驱动电源；

所述光电探测器与所述第二输出接口连接，所述光电探测器用于通过所述第二输出接口获取所述输出光，并生成对应所述输出光的电信号；

所述调相控制器与所述光电探测器连接，所述调相控制器用于：

获取所述电信号，并将所述电信号转换成预设的评价函数程序的目标参数；

调用所述评价函数程序，根据所述目标参数生成多个并行的微扰变量，并根据所述微扰变量生成对应的控制信号；

所述多通道程控驱动电源与所述调相控制器连接，所述多通道程控驱动电源用于接收所述控制信号，根据所述控制信号生成对应所述放大单元的驱动电流，以通过所述控制电极根据所述驱动电流控制所述子光束的相位，增加所述输出光的光功率。

可选的，所述调相控制器具体用于：

调用包括所述评价函数的预设算法程序，根据所述目标参数生成多个并行的微扰变量，并根据所述微扰变量生成对应的控制信号，使获取的所述目标参数的数值最大。

可选的，所述预设算法程序为随机并行梯度下降算法程序。

本发明所提供的一种半导体光放大器，包括单片集成芯片，单片集成芯片中设置有预放大器模块，分波器模块和并行放大模块，即在一块单片集成芯片中集成了预放大器，分波器和并行放大器三种器件的结构。外界的输入光会依次经过单片集成芯片中的预放大器模块、分波器模块以及并行放大模块，其中预放大器模块用于将输入光的光功率至少放大至预设光功率，以便后续结构对输入光功率的基本需求；分波器模块会将达到预设光功率的输入光分成多束子光束，而并行放大模块中的多个放大单元可以放大对应的子光束，多个经过放大的子光束最终按预设合成方式合成一束输出光。通过单片集成芯片中并行放大模块的多通道并行功率放大能力，可以实现非常高的光信号增益；同时将预放大器的结构，分波器的结构以及并行放大器的结构集成在同一单片集成芯片中，可以有效减少预放大器模块，分波器模块和并行放大模块之间光传输以及光耦合对光线的损耗，使得半导体光放大器具有较高的输出光功率。将预放大器模块，分波器模块和并行放大模块集成在同一芯片中可以有效减少半导体光放大器的体积，以及增加半导体光放大器的稳定性。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种半导体光放大器的结构示意图；

图2为图1中单片集成芯片的第一种结构示意图；

图3为图1中单片集成芯片的第二种结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种具体的半导体光放大器的结构示意图。

图中：1.单片集成芯片、11.预放大器模块、12.分波器模块、13.并行放大模块、131.放大单元、2.分束器、3.相位控制装置、31.光电探测器、32.调相控制器、33.多通道程控驱动电源。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种半导体光放大器。在现有技术中，半导体光放大器仅仅是通过单波导结构对输入光的光功率进行放大。但是由于半导体器件的热积累以及损伤阈值等限制因素，传统单波导结构半导体光放大器的饱和输出功率存在一个极限。

而本发明所提供的一种半导体光放大器，包括单片集成芯片，单片集成芯片中设置有预放大器模块，分波器模块和并行放大模块，即在一块单片集成芯片中集成了预放大器，分波器和并行放大器三种器件的结构。外界的输入光会依次经过单片集成芯片中的预放大器模块、分波器模块以及并行放大模块，其中预放大器模块用于将输入光的光功率至少放大至预设光功率，以便后续结构对输入光功率的基本需求；分波器模块会将达到预设光功率的输入光分成多束子光束，而并行放大模块中的多个放大单元可以放大对应的子光束，多个经过放大的子光束最终按预设合成方式合成一束输出光。通过单片集成芯片中并行放大模块的多通道并行功率放大能力，可以实现非常高的光信号增益；同时将预放大器的结构，分波器的结构以及并行放大器的结构集成在同一单片集成芯片中，可以有效减少预放大器模块，分波器模块和并行放大模块之间光传输以及光耦合对光线的损耗，使得半导体光放大器具有较高的输出光功率。将预放大器模块，分波器模块和并行放大模块集成在同一芯片中可以有效减少半导体光放大器的体积，以及增加半导体光放大器的稳定性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图2，图3以及图4，图1为本发明实施例所提供的一种半导体光放大器的结构示意图；图2为图1中单片集成芯片的第一种结构示意图；图3为图1中单片集成芯片的第二种结构示意图。

参见图1，在本发明实施例中，所述半导体光放大器包括单片集成芯片1；所述单片集成芯片1中设置有预放大器模块11，分波器模块12和并行放大模块13，所述预放大器模块11用于接收输入光，并将所述输入光的光功率至少放大至预设光功率；所述分波器模块12的输入端与所述预放大器模块11输出腔面连接，所述分波器模块12包括多条输出通道，所述分波器模块12用于将所述输入光分成多束与所述输出通道对应的子光束；所述并行放大模块13包括多个放大单元131，所述放大单元131的输入腔面与所述输出通道一一对应连接，所述放大单元131用于放大对应的子光束的光功率；从所述放大单元131的输出腔面输出的子光束按预设合成方式合成一束输出光，以输出所述半导体光放大器。

上述单片集成芯片1中设置有预放大器模块11，分波器模块12和并行放大模块13，即在本发明实施例中，单片集成芯片1的衬底上集成有预放大器的结构，分波器的结构以及并行放大器的结构，通常上述预放大器的结构，分波器的结构以及并行放大器的结构在单片集成芯片1中呈一体化结构。具体的，预放大器模块11用于接收输入光，并将输入光的光功率至少放大至预设光功率。该预放大器模块11的结构可以是现有技术中的单波导光放大器结构，由于在单片集成芯片1的后续光路中会将输入光分成多束子光束，并分别对各个子光束进行光功率放大，而多通道光功率放大通常需要输入光的光功率达到预设大小，而上述预放大器模块11的作用即将外界的输入光的光功率至少放大至满足后续多通道功率放大所要求的预设光功率。有关预设光功率的具体数值在本发明实施例中并不做具体限定，视具体情况而定。需要说明的是，在本发明实施例中预放大器模块11可以将输入光的光功率放大至预设光功率以上。

上述预放大器模块11至少具有一个输入腔面以及一个输出腔面，其中外界的输入光通过预放大器模块11的输入腔面输入至预放大器模块11内以对输入光的光功率进行放大；而经过光功率放大的输入光会从预放大器模块11的输出腔面输出。上述分波器模块12用于将经过光功率放大的输入光分成多束子光束。具体的，分波器模块12具有一个输入端以及多条输出通道，其中输入端与预放大器模块11的输出腔面连接，经过光功率放大的输入光会从预放大器模块11的输出腔面输入至分波器模块12。上述子光束的与分波器模块12的输出通道一一对应，即分波器模块12会将输入光沿输出通道进行功率型分束，从而获得多个子光束。

参见图2以及图3，在本发明实施例中，分波器模块12可以为定向耦合分波器模块12或级联Y波导分波器模块12，即上述分波器模块12的结构可以是如图2所示的定向耦合器形式的结构，也可以是如图3所示的级联Y波导形式的结构均可，有关分波器模块12的具体结构在本发明实施例中并不作具体限定。

上述并行放大模块13包括多个放大单元131，在本发明实施例中放大单元131之间为并行结构，放大单元131之间通常不受互相干扰。该放大单元131的具体结构可以参考现有技术，例如单波导光放大器结构，有关放大单元131的具体结构在本发明中并不进行赘述。

通常情况下，上述放大单元131与分波器模块12的输出通道一一对应，放大单元131的输入腔面与对应的输出通道相连接，经过分波器模块12分成的子光束会通过输出通道输入至对应的放大单元131。上述放大单元131会将输入的子光束的光功率放大，需要说明的是，在本发明实施例中并不需要放大单元131将子光束的光功率放大至一个特定的阈值，上述放大单元131只需要将子光束的光功率进行放大即可。

经过上述放大单元131进行光功率放大的子光束会从放大单元131的输出腔面输出。在本发明实施例中从放大单元131的输出腔面输出的子光束会按照预设的合成方式合成一束输出光，以输出本发明实施例所提供的半导体光放大器。具体的，在本发明实施例中上述子光束的合成方式可以是远场空间相干叠加的方式，也可以通过在光路中插入特殊光学元件进行近场相干叠加。有关子光束具体的合成方式可以参考现有技术，在本发明实施例中并不做具体限定，视具体情况而定。

作为优选的，在本发明实施例中，所述预放大器模块11的输入腔面可以设置有第一减反射膜。减反射膜又称增透膜，第一减反射膜可以减少或消除预放大器模块11输入腔面的反射光，使得外界的输入光可以尽可能多的耦合进预放大器模块11，从而有效减少输入光的耦合损耗。同时上述第一减反射膜可以避免预放大器模块11中内部振荡产生激光，而无法单单起到光放大器的作用。有关第一减反射膜的具体材质及相关参数可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

相应的，在本发明实施例中，所述放大单元131的输出腔面可以设置有第二减反射膜。与第一减反射膜相类似，第二减反射膜可以尽可能多的将放大单元131所放大的子光束耦合出放大单元131，从而有效减少子光束的输出耦合损耗。

作为优选的，在本发明实施例中，与所述分波器模块12电连接的外部电源向所述分波器模块12传输的驱动电流值不小于所述分波器模块12的透明电流值。由于在本发明实施例中构成预放大器模块11的材料以及构成放大单元131的材料均需要为有源材料，以保证外部电源可以向预放大器模块11以及放大单元131提供电能，增大在预放大器模块11或放大单元131中传输光线的光功率；并且由于预放大器模块11，分波器模块12以及并行放大模块13的结构集成于同一单片集成芯片1中，相应的上述分波器模块12通常也由有源材料构成。由于有源材料对光线的衰减较为严重，在本发明实施例中由有源材料构成的分波器模块12通常需要与外接电源电连接，通过外部电源提供的注入载流子转化为光增益抵消掉光衰减，以实现光线在分波器模块12内的传输。

具体的，为了避免由有源材料构成的分波器模块12对光线光功率的衰减，外部电源向分波器模块12传输的驱动电流值需要不小于分波器模块12的透明电流值。所谓透明电流值即光线的光功率在分波器模块12内传输过程中不会衰减的最低驱动电流值，当外部电源向分波器模块12传输的驱动电流值不小于透明电流值时，分波器模块12呈“透明”状态，此时在分波器模块12内传输的光线的光功率不会衰减。

本发明实施例所提供的一种半导体光放大器，包括单片集成芯片1，单片集成芯片1中设置有预放大器模块11，分波器模块12和并行放大模块13，即在一块单片集成芯片1中集成了预放大器，分波器和并行放大器三种器件的结构。外界的输入光会依次经过单片集成芯片1中的预放大器模块11、分波器模块12以及并行放大模块13，其中预放大器模块11用于将输入光的光功率至少放大至预设光功率，以便后续结构对输入光功率的基本需求；分波器模块12会将达到预设光功率的输入光分成多束子光束，而并行放大模块13中的多个放大单元131可以放大对应的子光束，多个经过放大的子光束最终按预设合成方式合成一束输出光。通过单片集成芯片1中并行放大模块13的多通道并行功率放大能力，可以实现非常高的光信号增益；同时将预放大器的结构，分波器的结构以及并行放大器的结构集成在同一单片集成芯片1中，可以有效减少预放大器模块11，分波器模块12和并行放大模块13之间光传输以及光耦合对光线的损耗，使得半导体光放大器具有较高的输出光功率。将预放大器模块11，分波器模块12和并行放大模块13集成在同一芯片中可以有效减少半导体光放大器的体积，以及增加半导体光放大器的稳定性。

有关本发明所提供的一种半导体光放大器的具体结构将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图4，图4为本发明实施例所提供的一种具体的半导体光放大器的结构示意图。

区别于上述发明实施例，本发明实施例是在上述发明实施例的基础上，进一步的对半导体光放大器的结构进行具体限定。其余内容已在上述发明实施例中进行了详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图4，在本发明实施例中，所述半导体光放大器还可以包括相位控制装置3和分束器2，所述分束器2包括输入接口、第一输出接口和第二输出接口，所述输入接口用于获取所述输出光，所述第一输出接口用于输出预设第一比例的所述输出光，所述第二接口用于输出预设第二比例的所述输出光；所述相位控制装置3的输入端与所述第二输出接口连接，所述相位控制装置3包括多个输出端，所述相位控制装置3的输出端与所述放大单元131一一对应连接；所述相位控制装置3用于：通过所述第二输出接口获取所述输出光，并生成对应所述输出光的目标参数；调用预设的评价函数，根据所述目标参数生成与所述放大单元131对应的控制信号；通过与所述相位控制装置3的输出端将所述控制信号传输至对应的放大单元131，以控制所述子光束的相位，增加所述输出光的光功率。

上述分束器2通常位于上述按预设合成方式合成的输出光的传输路径上，该输出光会从分束器2的输入接口输入至分束器2内，并按照预设比例分别从第一输出接口以及第二输出接口从分束器2内输出至外界。上述从第一输出接口输出的第一比例的输出光的光功率与从第二输出接口输出的第二比例的输出光的光功率之和通常与上述从输入接口输入的总输出光的光功率大体相等，即上述第一比例与第二比例之和大体为1。通常情况下，在本发明实施例中分束器2采用功率型分束平板或者功率型分束棱镜，有关分束器2的结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

从上述分束器2的第一输出接口所输出的输出光具体会传输至半导体光放大器的外部，而第二输出接口所输出的输出光具体会传输至相位控制装置3，即在本发明实施例中，在分束器2中传输的输出光会有部分从第二输出接口输出，以便相位控制装置3对输出光进行检测。通常情况下，从第二输出接口输出的输出光强度会远小于从第一输出接口输出的输出光强度，即上述第一比例通常远高于第二比例。需要说明的是，有关上述第一比例以及第二比例的具体数值可以根据实际情况设定，在本发明实施例中并不做具体限定。

上述相位控制装置3通常包括一个输入端以及多个输出端，该输出端与并行放大模块13中的放大单元131一一对应。上述相位控制装置3的输入端与分束器2的第二输出接口相连接，上述相位控制装置3通过第二输出接口获取部分输出光，以便对输出光进行调制；上述相位控制装置3的输出端与单片集成芯片1中的放大单元131对应连接，以便对放大单元131内传输的子光束进行调制，以最终实现对输出光进行调制。

具体的，上述相位控制装置3具体用于通过第二输出接口获取输出光，并生成对应所述输出光的目标参数，该目标参数通常对应输出光的光功率大小。上述相位控制装置3还用于调用预设的评价函数程序，根据所述目标参数生成与所述放大单元131对应的控制信号。上述评价函数程序中包括的评价函数用于增加输出光的光功率，具体的，通过该评价函数通常是使并行放大模块13中传输的多个子光束之间产生强相干性，以增加输出光的主瓣功率，使得输出光具有较高的光束质量。有关评价函数的具体内容将在下述段落中做详细介绍，在此不再进行赘述。

上述相位控制装置3在产生对应放大单元131的控制信号之后，会通过相位控制装置3的输出端将控制信号传输至放大单元131。由于并行放大模块13中的放大单元131通常为并行结构，相应的上述控制信号通常对应不同的放大单元131，而该控制信号通常会通过相位控制装置3中对应的输出端传输至对应的放大单元131，以对该对应的放大单元131内传输的子光束的相位进行控制，并最终增加输出光的光功率。

具体的，上述并行放大模块13通常包括与放大单元131一一对应的控制电极；相位控制装置3的输出端与控制电极对应电连接。即在本发明实施例中，单片集成芯片1中还设置有与放大单元131一一对应的控制电极，该控制电极与对应的放大单元131连接。而上述相位控制装置3的输出端具体与对应的控制电极电连接，该相位控制装置3产生的控制信号具体是以电信号的形式对放大单元131内子光束的相位进行控制。有关控制电极的具体结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。

具体的，上述相位控制装置3可以包括光电探测器31，调相控制器32和多通道程控驱动电源33。所述光电探测器31与所述第二输出接口连接，所述光电探测器31用于通过所述第二输出接口获取所述输出光，并生成对应所述输出光的电信号；所述调相控制器32与所述光电探测器31连接，所述调相控制器32用于：获取所述电信号，并将所述电信号转换成预设的评价函数程序的目标参数；调用所述评价函数程序，根据所述目标参数生成多个并行的微扰变量，并根据所述微扰变量生成对应的控制信号；所述多通道程控驱动电源33与所述调相控制器32连接，所述多通道程控驱动电源33用于接收所述控制信号，根据所述控制信号生成对应所述放大单元131的驱动电流，以通过所述控制电极根据所述驱动电流控制所述子光束的相位，增加所述输出光的光功率。

上述光电探测器31可以将光信号转换成电信号，该光电探测器31具体与分束器2的第二输出接口连接，该光电探测器31具体用于通过第二输出接口获取输出光，并生成对应该输出光的电信号。该电信号通常对应输出光的光功率。

上述调相控制器32与光电探测器31连接，光电探测器31生成对应输出光的电信号具体会传输至调相控制器32，而调相控制器32具体会将接收的电信号转换成评价函数程序的目标参数，相应的该目标参数即对应输出光的光功率。

上述调相控制器32还用于调用评价函数程序，根据目标参数生成多个并行的微扰变量，并根据微扰变量生成对应的控制信号。上述微扰变量对应不同的放大单元131，具体的，在本发明实施例中调相控制器32具体用于调用包括评价函数的预设算法程序，根据目标参数生成多个并行的微扰变量，使获取的目标参数的数值最大。即调相控制器32会根据包括评价函数的预设算法生成对应不同放大单元131的微扰变量，并根据上述生成的微扰变量生成控制信号以最终传输至对应的放大单元131对子光束的相位进行控制。由于上述预设算法会循环重复执行，上述微扰变量的作用，即上述预设算法的作用是使接收的目标参数的数值最大，此时意味着输出光的光功率最大；同时该时刻各个放大单元131中的子光束的相位不会改变，即调相控制器32对并行放大模块13中的子光束进行锁相控制时，本发明实施例所提供的半导体光放大器所形成的输出光的光功率最大。需要说明的是，上述预设算法可以为随机并行梯度下降(SPGD)算法，即上述预设算法程序可以为随机并行梯度下降算法程序。

上述多通道程控驱动电源33与调相控制器32电连接，调相控制器32生成上述控制信号时，会将该控制信号发送至多通道程控驱动电源33，而多通道程控驱动电源33具有多个输出端，每个多通道程控驱动电源33的输出端会与并行放大模块13中对应的放大单元131电连接，具体与放大单元131对应的控制电极电连接。多通道程控驱动电源33会根据接收的控制信号产生对应的控制电流，并通过对应的输出端传输至对应的放大单元131，以实现对微扰变量对应的子光束的相位进行控制，实现输出光光功率的增加，并最终在锁相控制时实现输出光光功率的最大化。

需要说明的是，为了尽可能提高分束器2中第一输出接口所输出的输出光的光功率，上述光电探测器31通常需要具有较高的灵敏度，以尽可能减少分束器2中第二输出接口所输出的输出光的光功率，增加第一输出接口所输出的输出光的光功率；上述调相控制器32中预设算法程序中包括的预设算法的循环速度需要足够快，以满足对并行放大模块13中多束子光束锁相控制的需要。当然，具体采用的算法以及循环速率可以根据实际情况自行设定，在此不做具体限定；上述多通道程控驱动电源33通常需要具有足够快的调制响应速度，以保证驱动电流可以按照预设算法的安排进行有效调制。

当实现对并行放大模块13中多束子光束进行锁相控制之后，子光束之间通常具有强相干性，多个子光束之间可以实现完全相干状态，以使输出光的光功率最大。还需要说明的是，上述相位调制装置所获取的输出光是多个子光束经过预设合成方式合成后的部分输出光。

本发明实施例所提供的一种半导体光放大器，通过相位控制装置3可以极大地提升半导体光放大器的饱和输出功率水平，有效提高半导体光放大器中输出光的主瓣功率，有效提高输出光的光束质量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种半导体光放大器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种半导体光放大器，其特征在于，包括单片集成芯片；

所述单片集成芯片中设置有预放大器模块，分波器模块和并行放大模块，所述预放大器模块用于接收输入光，并将所述输入光的光功率至少放大至预设光功率；

所述分波器模块的输入端与所述预放大器模块输出腔面连接，所述分波器模块包括多条输出通道，所述分波器模块用于将所述输入光分成多束与所述输出通道对应的子光束；

所述并行放大模块包括多个放大单元，所述放大单元的输入腔面与所述输出通道一一对应连接，所述放大单元用于放大对应的子光束的光功率；从所述放大单元的输出腔面输出的子光束按预设合成方式合成一束输出光，以输出所述半导体光放大器。

2.根据权利要求1所述的半导体光放大器，其特征在于，所述预放大器模块的输入腔面设置有第一减反射膜。

3.根据权利要求2所述的半导体光放大器，其特征在于，与所述分波器模块电连接的外部电源向所述分波器模块传输的驱动电流值不小于所述分波器模块的透明电流值。

4.根据权利要求3所述的半导体光放大器，其特征在于，所述放大单元的输出腔面设置有第二减反射膜。

5.根据权利要求1所述的半导体光放大器，其特征在于，所述分波器模块为定向耦合分波器模块或级联Y波导分波器模块。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的半导体光放大器，其特征在于，还包括相位控制装置和分束器，所述分束器包括输入接口，第一输出接口和第二输出接口，所述输入接口用于获取所述输出光，所述第一输出接口用于输出预设第一比例的所述输出光，所述第二接口用于输出预设第二比例的所述输出光；

所述相位控制装置的输入端与所述第二输出接口连接，所述相位控制装置包括多个输出端，所述相位控制装置的输出端与所述放大单元一一对应连接；

所述相位控制装置用于：

通过所述第二输出接口获取所述输出光，并生成对应所述输出光的目标参数；

调用预设的评价函数程序，根据所述目标参数生成与所述放大单元对应的控制信号；

通过与所述相位控制装置的输出端将所述控制信号传输至对应的放大单元，以控制所述子光束的相位，增加所述输出光的光功率。

7.根据权利要求6所述的半导体激光器，其特征在于，所述并行放大模块包括与所述放大单元一一对应的控制电极；所述相位控制装置的输出端与所述控制电极对应电连接。

8.根据权利要求7所述的半导体光放大器，其特征在于，所述相位控制装置包括光电探测器，调相控制器和多通道程控驱动电源；

所述光电探测器与所述第二输出接口连接，所述光电探测器用于通过所述第二输出接口获取所述输出光，并生成对应所述输出光的电信号；

所述调相控制器与所述光电探测器连接，所述调相控制器用于：

获取所述电信号，并将所述电信号转换成预设的评价函数程序的目标参数；

调用所述评价函数程序，根据所述目标参数生成多个并行的微扰变量，并根据所述微扰变量生成对应的控制信号；

所述多通道程控驱动电源与所述调相控制器连接，所述多通道程控驱动电源用于接收所述控制信号，根据所述控制信号生成对应所述放大单元的驱动电流，以通过所述控制电极根据所述驱动电流控制所述子光束的相位，增加所述输出光的光功率。

9.根据权利要求8所述的半导体光放大器，其特征在于，所述调相控制器具体用于：

调用包括所述评价函数的预设算法程序，根据所述目标参数生成多个并行的微扰变量，并根据所述微扰变量生成对应的控制信号，使获取的所述目标参数的数值最大。

10.根据权利要求9所述的半导体光放大器，其特征在于，所述预设算法程序为随机并行梯度下降算法程序。