CN118054298A - 外腔可调谐激光器、外腔体、方法、装置、芯片和介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种外腔可调谐激光器的外腔体，该外腔体包括：移相器；第一梳状滤波器，与移相器连接；波分器，与第一梳状滤波器连接，或与移相器连接；其中，波分器包括至少两个输出支路，每一输出支路上依次连接一个第二梳状滤波器和一个可调反射镜。本申请还公开了一种外腔可调谐激光器、波长锁定方法、波长锁定装置、外腔可调谐激光器芯片和计算机可读存储介质。

Description

外腔可调谐激光器、外腔体、方法、装置、芯片和介质

技术领域

本申请涉及但不限于通信领域，尤其涉及一种外腔可调谐激光器、外腔体、波长锁定方法、波长锁定装置、外腔可调谐激光器芯片和计算机可读存储介质。

背景技术

相关技术中的外腔可调谐激光器的结构包括增益芯片，以及设置在增益芯片外部的外腔结构。增益芯片采用反射式半导体光放大器(Reflective Semiconductor OpticalAmplifier，RSOA)提供宽带增益。外腔结构提供频率调谐功能。其中，外腔结构包括至少两个自由谱区范围(Free Spectral Range，FSR)不同的选频元件。选频元件具有梳状滤波响应，只允许特定频率间隔的光以较低损耗通过，而对其余频率的光损耗较大。至少两个FSR不同的选频元件，基于游标效应，在扩展了外腔结构的调谐范围的同时，扩大外腔的整体FSR，保证在增益芯片的增益带宽内仅有一个滤波主峰，进而实现在该滤波峰频率处的单模激射。

然而，外腔可调谐激光器受限于微光学外腔的频率调谐覆盖范围，只能实现覆盖C或L其中一个波段，难以同时覆盖C+L波段。

发明内容

本申请实施例提供一种外腔可调谐激光器、外腔体、波长锁定方法、波长锁定装置、外腔可调谐激光器芯片和计算机可读存储介质。

本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供的一种外腔可调谐激光器的外腔体，包括：

移相器；

第一梳状滤波器，与所述移相器连接；

波分器，与所述第一梳状滤波器连接，或与所述移相器连接；

其中，所述波分器包括至少两个输出支路，每一输出支路上依次连接一个第二梳状滤波器和一个可调反射镜。

第二方面，本申请实施例提供的一种外腔可调谐激光器，包括：

第一方面所述的外腔体；

增益芯片，与所述外腔体耦合。

第三方面，一种外腔可调谐激光器的波长锁定方法，应用于所述外腔可调谐激光器，所述方法包括：

确定所述外腔可调谐激光器的出射光的目标频率以及所述出射光的目标功率；

基于所述目标频率和目标功率，确定调整信息；其中，所述调整信息包括所述外腔可调谐激光器中待调整组件、所述待调整组件中的待调整参数，以及所述待调整参数的调整量；所述待调整的组件包括增益芯片、第一梳状滤波器、第二梳状滤波器、可调反射镜和移相器中的一个或多个；

基于所述调整量，对所述外腔可调谐激光器中的待调整组件中的待调整参数进行调整，得到调整后的外腔可调谐激光器；其中，调整后的外腔可调谐激光器的出射光的频率和功率在目标范围内，且所述出射光的相位满足相位匹配条件。

第四方面，一种外腔可调谐激光器的波长锁定装置，所述波长锁定装置包括：

处理模块，用于确定所述外腔可调谐激光器的出射光的目标频率以及所述出射光的目标功率；

所述处理模块，还用于基于所述目标频率和所述目标功率，确定调整信息；其中，所述调整信息包括所述外腔可调谐激光器中待调整组件、所述待调整组件中的待调整参数，以及所述待调整参数的调整量；所述待调整的组件包括增益芯片、第一梳状滤波器、第二梳状滤波器、可调反射镜和移相器中的一个或多个；

所述处理模块，还用于基于所述调整量，对所述外腔可调谐激光器中的待调整组件中的待调整参数进行调整，得到调整后的外腔可调谐激光器；其中，调整后的外腔可调谐激光器的出射光的频率和功率在目标范围内，且所述出射光的相位满足相位匹配条件。

第五方面，本申请实施例提供的一种外腔可调谐激光器芯片，所述外腔可调谐激光器芯片包括：

第二方面所述的外腔可调谐激光器；

存储器，用于存储可执行指令；

处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现第四方面所述的外腔可调谐激光器的波长锁定方法的步骤。

第六方面，本申请实施例提供的一种存储有可执行指令的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第四方面所述的外腔可调谐激光器的波长锁定方法的步骤。

本申请实施例提供一种外腔可调谐激光器、外腔体、波长锁定方法、波长锁定装置、外腔可调谐激光器芯片和计算机可读存储介质，该外腔体包括：移相器；第一梳状滤波器，与移相器连接；波分器，与第一梳状滤波器连接，或与移相器连接；其中，波分器包括至少两个输出支路，每一输出支路上依次连接一个第二梳状滤波器和一个可调反射镜。也就是说，在本申请提供的外腔可调谐激光器的外腔体中的第一梳状滤波器之后连接波分器，通过波分器将原本的频率调谐范围(F_T)分为至少两个(例如N，N为大于等于2的整数)较小的子频段。在波分器的每一输出支路上分别连接有一个第二梳状滤波器和一个可调反射镜，通过可调反射镜调节各个输出支路上光功率的反射比例，以使某一时刻仅有一个输出支路会处于工作状态。此时，处于工作状态的输出支路上的第二梳状滤波器会与第一梳状滤波器，基于游标效应，构成游标滤波器组。该游标滤波器组仅需要覆盖F_T/N的调谐范围。N个子频段之间的切换通过调节可调反射镜的反射比例来控制，并通过波分器拼接成完整的频率调谐范围。也就是说，本申请提供的外腔体可以通过波分器将大频率覆盖范围，拆成至少两个较小的频率覆盖范围；进一步的，小频率覆盖范围对应的第二梳状滤波器和第一梳状滤波器可以基于游标效应，实现小范围的调谐控制；明显，本申请提供的外腔可调谐激光器能够兼顾到多个小的子频段即多个波段，在每一小的子频段均能够基于游标效应，实现小范围的调谐控制，如此，解决了相关技术中的外腔可调谐激光器只能实现覆盖C或L其中一个波段，难以同时覆盖C+L波段的问题。

附图说明

图1为本申请的实施例提供的外腔可调谐激光器的外腔体的结构示意图一；

图2为本申请的实施例提供的外腔可调谐激光器的外腔体的结构示意图二；

图3是本申请的实施例提供的外腔可调谐激光器的结构示意图一；

图4是本申请的实施例提供的外腔可调谐激光器的工作原理示意图；

图5是本申请实施例提供的外腔可调谐激光器的结构示意图二；

图6是本申请实施例提供的外腔可调谐激光器的波长锁定方法的流程示意图一；

图7是是本申请实施例提供的外腔可调谐激光器的波长锁定方法的流程示意图二；

图8为本申请的实施例提供的外腔可调谐激光器的波长锁定装置的结构示意图；

图9为本申请的实施例提供的一种外腔可调谐激光器芯片的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在解释本申请之前，这里针对相关技术中的可调谐窄线宽激光器进行说明：

可调谐窄线宽半导体激光器是相干光通信、光纤传感、激光雷达等应用的核心器件。在相干光通信应用中，为了获得更大的传输容量和传输速率，密集波分复用(DenseWavelength Division Multiplexing，DWDM)技术和高阶调制技术被广泛使用，不仅要求激光器具有更高的线宽，而且要求频率调谐范围能覆盖整个通信波段。例如，对于400G长距离大容量相干光通信系统，如果采用正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)调制格式，则需要集成可调谐激光器组件(Integrable Tunable Laser Assemblies，ITLA)能够覆盖C波段与L波段内的80个标准频率(频率间隔150GHz)，同时出射线宽在全波段范围内小于150kHz。此外，在光纤传感和激光雷达应用中，需要尽量减小激光器线宽来获得更好的相干性，进而实现更长的传感距离和更大的传感动态范围。

可调谐窄线宽激光器可以分为分布反馈(Distributed Feedback，DFB)激光器(Laser)阵列、采样光栅分布布拉格反射镜(Sampled Grating Distributed BraggReflector，SG-DBR)激光器和外腔可调谐激光器。其中，外腔可调谐激光器在频率调谐范围和线宽指标上相比DFB Laser阵列和SG-DBR Laser具有明显的优势。

参见图1所示，本申请实施例提供一种外腔可调谐激光器的外腔体11，包括：

移相器1101；

第一梳状滤波器1102，与移相器1101连接；

波分器1103，与第一梳状滤波器1102连接，或与移相器1101连接；

其中，波分器1103包括至少两个输出支路，每一输出支路上依次连接一个第二梳状滤波器1104和一个可调反射镜1105。

需要说明的是，图1作为示例，第一梳状滤波器1102设置在移相器1101与波分器1103之间。

本申请实施例中，移相器1101连接第一梳状滤波器1102的一端，第一梳状滤波器1102的另一端连接波分器1103；或第一梳状滤波器1102连接移相器1101的一端，移相器1101的另一端连接波分器1103。也就是说，针对外腔可调谐激光器的外腔体11中移相器1101、第一梳状滤波器1102和波分器1103的位置关系，可以是移相器1101位于第一梳状滤波器1102与波分器1103之间，也可以是第一梳状滤波器1102位于移相器1101与波分器1103之间；即本申请的外腔体11中的第一梳状滤波器1102和移相器1101的位置可以对调。

本申请实施例中，移相器1101用于改变或控制外腔可调谐激光器的外腔的反馈相位，实现相位0到2π的连续调谐。移相器1101可以通过局部温度改变或电流注入或施加的应力提供波长的精细控制。

在一些实施例中，移相器1101包括能改变或控制外腔可调谐激光器的外腔的反馈相位的任何材料构成的器件。示例性的，移相器1101包括可调波导延时线结构或铌酸锂晶体移相器或可调介质棒。

本申请提供的外腔体11中的移相器1101可以基于电光效应或热光效应或压光效应，对外腔可调谐激光器的外腔的反馈相位进行控制或改变，即通过改变或控制施加在移相器1101的介质中的电压/温度/应力，改变介质的折射率，实现对光信号的相位的调制。介质包括但不限于可调介质棒中的介质、可调波导延时线结构中的波导和铌酸锂晶体移相器上的电光晶体。

需要说明的是，可调介质棒表面的加热电极的温度不同，可调介质棒改变或控制的反馈相位不同。本申请中的表面有加热电极的介质棒两端镀增透膜。

需要说明的是，可调波导延时线结构的波导表面的加热电极的温度不同，可调波导延时线结构改变或控制的反馈相位不同。

需要说明的是，注入铌酸锂晶体移相器上电流不同，即施加在铌酸锂晶体移相器上的电压不同，铌酸锂晶体移相器改变或控制的反馈相位不同。这里，本申请仅以移相器1101为铌酸锂晶体移相器为例，当然，移相器1101还可以由其他电光晶体基于电光效应制成的。其他电光晶体包括砷化稼晶体和钽酸锂晶体。

需要说明的是，移相器1101可以通过改变外腔或控制可调谐激光器的外腔的反馈相位，使得外腔在目标频率处满足相位匹配条件，即反馈相位为2π的整数倍；移相器1101还可以通过调节相位实现频率的小范围连续调谐，利用移相器1101实现对于国际电信联盟电信标准分局(International Telecommunication Union TelecommunicationStandardization Sector，ITU-T)标准频率的精确对准。

本申请实施例中，第一梳状滤波器1102用于对输入的光信号进行窄带滤波，即第一梳状滤波器1102内部有许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带，只让某些特定频率范围的光信号通过。在图4所示的第一梳状滤波器的滤波光谱中，纵轴代表光信号的强度，单位为分贝(dB)；横轴代表光信号的频率，单位为赫兹(Hz)。第一梳状滤波器的FSR记为FSR1。在图4所示的滤波光谱中，两个波峰之间的带宽等于一个FSR1。

在一些实施例中，第一梳状滤波器1102的材料可以是光波导材料，例如磷化铟(indium phosphide，InP)、绝缘体上的硅(Silicon On Insulator，SOI)或高分子聚合物(Polymer)波导。

示例性的，第一梳状滤波器1102包括微环滤波器、采样光栅和FP腔。这里，光栅可以指具有将光分割且衍射成在不同方向上行进的不同光束的周期性结构的光学组件。微环滤波器可以包括两个或两个以上波导宽度相等的同心环形波导和直波导。FP腔由内表面镀高反射膜、外表面镀增透膜的玻璃板构成。

本申请提供的外腔体11中第一梳状滤波器1102可以基于电光效应或热光效应或压光效应，对第一梳状滤波器1102的FSR进行控制或改变，即通过改变或控制施加在介质中的电压/温度/应力，改变介质的折射率，实现对第一梳状滤波器1102滤波频率的调谐。

需要说明的是，FP腔/微环滤波器/采样光栅表面的加热电极的温度不同，FP腔/微环滤波器/采样光栅的谐振频率不同。

在一些实施例中，波分器1103，又称波分滤波器，用于将频率调谐覆盖范围(F_T)对应的频段分为至少两个子频段；至少两个子频段中相邻子频段的隔离度大于预设隔离度。这里，预设隔离度可以是波分器1103出厂时设定的一个固定值，也可以是用户根据实际应用场景设置的，对此本申请不作具体限定。示例性的，预设隔离度可以设置为10dB。

在一些实施例中，波分器1103，包括但不限于级联马赫曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer，MZI)结构、阵列波导光栅等可以把一个频段进行划分的滤波结构。

在一些实施例中，波分器1103可以对F_T对应的频段进行等分，得到至少两个子频段；或者波分器1103可以根据ITU-T对光纤通信中波段的划分规定，将F_T中属于同一波段的频段划分到同一子频段中。光纤通信的波段包括但不限于O波段、S波段、C波段或L波段。O波段是指1260nm～1360nm的波段。S波段是指1470nm～1530nm的波段C波段是指1530nm～1565nm的波段，L波段是指1565nm～1625nm的波段。

本申请实施例中，波分器1103将频率调谐覆盖范围对应的频段分为至少两个子频段，每一子频段对应一个输出支路，每一输出支路上依次连接一个第二梳状滤波器1104和一个可调反射镜1105。

本申请实施例中，可调反射镜1105用于控制/改变至少两个输出支路上光功率的反射比例，保证某一时刻仅有一个输出支路会处于工作状态；即将输出支路的反射比例调大，而将其他输出支路反射比例调整到趋近于0。需要说明的是，可调反射镜1105的调节范围需大于20dB。

在一些实施例中，可调反射镜1105包括能改变或控制至少两个输出支路上光功率的反射比例的任何材料构成的器件。示例性的，可调反射镜1105包括微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)微光学可调反射镜或可调MZI反射镜。

本申请提供的外腔体11中可调反射镜1105可以基于电光效应或热光效应或压光效应，对外腔可调谐激光器的外腔的反馈强度进行控制或改变，即通过改变或控制施加在可调反射镜1105的反射镜中的电压/温度/应力，改变反射镜的折射率，进而改变可调反射镜1105的反射比例。

需要说明的是，可调MZI反射镜一臂上的加热电极温度不同，可调MZI反射的反馈比例不同。

需要说明的是，施加在MEMS微光学可调反射镜上的应力不同/施加在MEMS微光学可调反射镜上的电压不同，MEMS微光学可调反射镜的反射比例不同。

在一些实施例中，可调反射镜1105还可以用于改变/控制外腔可调谐激光器的外腔的反馈强度。可调反射镜1105通过改变不同支路上反射镜的反馈强度，不仅可以实现子频段的控制和切换，同时还可以起到均衡外腔激光器出射光功率。

本申请实施例中，第二梳状滤波器1104用于对输入的光信号进行窄带滤波，即第二梳状滤波器1104内部有许多按一定频率间隔相同排列的通带和阻带，只让某些特定频率范围的光信号通过。在图4所示的第二梳状滤波器的滤波光谱中，纵轴代表光信号的强度，单位为分贝(dB)；横轴代表光信号的频率，单位为赫兹(Hz)。第二梳状滤波器的FSR记为FSR2。在图4所示的滤波光谱中，两个波峰之间的带宽等于一个FSR2。

需要说明的是，第一梳状滤波器1102的FSR与第二梳状滤波器1104的FSR相近但略有偏差。这里，相近但略有偏差指的是第一梳状滤波器1102的FSR与第二梳状滤波器1104的FSR的差值在预设的差值范围内。

在一些实施例中，第二梳状滤波器1104的材料可以是光波导材料，例如InP、绝缘体上的SOI或Polymer波导。

示例性的，第二梳状滤波器1104包括微环滤波器、采样光栅和FP腔。这里，光栅可以指具有将光分割且衍射成在不同方向上行进的不同光束的周期性结构的光学组件。微环滤波器可以包括两个或两个以上波导宽度相等的同心环形波导和直波导。FP腔由内表面镀高反射膜、外表面镀增透膜的玻璃板构成。

本申请提供的外腔体11中第二梳状滤波器1104可以基于电光效应或热光效应或压光效应，对第二梳状滤波器1104的FSR进行控制或改变，即通过改变或控制施加在介质中的电压/温度/应力，改变介质的折射率，实现对第二梳状滤波器1104滤波频率的调谐。

需要说明的是，FP腔/微环滤波器/采样光栅表面的加热电极的温度不同，FP腔/微环滤波器/采样光栅的谐振频率不同。

本申请实施例中，外腔可调谐激光器的外腔体11中的第一梳状滤波器1102和任一输出支路上的第二梳状滤波器1104，可以基于游标效应，构成游标滤波器组，以扩大游标滤波器组对应的FSR和期望的频率调谐范围(F_T)，保证在增益芯片的增益带宽内仅有一个滤波主峰，进而实现在该滤波峰频率处的单模激射。其中，F_T可以通过如下公式确定。

其中，FSR1为第一梳状滤波器1102的FSR；FSR2为第二梳状滤波器1104的FSR。这里，游标滤波器组仅需要覆盖1/N的调谐范围。这里，N为波分器1103的输出支路的数量。

需要说明的是，相关技术中，为了获得更大的频率调谐范围，需要尽量减小两个梳状滤波器的FSR偏差，但这也意味着对于滤波主峰附近边模的抑制作用会变差，因此，仅仅依靠基于两个梳状滤波器的游标滤波器组难以覆盖很大的频率调谐覆盖范围，如C+L波段。针对上述问题，本申请提供的外腔可调谐激光器的外腔体11，在该外腔体11中的移相器1101和第一梳状滤波器1102之后引入波分器1103，将原本的频率调谐范围(F_T)分为N个较小的子频段。波分器1103的N个输出支路上分别连接有一个第二梳状滤波器1104和一个可调反射镜1105。N为大于等于2的正整数。本申请可以通过可调反射镜1105调节各个输出支路上光功率的反射比例，保证某一时刻仅有一个输出支路会处于工作状态。此时，该输出支路上的第二梳状滤波器1104(例如，图1中的第二梳状滤波器N)会与第一梳状滤波器1102，基于游标效应，构成游标滤波器组。该游标滤波器组仅需要覆盖F_T/N的调谐范围即可。N个子频段之间的切换通过调节可调反射镜1105的反射比例来控制，并通过波分器1103拼接成完整的频率调谐范围。也就是说，本申请通过波分滤波器将大频率覆盖范围，拆成至少两个较小的频率覆盖范围；进一步的，小频率覆盖范围对应的第二梳状滤波器1104和第一梳状滤波器1102可以基于游标效应，实现调谐控制；明显，本申请提供的外腔可调谐激光器能够兼顾到多个小的子频段即多个波段，在每一小的子频段均能够基于游标效应，实现调谐控制，如此，解决了相关技术中的外腔可调谐激光器只能实现覆盖C或L其中一个波段，难以同时覆盖C+L波段的问题。

参见图2所示，本申请实施例提供一种外腔可调谐激光器的外腔体11，包括：

模斑变换器1106；

分光器1107；

移相器1101；

第一梳状滤波器1102，与移相器1101连接；

波分器1103，与第一梳状滤波器1102连接，或与移相器1101连接；

其中，波分器1103包括至少两个输出支路，每一输出支路上依次连接一个第二梳状滤波器1104和一个可调反射镜1105。

在一些实施例中，模斑变换器1106，设置在外腔体11的表面，用于耦合增益芯片12与外腔11。这里的，表面可以指的是外腔体11的外表面或者内表面；

分光器1107，设置在模斑变换器1106和第一梳状滤波器1102之间。

需要说明的是，图2作为示例，移相器1101设置在第一梳状滤波器1102与波分器1103之间。

在一些实施例中，由于本申请提供的外腔体11中的第一梳状滤波器1102与移相器1101之间的位置可以对调，因此，分光器1107，也可以设置在模斑变换器1106和移相器1101之间。在一种可实现的结构中，外腔体11中的模斑变换器1106、分光器1107、第一梳状滤波器1102、移相器1101和波分器1103依次连接；在另一种可实现的结构中，外腔体11中的模斑变换器1106、分光器1107、移相器1101、第一梳状滤波器1102和波分器1103依次连接。即分光器1107只需要位于模斑变换器1106和第一梳状滤波器1102之间，分光器1107和移相器1101的位置没有固定关系。

在一些实施例中，模斑变换器1106，又称模斑耦合器，能够扩大外腔体11边缘波导的模场，提高增益芯片与外腔体11的耦合效率，模斑变换器1106包括但不限于波导宽度渐变结构或波导厚度渐变结构或双包层结构或悬臂梁结构。

在一些实施例中，分光器1107用于分出一部分出射光送入波长监控装置(图2中未示出)，分光器1107包括多模干涉器或定向耦合器或Y分支器。需要说明的是，由于本申请的外腔可调谐激光器的结构中，某一时刻仅有一个输出支路会处于工作状态；不同通信场景下工作的输出支路不同，因此，若波长监控装置与其中一个输出支路连接，那么波长监控装置在部分通信场景下无法获取到出射光，因此，本申请在模斑变换器1106和第一梳状滤波器1102之间设置一个分光器1107，用于分出一部分出射光送入波长监控装置，以使波长监控装置能得到出射光，并能够判断出射光频率与ITU-T标准频率的误差。

在一些实施例中，图1和图2中的外腔体11还包括：加热电极(图1和图2中未示出)，设置在第一梳状滤波器1102、第二梳状滤波器1104、移相器1101、可调反射镜1105和波分器1103中至少之一的表面上。也就是说，本申请提供的外腔体11中的第一梳状滤波器1102、第二梳状滤波器1104、移相器1101、可调反射镜1105和波分器1103中任一器件可以利用热光效应，即通过加热或冷却表面上的加热电极，改变介质的折射率，实现对光信号的相位或幅度或强度或偏振状态的调制。当然，本申请提供的外腔体11中的第一梳状滤波器1102、第二梳状滤波器1104、移相器1101、可调反射镜1105和波分器1103中任一器件还可以利用电光效应或压光效应等，实现对光信号的相位或幅度或强度或偏振状态的调制。

在一些实施例中，外腔体11通过高导热基座板固定在半导体致冷器(ThermoElectric Cooler，TEC)上。

在一些实施例中，外腔体11为硅基集成外腔体。硅基集成外腔体使得在一块硅基芯片上紧凑的集成第一梳状滤波器1102、可调反射镜1105、移相器1101、第二梳状滤波器1104、波分器1103等功能元件，突破微光学外腔的功能限制，同时，减小相关技术中的ITLA的体积和功耗。需要说明的是，硅基集成外腔体的制作材料包括但不限于绝缘体上硅、氮化硅、碳化硅。

在一些实施例中，至少两个第二梳状滤波器1104的自由谱区范围FSR相同，且滤波带宽在同一范围内。需要说明的是，本申请提供的外腔体11采用了波分器1103对频率覆盖范围进行切片后，每个输出支路单独控制某个子频段且至少两个输出支路跨越的频率范围较广。其中，跨越的频率范围可达到100纳米(nm)。同时，由于硅基芯片上波导色散和波导耦合结构在不同频段的性质具有较大差异，激光器频率在N个子频段之间切换时外腔特性变化明显，最终会导致ITLA在至少连个子频段上的关键指标(线宽、出射功率等)发生较大波动，不利于实际应用。因此，本申请对波分器1103的至少两个输出支路上的每个第二梳状滤波器1104的FSR和滤波带宽进行优化，保证在整个频率调谐范围内ITLA具有稳定的出光指标。

这里，至少两个第二梳状滤波器1104的自由谱区范围FSR相同，即至少两个第二梳状滤波器1104具有相同的FSR。由于波导在不同子频段具有不同的有效折射率，为保证FSR相同，需要对应改变滤波结构的长度。微环滤波器为例，需要根据每个子频段的有效折射率(n1,……，nN)，改变微环的周长(Lc1，……，LcN)，保证n1·Lc1＝n2·Lc2＝…＝nN·LcN；这里，N代表子频段的数量、n代表折射率、Lc代表周长。

这里，至少两个第二梳状滤波器1104滤波带宽在同一范围内，即至少两个第二梳状滤波器1104在各自子频段具有相近的滤波带宽。对于微环滤波器来说，对于不同支路设计不同波导耦合间距，保证在不同子频段具有相近的耦合系数。其中，具有相近的滤波带宽可以理解为任意两个子频段的滤波带宽的差在预设范围内。

参见图3所示，本申请实施例提供一种外腔可调谐激光器1，包括：

外腔体11；

增益芯片12，与外腔体11耦合；

波长监控装置13；

综合数据采集与控制模块14；

其中，外腔体11包括：

模斑变换器1106；

分光器1107；

移相器1101；

第一梳状滤波器1102，与移相器1101连接；

波分器1103，与第一梳状滤波器1102连接，或与移相器1101连接；

其中，波分器1103包括至少两个输出支路，每一输出支路上依次连接一个第二梳状滤波器1104和一个可调反射镜1105。

在一些实施例中，增益芯片12包括：

增反膜1201，设置在增益芯片12的第一端的端面；

增透膜1202，设置在增益芯片12的第二端的端面；第一端和第二端为相对端；第二端为靠近外腔体11的一端。

本申请实施例中，增益芯片12为单端RSOA。远离外腔体11的第一端的端面作为外腔可调谐激光器1的出光端面，镀增反膜1201，即高反(High-reflection，HR)膜。靠近外腔体11的第一端的端面镀增透膜1202，即抗反射(nti-reflection)膜。第一端的端面与外腔体11通过外腔体11中的模斑变换器1106进行耦合，当然，第一端的端面与外腔体11，可以通过微透镜或波导边沿对准的方式进行耦合。需要说明的是，为了保证反射式增益芯片12不会因为自身的端面谐振形成自激振荡，第一端的端面镀增透膜1202，例如，增透膜1202的反射率小于0.01％。

在一些实施例中，为了获得较好性能指标，增益芯片12的增益带宽大于频率覆盖范围(F_T)；即增益芯片12的增益谱带宽能够覆盖预期的频率调谐范围。例如，为保证ITLA能够覆盖C6T+L6T的频率范围，要求RSOA的增益带宽大于100nm。

在一些实施例中，增益芯片通过高导热基座板固定在TEC上。

在一些实施例中，波长监控装置13，与外腔体11中的分光器1107连接。

在一些实施例中，波长监控装置13包括FP标准具和集成在外腔体11上的片上波锁结构。这里，外腔体11上的片上波锁结构包括片上基于空气腔的波长锁定器件。

本申请实施例中，波长监控装置13的谐振频率与ITU-T标准频率对应。若波长监控装置13获得外腔体11中分光器1107分出的部分出射光后，通过检测外腔出射光透过波长监控装置13后的光功率来判断出射光频率与ITU-T标准频率的误差；或判断出射光的实际的光功率与目标的光功率的误差。

在一些实施例中，综合数据采集与控制模块14，用于采集外腔可调谐激光器1中各组件的属性参数，并控制各组件的属性参数调整。其中，综合数据采集与控制模块14可以与外腔体11中的移相器1101、第一梳状滤波器1102、波分器1103、第二梳状滤波器1104和一个可调反射镜1105、增益芯片12以及波长监控装置13通信连接。这里，综合数据采集与控制模块14可以设置在外腔可调谐激光器1中，但相对外腔体11的一个独立元件，也可以是设置在外腔体11中的一个元件。

图4是本申请提供的一种外腔可调谐激光器的工作原理示意图。图4中的所有纵轴代表光信号的强度，单位为分贝(dB)；所有横轴代表光信号的频率，单位为赫兹(Hz)。

首先，当增益芯片注入电流大于阈值电流时，增益芯片提供宽带增益，得到如图4中所示的增益谱线。

其次，根据目标出射频率，调节波分器的至少两个输出支路上的可调反射镜的反射比例，使得出射频率所在频段对应的输出支路上的可调反射镜的反射比例大于0，除出射频率所在频段外的其他子频段对应的输出支路上的可调反射镜的反射比例均为0。调节第一梳状滤波器表面加热电极的温度、以及第二梳状滤波器表面加热电极的温度达到预设温度值，得到如图4中所示的滤波光谱。进一步的，第一梳状滤波器和出射频率所在频段对应的输出支路上的第二梳状滤波器构成游标滤波器组。只有当两个梳状滤波器的某个谐振频率对准时，外腔在该频率处的损耗才较低；而其他频率处两级梳状滤波器的谐振频率会稍稍错开，导致外腔在其他频率处损耗较大。同时，通过调节移相器，保证复合腔在该频率处满足相位匹配条件。因此，在增益芯片的增益谱带宽内，基于游标效应和子频段控制可以保证仅有一个纵模会激射。如图4所示，出射激光仅在波分滤波响应2对应第二梳状滤波器与第一梳状滤波器的谐振频率对齐位置出现一个谐振峰，使得增益芯片的增益谱带宽内仅有一个纵模会激射。其中，波分滤波响应1、波分滤波响应2和波分滤波响应3对应的光谱是波分器上的三个输出支路上的第二梳状滤波器产生的滤波光谱。

然后，通过改变第一梳状滤波器和第二梳状滤波器的谐振频率，即可切换对齐的谐振峰，实现外腔可调谐激光器在当前选定子频段内的频率调谐。如果需要进行频段切换，只需要通过可调反射镜重新改变分支路的反馈比例，然后在新的子频段重复游标效应的调谐。考虑到不同子频段增益芯片的增益略有差别，还可以通过适当调节可调反射镜反馈比例来实现功率均衡。

最后，通过外腔芯片上的移相器调节反馈相位，对外腔激光器的频率进行小范围的连续调节，实现波长的精准调控。

图5是本申请提供的一种外腔可调谐激光器的示意图。

增益芯片为单端反射型半导体光放大器。出光端面镀高反膜，反射率95％；与硅基外腔芯片的耦合端面镀增透膜，反射率0.005％。增益芯片的增益谱带宽100nm。

波分滤波器采用级联MZI结构(级联MZI滤波器)，将C6T+L6T波段划分为两个子频段，端口1处的滤波响应为C6T波段的带通滤波响应，端口2处的滤波响应为L6T波段的带通滤波响应。这里，级联MZI结构具有较好的频率选择性，能够产生接近矩形的带通滤波形状。同时，级联MZI结构属于有限冲激响应滤波器，在通带内具有平坦的延时，保证子频段内的滤波特性稳定

外腔体上梳状滤波器均采用微环滤波器结构。第二微环滤波器包括微环滤波器2-1和微环滤波器2-2，分别连接级联MZI结构的输出端口1和端口2。微环滤波器2-1和微环滤波器2-2的结构参数(周长、耦合系数)分别针对C6T和L6T波段设计，保证两者在对应频段上的FSR均为50GHz，带宽500MHz左右。第一微环滤波器(微环滤波器1)在C6T和L6T的每个频段上与微环滤波器2-1和微环滤波器2-2的FSR偏差不大于0.35GHz，带宽在全频段上不大于500MHz。微环滤波器表面有加热电极可以局部改变波导有效折射率，进而实现微环滤波器滤波频率的调谐。

移相器为波导延时线结构，通过波导表面加热电极实现相位0～2π的连续调谐。

可调反射镜采用MZI反射镜结构(可调反射镜1，可调反射镜2)，反射比例在0～1之间连续调节，调节范围为-20dB到0dB。通过调节MZI反射镜某一臂上加热电极的温度，改变反射镜的反馈功率比，实现子频段的选择和切换。

增益芯片与外腔体通过波导边沿对准的方式或模斑变换器进行耦合，并通过高导热基座板固定在TEC上，进行整体的温度控制。

外腔体通过模斑变换器与波长监控装置(图5中未示出)进行耦合。

需要说明的是，图5所示的外腔可调谐激光器可以实现覆盖C6T+L6T的全频段可调窄线宽激光器，简化光模块的供应结构。外腔可调谐激光器中各组件集成在一块硅基芯片上，相比相关技术中的微光学外腔激光器方案在频率调谐范围、线宽上有明显的提升，同时在体积、功耗方面具有明显改善。

本申请的实施例提供一种外腔可调谐激光器的波长锁定方法，应用于外腔可调谐激光器，参照图6所示，该方法包括以下步骤：

步骤601、确定外腔可调谐激光器的出射光的目标频率以及出射光的目标功率。

步骤602、基于目标频率和目标功率，确定调整信息。

其中，调整信息包括外腔可调谐激光器中待调整组件、待调整组件中的待调整参数，以及待调整参数的调整量；待调整的组件包括增益芯片、第一梳状滤波器、第二梳状滤波器、可调反射镜和移相器中的一个或多个。

本申请实施例中，待调整参数包括增益芯片的折射率、第一梳状滤波器的折射率、第二梳状滤波器的折射率、移相器的相位和可调反射镜的反射比例。

本申请实施例中，增益芯片的折射率与增益芯片的温度、待注入增益芯片的电流量、待施加在增益芯片上的应力之间存在一一对应的关系。第一梳状滤波器的折射率与第一梳状滤波器的温度，或第一梳状滤波器的折射率与待注入第一梳状滤波器的电流量，或第一梳状滤波器的折射率与待施加在第一梳状滤波器上的应力之间存在一一对应的关系。第二梳状滤波器的折射率与第二梳状滤波器的温度，或第二梳状滤波器的折射率与待注入第二梳状滤波器的电流量，或第二梳状滤波器的折射率与待施加在第二梳状滤波器上的应力之间存在一一对应的关系。移相器的相位与移相器的温度，或移相器的相位与待注入移相器的电流量，或移相器的相位与待施加在移相器上的应力之间存在一一对应的关系。可调反射镜的反射比例与可调反射镜的温度，或可调反射镜的反射比例与待注入可调反射镜的电流量，或可调反射镜的反射比例与待施加在可调反射镜上的应力之间存在一一对应的关系。

本申请实施例中，待调整参数的调整量包括具体的温度、具体的电流量和具体的应力值。

本申请实施例中，在基于目标频率和目标功率确定调整信息时，先获得外腔可调谐激光器的核心参数关系表。其中，核心参数关系表中包括出射光的频率与外腔可调谐激光器中各组件的参数之间的映射关系、以及出射光的功率与外腔可调谐激光器中各组件的参数之间的映射关系。然后，基于映射关系、目标频率和目标功率，确定调整信息。

本申请实施例中，在对外腔可调谐激光器中各组件进行调整之前，对本发明中的外腔激光器进行参数校准，建立ITU-T标准频率与增益芯片、第一梳状滤波器、第二梳状滤波器，可调反射镜和移相器等的核心参数的对应关系表。其中，增益芯片、第一梳状滤波器、第二梳状滤波器，可调反射镜和移相器等的核心参数包括增益芯片的折射率、第一梳状滤波器的折射率、第二梳状滤波器的折射率、移相器的相位和可调反射镜的反射比例。

步骤603、基于调整量，对外腔可调谐激光器中的待调整组件中的待调整参数进行调整，得到调整后的外腔可调谐激光器。

其中，调整后的外腔可调谐激光器的出射光的频率和功率在目标范围内，且出射光的相位满足相位匹配条件。

本申请实施例中，若出射光的频率和功率均在目标范围内，确定外腔可调谐激光器的出射光已对准ITU-T标准频率，并输出出射光。

在一些实施例中，步骤603中基于调整量，对外腔可调谐激光器中的待调整组件中的待调整参数进行调整，得到调整后的外腔可调谐激光器之后，还包括步骤A1至步骤A2，或包括步骤A3至步骤A4：

步骤A1、判定出射光的实际频率与目标频率的误差是否在预设范围内；

步骤A2、若误差不在预设范围内，调节移相器的相位。

步骤A3、判定出射光的实际功率与目标功率的误差是否在预设范围内；

步骤A4、若误差不在预设范围内，调节当前工作的输出支路上的可调反射镜的反射比例。

在一些实施例中，若出射光的实际频率与目标频率不在预设范围内，可以小范围连续调节激光器的出射频率，即调节移相器的相位，改变出射光的频率，现与ITU-T标准频率的精确对准。若出射光的实际功率与目标功率不在目标范围内，调节当前工作的输出支路上的可调反射镜的反射比例，改变出射光的功率。

图7是本申请的实施例提供一种外腔可调谐激光器的波长锁定方法。

步骤701、根据目标频率查找预设参数表；调节波分滤波器N个输出支路上的可调反射镜的反射比例来选定子频段；调节第一级梳状滤波器和当前支路第二级梳状滤波器的谐振频率，使得两个梳状滤波器谐振峰对齐在目标频率附近，同时调节移相器，满足相位匹配条件。

其中，N为大于等于2的正整数。两个梳状滤波器谐振峰对齐在目标频率附近可以理解为两个梳状滤波器谐振峰的对齐位置对应的频率与目标频率之间的差值在预设差值范围内。

步骤702、外腔激光器的出射光送入波长监控装置，检测出射光频率与ITU-T标准频率的误差。

本申请实施例中，波长监控装置为与ITU-T标准频率间隔对应的FP标准具，也可以是集成在芯片上的片上波锁结构。通过检测外腔激光器出射光透过波长监控装置后的光功率来判断出射光频率与ITU-T标准频率的误差，或判断出射光的功率与目标功率的误差。

步骤703、判断误差是否小于允许的频差阈值。

步骤704、若误差小于允许的频差阈值，输出出射光。

步骤705、若误差大于或等于允许的频差阈值，在相位匹配点附近调节外腔移相器的相位，并重复执行步骤702，直到误差小于允许的频差阈值。

本申请实施例中，如果误差小于允许的频差阈值，则认为外腔激光器出射光已对准ITU-T标准频率；如果误差大于或等于允许的频差阈值，则进一步在相位匹配点附近调节外腔移相器的相位，通过小范围连续调节激光器的出射频率来实现与ITU-T标准频率的精确对准。

在一些实施例中，如果出射光的功率与目标功率的误差小于允许的功率差阈值，则认为外腔激光器出射光的功率达到要求；如果出射光的功率与目标功率的误差大于或等于允许的功率差阈值，则需要调节当前工作的输出支路上的可调反射镜的反射比例，以使外腔激光器出射光的功率达到要求。

本申请的实施例提供一种外腔可调谐激光器的波长锁定装置，该外腔可调谐激光器的波长锁定装置可以应用于图6对应的实施例提供的一种外腔可调谐激光器的波长锁定方法中，参照图8所示，该外腔可调谐激光器的波长锁定装置8包括：

处理模块81，用于确定外腔可调谐激光器的出射光的目标频率以及出射光的目标功率；

处理模块81，用于基于目标频率和目标功率，确定调整信息；其中，调整信息包括外腔可调谐激光器中待调整组件、待调整组件中的待调整参数，以及待调整参数的调整量；待调整的组件包括增益芯片、第一梳状滤波器、第二梳状滤波器、可调反射镜和移相器中的一个或多个；

处理模块81，用于基于调整量，对外腔可调谐激光器中的待调整组件中的待调整参数进行调整，得到调整后的外腔可调谐激光器；其中，调整后的外腔可调谐激光器的出射光的频率和功率在目标范围内，且出射光的相位满足相位匹配条件。

在本申请的其他实施例中，处理模块81，还用于获得外腔可调谐激光器的核心参数关系表；其中，核心参数关系表中包括出射光的频率与外腔可调谐激光器中各组件的参数之间的映射关系、以及出射光的功率与外腔可调谐激光器中各组件的参数之间的映射关系；

处理模块81，用于基于映射关系、目标频率和目标功率，确定调整信息。

在本申请的其他实施例中，待调整参数包括增益芯片的折射率、第一梳状滤波器的折射率、第二梳状滤波器的折射率、移相器的相位和可调反射镜的反射比例。

在本申请的其他实施例中，波长监控模块82，还用于判定出射光的实际频率与目标频率的误差是否在预设范围内；

处理模块81，用于若误差不在预设范围内，调节移相器的相位。

在本申请的其他实施例中，波长监控模块82，还用于判定出射光的实际功率与目标功率的误差是否在预设范围内；

处理模块81，还用于若误差不在预设范围内，调节当前工作的输出支路上的可调反射镜的反射比例。

需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。

本申请的实施例提供一种外腔可调谐激光器芯片，该外腔可调谐激光器芯片可以应用于图6对应的实施例提供的一种外腔可调谐激光器的波长锁定方法中，参照图9所示，该外腔可调谐激光器芯片9包括：

处理器901、存储器902、通信总线903和图3对应的外腔可调谐激光器1，其中：

通信总线903用于实现处理器901、存储器902和外腔可调谐激光器1之间的通信连接。

处理器901用于执行存储器902中存储的外腔可调谐激光器的波长锁定程序，以实现如图6对应的实施例提供的外腔可调谐激光器的波长锁定方法中的实现过程，此处不再赘述。

本申请实施例所提供的方法可以直接体现为由处理器901执行的软件模块组合，软件模块可以位于存储介质中，存储介质位于存储器902，处理器901读取存储器902中软件模块包括的可执行指令，结合必要的硬件完成本申请实施例提供的方法。

作为示例，处理器901可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。

需要说明的是，本实施例中处理器所执行的步骤的具体实现过程，可以参照图6对应的实施例提供的外腔可调谐激光器的波长锁定方法中的实现过程，此处不再赘述。

本申请的实施例提供一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有一个或者多个程序，该一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如图6对应的实施例提供的外腔可调谐激光器的波长锁定方法中的实现过程，此处不再赘述。

这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

上述计算机存储介质/存储器可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、磁性随机存取存储器(Ferromagnetic Random Access Memory，FRAM)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种终端，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”或“本申请实施例”或“前述实施例”或“一些实施例”或“一些实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”或“本申请实施例”或“前述实施例”或“一些实施例”或“一些实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。

本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

值得注意的是，本申请实施例中的附图只是为了说明各个器件在终端设备上的示意位置，并不代表在终端设备中的真实位置，各器件或各个区域的真实位置可根据实际情况(例如，终端设备的结构)作出相应改变或偏移，并且，图中的终端设备中不同部分的比例并不代表真实的比例。

以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (27)

1.一种外腔可调谐激光器的外腔体，其特征在于，包括：

移相器；

第一梳状滤波器，与所述移相器连接；

波分器，与所述第一梳状滤波器连接，或与所述移相器连接；

其中，所述波分器包括至少两个输出支路，每一输出支路上依次连接一个第二梳状滤波器和一个可调反射镜。

2.根据权利要求1所述的外腔体，其特征在于，所述第一梳状滤波器包括法布里珀罗FP腔或微环滤波器或采样光栅；所述第二梳状滤波器包括所述FP腔或所述微环滤波器或所述采样光栅。

3.根据权利要求1所述的外腔体，其特征在于，所述移相器包括可调波导延时线结构或铌酸锂晶体移相器或可调介质棒。

4.根据权利要求1所述的外腔体，其特征在于，所述波分器包括级联马赫曾德尔干涉仪MZI结构或阵列波导光栅。

5.根据权利要求4所述的外腔体，其特征在于，所述波分器用于将频率调谐覆盖范围对应的频段分为至少两个子频段；所述至少两个子频段中相邻子频段的隔离度大于预设隔离度。

6.根据权利要求1所述的外腔体，其特征在于，所述可调反射镜包括微机电系统MEMS微光学可调反射镜或可调MZI反射镜。

7.根据权利要求1所述的外腔体，其特征在于，所述外腔体还包括：

模斑变换器，设置在所述外腔体的表面，用于耦合增益芯片与所述外腔体。

8.根据权利要求7所述的外腔体，其特征在于，所述外腔体还包括：

分光器，设置在所述模斑变换器和所述第一梳状滤波器之间。

9.根据权利要求7所述的外腔体，其特征在于，所述模斑变换器包括波导宽度渐变结构或波导厚度渐变结构或双包层结构或悬臂梁结构。

10.根据权利要求8所述的外腔体，其特征在于，所述分光器包括多模干涉器或定向耦合器或Y分支器。

11.根据权利要求1所述的外腔体，其特征在于，所述外腔体为硅基集成外腔体。

12.根据权利要求1所述的外腔体，其特征在于，所述外腔体通过高导热基座板固定在半导体致冷器TEC上。

13.根据权利要求1所述的外腔体，其特征在于，所述至少两个第二梳状滤波器的自由谱区范围FSR相同，且滤波带宽在同一范围内。

14.根据权利要求1所述的外腔体，其特征在于，所述外腔体还包括：

加热电极，设置在所述第一梳状滤波器、所述第二梳状滤波器、所述移相器、所述可调反射镜和所述波分器中至少之一的表面上。

15.一种外腔可调谐激光器，其特征在于，包括：

权利要求1至14所述的外腔体；

增益芯片，与所述外腔体耦合。

16.根据权利要求15所述的外腔可调谐激光器，其特征在于，所述增益芯片包括：

增反膜，设置在所述增益芯片的第一端的端面；

增透膜，设置在所述增益芯片的第二端的端面；所述第一端和所述第二端为相对端；所述第二端为靠近所述外腔体的一端。

17.根据权利要求15所述的外腔可调谐激光器，其特征在于，所述增益芯片通过高导热基座板固定在TEC上。

18.根据权利要求15所述的外腔可调谐激光器，其特征在于，所述外腔可调谐激光器还包括：

波长监控装置，与所述外腔体中的分光器连接。

19.根据权利要求18所述的外腔可调谐激光器，其特征在于，所述波长监控装置包括FP标准具和集成在所述外腔体上的片上波锁结构。

20.一种外腔可调谐激光器的波长锁定方法，应用于所述外腔可调谐激光器，其特征在于，所述方法包括：

确定所述外腔可调谐激光器的出射光的目标频率以及所述出射光的目标功率；

基于所述目标频率和所述目标功率，确定调整信息；其中，所述调整信息包括所述外腔可调谐激光器中待调整组件、所述待调整组件中的待调整参数，以及所述待调整参数的调整量；所述待调整的组件包括增益芯片、第一梳状滤波器、第二梳状滤波器、可调反射镜和移相器中的一个或多个；

基于所述调整量，对所述外腔可调谐激光器中的待调整组件中的待调整参数进行调整，得到调整后的外腔可调谐激光器；其中，调整后的外腔可调谐激光器的出射光的频率和功率在目标范围内，且所述出射光的相位满足相位匹配条件。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标频率、所述目标功率，确定调整信息，包括：

获得所述外腔可调谐激光器的核心参数关系表；其中，所述核心参数关系表中包括出射光的频率与所述外腔可调谐激光器中各组件的参数之间的映射关系、以及出射光的功率与所述外腔可调谐激光器中各组件的参数之间的映射关系；

基于映射关系、所述目标频率和所述目标功率，确定所述调整信息。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述待调整参数包括所述增益芯片的折射率、所述第一梳状滤波器的折射率、所述第二梳状滤波器的折射率、所述移相器的相位和所述可调反射镜的反射比例。

23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判定所述出射光的实际频率与所述目标频率的误差是否在预设范围内；

若所述误差不在所述预设范围内，调节所述移相器的相位。

24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判定所述出射光的实际功率与目标功率的误差是否在预设范围内；

若所述误差不在所述预设范围内，调节当前工作的输出支路上的可调反射镜的反射比例。

25.一种外腔可调谐激光器的波长锁定装置，其特征在于，所述波长锁定装置包括：

处理模块，用于确定所述外腔可调谐激光器的出射光的目标频率以及所述出射光的目标功率；

所述处理模块，还用于基于所述目标频率和所述目标功率，确定调整信息；其中，所述调整信息包括所述外腔可调谐激光器中待调整组件、所述待调整组件中的待调整参数，以及所述待调整参数的调整量；所述待调整的组件包括增益芯片、第一梳状滤波器、第二梳状滤波器、可调反射镜和移相器中的一个或多个；

所述处理模块，还用于基于所述调整量，对所述外腔可调谐激光器中的待调整组件中的待调整参数进行调整，得到调整后的外腔可调谐激光器；其中，调整后的外腔可调谐激光器的出射光的频率和功率在目标范围内，且所述出射光的相位满足相位匹配条件。

26.一种外腔可调谐激光器芯片，其特征在于，所述外腔可调谐激光器芯片包括：

权利要求15至19中所述的外腔可调谐激光器；

存储器，用于存储可执行指令；

处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现权利要求20至24中任一项所述的外腔可调谐激光器的波长锁定方法。

27.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求20至24中任一项所述的外腔可调谐激光器的波长锁定方法。