CN1938917B

CN1938917B - 可调谐激光器

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Publication number: CN1938917B
Application number: CN2005800103967A
Authority: CN
Inventors: 山崎裕幸
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: KR20060132745A; CN1938917A; TWI251393B; EP1737090B1; WO2005096462A1; CA2559990A1; TW200537773A; KR100837126B1; US20080232409A1; JPWO2005096462A1; EP1737090A1; EP1737090A4; US7773642B2

Abstract

本发明提供一种高可靠性、高性能并且低价格的可调谐激光器，该可调谐激光器(10)包括：通过定向耦合器(122)连接大小不同的环形谐振器(111、112)的二重环形谐振器(11)；通过定向耦合器(121)，一端(131)连接于环形谐振器(111)的LD侧波导(13)；通过定向耦合器(123)，一端(141)连接于环形谐振器(112)的反射侧波导(14)；形成有环形谐振器(111)等的PLC基板(15)；被设置于反射侧波导(14)的另一端(142)的高反射膜(16)；在对置的两个发光端面(171、172)的一边形成低反射膜(18)，LD侧波导(13)的另一端(132)被光耦合于低反射膜(18)的LD芯片(17)；以及，使二重环形谐振器(11)的谐振波长变化的膜状加热器(191～194)。

Description

可调谐激光器

技术领域

本发明涉及例如在WDM(Wavelength Division Mutiplexing)传输系统等使用的可调谐激光器。

背景技术

迎接宽带时代、面向光纤正确有效率地使用、通过一台可进行多个光波长的通信的WDM传输系统的引进正在进行。最近，将数十个光波长复用、使更高速的传输成为可能的DWDM装置(高密度波长分割复用装置)的实际应用也正在扩大。与此相伴，在各WDM传输系统中还需要与每个波长对应的光源，与高复用相伴，其需要数量正在急剧增加。而且，最近，以商用为目的，正在研讨在各节点对任意波长进行Add/Drop的ROADM(Reconfigurable optical add/dropmultiplexers)。如果引进该ROADM系统，则除了波长复用引起的传输容量的扩大之外，改变波长引起的光程切换成为可能，因此光网络的自由度飞跃性地提高。

以前，单轴模式振荡的DFB-LD(Distributed feedback laserdiode：分布反馈激光二极管)因为其易用以及可靠性高而一直被广泛使用。DFB-LD在谐振器全域形成深度30nm程度的衍射光栅，通过对应于衍射光栅周期和等价折射率的2倍的积的波长得到稳定的单轴模式振荡。但是，使用DFB-LD，不可能进行遍及振荡波长的大范围的调谐，因此，使用每个ITU栅极仅波长不同的制品，构成WDM传输系统。为此，因为需要使用每个波长不同的制品，所以或管理每波长的制品的成本上升，或需要用于故障处置的剩余库存。而且，在根据波长切换光程的ROADM中，如果使用了通常的DFB-LD，则波长范围的可变幅度就限制在因温度变化而得以改变的3nm程度。因此，有效利用积极使用波长资源的ROADM的特长的光网络的构成就变得困难。

克服这些现有的DFB-LD具有的问题，必须在宽的波长范围内实现单轴模式振荡，倾力进行可调谐激光器的研究。以下，从详细描述于下述非专利文献1中列举几个例子，以对现有的可调谐激光器进行说明。

可调谐激光器，大致分为2类：在激光组件内设置有波长可调谐机械装置的类型，和在激光组件外设置有可波长调谐机械装置的类型。

在前者的情况下，提出了在同一激光组件内形成有产生效益的活性区域和产生依靠衍射光栅的反射的DBR区的DBR-LD(DistributedBragg reflector laser diode)。该DBR-LD的可调谐范围最高是10nm程度。另外，提出了在同一激光组件内形成有产生效益的活性区域和在前方和后方将其夹住的DBR区域、使用了不均匀衍射光栅的DBR-LD。前方和后方的DBR区域，由于不均匀衍射光栅产生许多反射峰值，而且，反射峰值的间隔在前方和后方稍微偏离。根据该结构，因为可获得所谓“游标效果”，所以变得可进行很宽范围的调谐。使用了该不均匀衍射光栅的DBR-LD，实现了超过100nm的调谐动作以及40nm的准连续调谐动作。

在后者的情况下，提出了让设置于激光组件外的衍射光栅旋转，使特定波长光返回激光组件的可调谐激光器。

非专利文献1：小林功郎著，“光集成装置”，第1版第2次印刷，共立出版株式会社，2000年12月，p.104-122。

但是，在现有的可调谐激光器中，虽然以前提出了很多结构，但是因为有跳模的发生、复杂的波长控制方法、弱的振荡耐受性、组件增大引起的高价格化等缺点，所以实际应用困难的状况仍在继续。

DBR-LD中，通过进行向DBR区域进行载流子注入，使在该部分的折射率变化，实现了可调谐动作。为此，如果由于电流注入而增加了结晶缺陷，则因为对应电流注入的折射率变化的比例显著变动，所以很难长期维持用固定波长的激光振荡。而且，在现有的化合物半导体的工序技术中，2英寸以上的英寸升级是不可能的。因此，复杂化、大尺寸的激光组件，超过目前的价格降低是很困难的。

另外，在激光组件外设置了可调谐机械装置的结构中，因为由于振荡容易发生模式跳跃，所以需要用于避免模式跳跃的大规模的耐振装置。因此，导致模块尺寸的大型化和价格的上升。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高可靠性、高性能而且廉价的可调谐激光器，克服实际应用时存在问题的现有可调谐激光器的缺点。

为了达到上述目的，本发明的可调谐激光器其特征在于，包括：多重环形谐振器，将由彼此具有不同光程长的环形波导构成的环形谐振器通过光学藕合单元连接；LD侧波导，一端通过光学藕合单元连接于上述多个环形谐振器中的一个；反射侧波导，一端通过光学藕合单元连接于上述多个环形谐振器中的另一个；一个基板，形成有上述环形谐振器、上述LD侧波导以及上述反射侧波导；反射膜，被设置于上述反射侧波导的另一端；激光二极管芯片(Laser Diode Chip；以下叫做LD芯片)，在对置的两个发光端面的一边形成低反射膜，通过该低反射膜光藕合于上述LD侧波导；以及，可调谐单元，使上述多重环形谐振器的谐振波长变化。再者，作为光学藕合单元，也可使用定向藕合器。另外作为光学单元，也可使用透镜。

由LD芯片射出的光，经过低反射膜→LD侧波导→多重环形谐振器→反射侧波导→反射膜→反射侧波导→多重环形谐振器→LD侧波导→低反射膜的路径返回。该返回光的波长，是多重环形谐振器的谐振波长。其理由是，因为构成多重环形谐振器的各环形谐振器仅FSR(FreeSpectral Range)不同，所以在由各环形谐振器产生的反射(透过)的周期性变化一致的波长(谐振波长)中，产生更大的反射。而且，周期一致的波长根据各环形谐振器的圆周长和波导折射率变化而改变很大，所以可得到效率良好的可调谐动作。该波导折射率可通过热光效应而改变。所谓热光效应是指，由于热而使材料的折射率增加的现象，通常任何材料都具有。即，利用环形谐振器的温度特性，可以使多重环形谐振器的谐振波长发生变化。可调谐单元，即可以加热环形谐振器也可冷却。这样，本发明中，将圆周稍微不同的环形谐振器多个串联连接，构成多重环形谐振器，籍此巧妙利用产生的游标效果。

上述多重环形谐振器，至少包含2个以上的上述环形谐振器。如果用2个环形谐振器构成多重环形谐振器，则成为最简单的结构，并且，通过控制两个环形谐振器的温度，能够很容易地改变二重谐振器的谐振波长。另外，多重环形谐振器，如果环形谐振器的数目是N，则以N个环形谐振器的谐振波长全部一致后的波长谐振。即，因为控制N个环形谐振器的温度，所以增加了这种方法：N越增加，越改变多重环形谐振器的谐振波长。

可以将上述激光二极管芯片的低反射膜和上述LD侧波导进行对接光藕合，或者也可以将上述激光二极管芯片的低反射膜和上述LD侧波导通过光学单元进行光藕合。这样，根据情况可以选择将上述激光二极管芯片的低反射膜和上述LD侧波导进行光藕合的结构。上述多个环形谐振器，其结构变为，设定上述环形波导的直径以使周期性出现的反射峰值的间隔不同，在反射峰值的会合点引起谐振。可调谐单元，使上述环形谐振器的环形波导的折射率变化，并使谐振波长变化。具体地，上述可调谐单元利用上述环形波导的温度特性使上述环形波导的折射率变化。

因此，通过不使用迄今的外腔的简便结构，能够实现用固定波长的DFB-LD不能得到的在宽的波长范围的可调谐动作。而且，和通常的外腔型可调谐激光器不同，因为不存在活动部，所以除了高的可靠性之外，能够实现高的振动冲击特性。除此之外，因为使用环形波导的温度特性使环形波导折射率变化，所以与将电流注入到半导体波导的方式相比，波长调谐极少发生特性的老化。

而且，本发明具有检测上述多重环形谐振器的谐振波长的波长检测单元。上述波长检测单元，仅使一定范围的波长的光通过，也可以检测上述波长。通过该波长检测单元，可知道多重环形谐振器的谐振波长。

在上述多重环形谐振器和上述激光二极管芯片之间的上述LD侧波导中、在上述多重环形谐振器和上述高反射膜之间的上述反射侧波导中、或在环形谐振器间的至少一个位置，也可以插入仅使一定范围的波长的光通过的滤光器。也可在上述LD侧波导一端的被延长的端面或在上述反射侧波导一端的被延长的端面设置受光元件。此时，可做到仅一定范围的波长的光通过滤光器，由受光元件检测。通过该受光元件，可监控从LD芯片射出的激光的强度。另外，通过滤光器可使一定范围的波长的激光通过。

本发明也可包括控制单元，基于通过上述波长检测单元检测的谐振波长信息，反馈控制上述多重环形谐振器的谐振。籍此，可施行反馈控制，以使谐振波长变为固定。

也可以设置漫射光抑制部，抑制从上述LD侧波导一端的被延长的端面或上述反射侧波导一端的被延长的端面射出的漫射光的影响。籍此，可抑制漫射光的影响。

也可以利用被动对光技术在上述基板上安装上述激光二极管芯片。也可以利用被动对光技术在上述基板上安装上述受光元件。如果使用本工作方法，则不监控光输出而仅使用对位标记安装各芯片，籍此可简化制造工序。

根据本发明的可调谐激光器，在形成有多重环形谐振器的基板上安装LD芯片，利用多重环形谐振器的温度使谐振波长变化，籍此，可得到极宽范围的波长的激光器。另外，因为未使用向半导体激光器的电流注入或机械性的可动部件，因此可靠性靠。而且，因为是仅在基板上安装了LD芯片的结构，所以制造容易而廉价。

另外，通过使用本发明的激光器结构，由于不使用迄今的外腔而简便的结构，所以可实现用通常的DFB-LD不能得到的宽的波长范围。而且，因为和通常的外腔型的可调谐激光器不同，不存在可动部，所以除了高可靠性之外，能实现高的振动冲击特性。除此之外，波长调谐器，因为使环形谐振器的环形波导的折射率变化，所以与将电流注入到半导体波导的方式相比，极少发生特性的老化。本发明的可调谐激光器，和现有的可调谐激光器相比，在很多地方优秀，可以更低的价格生产，所以实际使用上是极有效的结构。

附图说明

图1是表示光本发明的可调谐激光器的第1实施方式平面图；

图2表示图1的可调谐激光器的可调谐动作，图2[1]是表示直径小的环形谐振器的反射光谱的图表，图2[2]是表示直径大的环形谐振器的反射光谱的图表，图2[3]是表示二重环形谐振器的反射光谱的图表；

图3表示图1的可调谐激光器中的二重环形谐振器的反射光谱的图表，图3[1]是两个环形谐振器间的相位差φ＝0.44π|的情况，图3[2]是两个环形谐振器间的相位差φ＝1.76π的情况。

图4是表示光本发明的可调谐激光器的第2实施方式平面图；图5是表示光本发明的可调谐激光器的第3实施方式平面图；

图6是表示光本发明的可调谐激光器的第4实施方式平面图；

图7是表示光本发明的可调谐激光器的第5实施方式平面图；

图8是表示光本发明的可调谐激光器的第6实施方式平面图；

图9是表示光本发明的可调谐激光器的第7实施方式平面图；

图10是表示光本发明的可调谐激光器的第8实施方式平面图；

图11是表示光本发明的可调谐激光器的第9实施方式平面图。

具体实施方式

下面，基于图示说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的可调谐激光器的第1实施方式的平面图。以下，基于该图示进行说明。

本实施方式的可调谐激光器10包括：二重环形谐振器11，由彼此具有不同光程的环形波导组成的环形谐振器111、112，通过定向藕合器122连接；LD侧波导13，通过定向藕合器122，一端131与环形谐振器111连接；反射侧波导14，通过定向耦合器123，一端141被连接于环形谐振器112；一个PLC基板15，形成有环形谐振器111、112、LD侧波导13以及反射侧波导14；高反射膜16，被设置于反射侧波导14的另一端142；LD芯片17，被设置于PLC基板15上，并且在对置的二个发光端面171、172的一边(发光端面171)上形成低反射膜18，LD侧波导13的另一端132对接光藕合于低反射膜18；以及，膜状加热器191～194，利用环形谐振器111、112的温度特性，使二重环形谐振器11的谐振波长变化。另外，作为上述波导，可使用石英玻璃等。

PLC基板15，例如在硅基板上，使用CVD、光刻法以及RIE等微细加工技术，形成了由波导构成的核层和波导以外的金属包层。作为基板也可使用PLC基板15以外的基板。另外，作为核层和金属包层的材料，二氧化硅材料之外，也可使用聚合物、光导体等其他的材料。高反射膜16，由电介质多层膜或金等金属膜构成，被成膜于PLC基板15的侧面。再有，高反射膜16，如果具有充分反射激光的特性，则也可以是任何反射膜。作为LD芯片17，使用通常的激光二极管芯片。低反射膜18，例如是电介质多层膜。膜状加热器191～194，例如是铂、铬等金属膜。另外，在膜状加热其器191～194中，未图示，附设有由接于膜状发热器191～194的两端的金属膜组成的配线，给这些配线通电的电源，控制该电源的输出电压或输出电流的控制器等。作为可调谐单元，使用了利用环形谐振器111、112的环形波导的温度特性，使环形波导的折射率变化的膜状加热器191～194，但不限于此。代替膜状加热器191～194，也可以是通过加热/冷却，利用环形谐振器111、112的环形波导的温度特性使环形波导的折射率变化的结构。重要的是，如果是使环形谐振器111、112的环形波导的折射率变化，是谐振波长变化的，则哪个都可以。再有，作为可调谐单元，如果使用被设置于基板上的膜状加热器，则通过在基板上形成金属模，可简单得到可调谐单元，因此制造容易。

LD芯片17，依靠被动对光技术，在PLC基板15上直接安装。所谓被动对光技术，是使用形成于PLC基板15面的标志图案和LD芯片17的标志图案，进行定位的技术。根据该技术，因为可不需要至今在光膜制造时进行的光轴调芯，因此，能大大改善膜制作的成本以及准备时间。

从LD芯片17射出的光L1，经过低反射膜18→LD侧波导13→二重环形谐振器11→反射侧波导14→高反射膜16→反射侧波导14→二重环形谐振器11→LD侧波导13→低反射膜18的路径返回，从发光端面172作为激光L2射出。该返回光L2的波长是二重环形谐振器11的谐振波长。

图2表示可调谐激光器10的可调谐动作，图2[1]是表示环形波导的直径小的一方的环形谐振器112的反射光谱的图表，图2[2]是表示环形波导直径大的一方的环形谐振器111的反射光谱的图表，图2[3]是表示二重环形谐振器11的反射光谱的图表。下面，基于图1和图2对可调谐激光器10的作用以及效果进行说明。

环形谐振器111、112如下构成：设定环形波导的直径以使周期性出现的反射峰值的间隔不同，在反射峰值的会合点引起谐振。具体地，如图2[1][2]所示，环形谐振器111、112，其直径R1、R2设定为，周期性出现的多数反射峰值的间隔稍微不同。因此，用实线表示的环形谐振器112的反射峰值间隔比谐振器111的反射峰值间隔还窄，而且用波长λ1使环形谐振器111、112的反射峰值一致。此时，二重环形谐振器11如图2[3]所示，用波长λ1引起谐振。

从以某通电量加热了膜状加热器191、192的状态，通过使其通电量减少，使环形谐振器111的温度下降。于是，通过降低其环形波导的折射率，如图2[2]虚线所示，环形谐振器111的反射光谱整体向短波长侧稍稍移动。其结果是，通过用波长λ2使环形谐振器111、112的反射峰值一致，如图2[3]虚线所示，二重环形谐振器11用波长λ2引起谐振。这样，通过图2[2]中用Δλ所示的反射峰值波长变化，可引起从λ1向λ2的波长变化。例如，通过环形谐振器111、112，如果两者的反射峰值的间隔偏离10％，则折射率变化引起的二重环形谐振器11的反射峰值的变化，出现10倍的谐振波长变化。通过不断反复，虽然断断续续，但是可得到极宽的可调谐范围。这和在游标或改变过去的通信机的频率的转盘上采用的微调刻度盘是相同原理。除此之外，控制膜状加热器193、194的通电量，也可使另外的环形谐振器112的反射光谱移动，籍此可在很宽的范围连续改变波长。

图3表示二重环形谐振器11的反射光谱的图表，图3[1]是环形谐振器111、112之间的相位差φ＝0.44π|的情况，图3[2]是环形谐振器间111、112之间的相位差φ＝1.76π的情况。以下，基于图1以及图3，对可调谐激光器10的波长选择装置以及可调谐装置进行详细说明。

首先，二重环形谐振器11的光传递函数由下式给出。

数1

H (λ) = \frac{A}{1 - B - C + D} |

其中，

A = \sqrt{k_{1} k_{2} k_{3}}

B = \sqrt{1 - k_{1}} \sqrt{1 - k_{2}} e^{j \frac{2 π}{λ} nΔ L_{1}} |

C = \sqrt{1 - k_{2}} \sqrt{1 - k_{3}} e^{j \frac{2 π}{λ} nΔ L_{1} + jφ}

D = \sqrt{1 - k_{1}} \sqrt{1 - k_{3}} e^{j \frac{2 π}{λ} n (Δ L_{1} + Δ L_{2}) + jφ |}

这里，分别地，κ1，κ2，κ3|表示设置于二重环形谐振器11中的定向藕合器121、122、123的分支比，λ表示波长，n表示波导等效折射率，ΔL1是环形谐振器112的圆周长，ΔL2是环形谐振器111的圆周长，φ是环形谐振器111、112间的相位差。设k1＝k3＝0.1296，k2＝0.0081，ΔL1＝2000μm，ΔL2＝2040μm，在图3中表示从高反射膜16返回光的情况下的反射光谱的计算结果。

如图3[1]所示，设φ＝0.44π，则在1.56μm附近出现反射峰值。另一方面，如图3[2]所示，设φ＝1.76π，则反射峰值在1.53μm附近出现。因此，几乎根据π的位相变化，反射峰值可在遍及C带全域(1.53μm～1.56μm)范围移动。如此，之所以用π的位相变化可进行遍及宽范围的调谐动作，是因为将仅圆周长即直径R1、R2不同的环形谐振器111、112两个串联连接，巧妙利用了由此产生的游标效果。这是因为，由于仅仅串联连接的环形谐振器111、112的FSR不同，所以在由环形谐振器111、112产生的反射(透过)的周期性变化一致的波长(谐振波长)中，更大的反射发生。因此，周期一致的波长由于环形谐振器111、112的圆周长和波导折射率变化而发生大变化，所以可期待效率良好的可调谐动作。如以前计算所示，即使在进行C带全域的调谐动作时，在此需要的位相变化是π程度。在二氧化硅波导的情况下，这是通过由80℃程度的加热通电引起的温度变化可实现的值。

本实施方式中，作为LD的波长选择装置使用这里叙述的二重环形谐振器11的反射特性，实现可调谐动作。具体地，通过向安装于构成环形谐振器111、112的环形波导正上方的膜状加热器191～194通电，使温度局部性上升。而且，通过控制该温度，可使由期望的波长引起的反射量增加，实现由相同波长引起的激光谐振。如以前所述，如果是本实施方式的结构，则通过向膜状加热器191～194通电可使反射峰值波长遍及C带全域或L带全域(1.56μm～1.59μm)移位，籍此，可在宽范围的波长范围内进行可调谐动作。

图4是表示本发明的可调谐激光器的第2实施方式的平面图。下面，基于该图进行说明。不过，和图1相同的部分，通过赋予相同符号而省略说明。

本实施方式的可调谐激光器20，在LD侧波导13的一端131以及反射侧波导14的一端141，形成使那些被延长的端面133、143朝向一定的方向的弯曲部134、144。因此，可使由端面133、143射出的漫射光导向影响小的一方。

再者，在图4中，作为漫射光控制部使用了弯曲部134、144，但不限于此。如果是控制由LD侧波导一端的延长的端面或者上述反射侧波导一端的延长的端面射出的漫射光造成的影响，也可使用任何漫射光控制部。

图5是表示本发明的可调谐激光器的第3实施方式的平面图。下面基于该图进行说明。不过，和图1相同的部分，通过赋予相同符号，省略说明。

本实施方式的可调谐激光器30，在LD侧波导13一端131的延长的端面133，设置了受光元件31。通过该受光元件31，可监控由LD芯片17射出的激光L2的强度。受光元件31，例如是光电二极管，通过被动对光技术，被直接安装在LD芯片17以及PLC基板15上。另外，受光元件31也可设置于反射侧波导142的一端141的被延长的端面143。

图6是表示本发明的可调谐激光器的第4实施方式的平面图。下面基于该图进行说明。不过，和图1以及图5相同的部分，通过赋予相同符号，省略说明。

本实施方式的可调谐激光器40，进一步包括：受光元件31，被设置于LD侧波导13一端131的被延长的端面133；非对称麻克-真德干涉仪41，插入到受光元件31和二重环形谐振器11之间的LD侧波导13中，仅使一定范围的波长的光通过；控制单元42，为使受光元件31检测的光强度一定，控制向膜状加热器191～194的通电。

非对称麻克-真德干涉仪41其结构是，通过定向耦合器413、414并联连接短波导411和长波导412，作为利用了基于波导411、412之间的光程差的干涉的滤光器而起作用。另外，非对称麻克-真德干涉仪41可被形成于其他波导同时PLC基板15。控制单元42是由例如DSP等微型计算机、AD变换器、DA变换器以及增幅器等构成的一般的单元。

非对称麻克-真德干涉仪41以及受光以及31，使一定范围的波长的光通过，作为检查2重环形谐振器11的谐振波长的波长检查单元而起作用。另外，非对称麻克-真德干涉仪41以及受光元件31，也可被设置于反射侧波导14。

在本实施方式中，控制单元42，基于波长检测单元(31，41)检查出的谐振波长信息，反馈控制2重环形谐振器11的谐振。

图7是表示本发明的可调谐激光器的第5实施方式的平面图。下面基于该图进行说明。不过，和图1和图6相同的部分，通过赋予相同符号，省略说明。

本实施方式的可调谐激光器50，在二充环形谐振器11和高反射膜16之间的反射侧波导14中，插入非对称麻克-真德干涉仪41。非对称麻克-真德干涉仪41，作为仅使一定范围的波长的光通过的滤光器而起作用。通过该滤光器功能，来自2重环形谐振器11的光中，仅一定范围内的波长的光通过非对称麻克-真德干涉仪41。该光的波长相当于2充环形谐振器11的谐振波长。非对称麻克-真德干涉仪41，也可被插入到环形谐振器间等光往复的任何地方。

图8是表示本发明的可调谐激光器的第6实施方式的平面图。下面基于该图进行说明。不过，和图1相同的部分，通过赋予相同符号，省略说明。

本实施方式的可调谐激光器60，包括：三重环形谐振器61，由具有彼此不同光程长的环形波导构成的环形谐振器111、112、113，通过定向耦合器122、123而连接；LD侧波导13，通过定向耦合器121一端131连接于环形谐振器111；反射侧波导14，通过定向耦合器124一端141连接于环形谐振器113；一个PLC基板15，形成有环形谐振器111、112、113、LD侧波导13以及反射侧波导14；高反射膜16，被设置于反射侧波导14的另一端142；LD芯片17，被设置于PLC基板15上，在对置的两个发光端面171、172的一边(发光端面171)形成低反射膜18，LD侧波导13的另一端132被连接于低反射膜18；以及，膜状加热器191～194，利用环形谐振器111、112、113的温度特性，使三重环形谐振器61的谐振波长变化。另外，作为波导，可使用石英玻璃等。

本实施方式中，多重环形谐振器变为三重环形谐振器61.三重环形谐振器61，用三个环形谐振器111、112、113的谐振波长全部一致的波长谐振。即，因为可控制三个环形谐振器111、112、113的温度，所以改变三重环形谐振器61的谐振波长的方法变得多样。

图9是表示本发明的可调谐激光器的第7实施方式的平面图。下面基于该图进行说明。不过，和图1相同的部分，通过赋予相同符号，省略说明。

本实施方式的可调谐激光器70，包括：二重环形谐振器11，由具有彼此不同光程长的环形波导构成的环形谐振器111、112，通过定向耦合器122a、123b以及定向耦合器122c而连接；LD侧波导13，通过定向耦合器121，一端131连接于环形谐振器111；反射侧波导14，通过定向耦合器123，一端141连接于环形谐振器112；一个PLC基板15，形成有环形谐振器111、112、LD侧波导13以及反射侧波导14；高反射膜16，被设置于反射侧波导14的另一端142；LD芯片17，被设置于PLC基板15上，在对置的两个发光端面171、172的一边(发光端面171)形成低反射膜18，LD侧波导13的另一端132被连接于低反射膜18；以及，膜状加热器191～194，利用环形谐振器111、112的温度特性，使二重环形谐振器11的谐振波长变化。另外，作为波导，可使用石英玻璃等。

在本实施方式中，作为连接环形谐振器111、112的光藕合单元，代替定向耦合器思好用直线波导122c。主要的，作为连接多个环形谐振器11、12的光藕合单元，也可使用定向耦合器或者波导的任何一个。

图10是表示本发明的可调谐激光器的第8实施方式的平面图。下面基于该图进行说明。不过，和图1和图9相同的部分，通过赋予相同符号，省略说明。

在以上说明的图1、图4～图9所示的实施方式中，就在基板15上安装了LD芯片17的情况进行了说明，但并不限于此。如图10以及图11所示，也可以设计从基板上割开LD芯片17。

图10所示的实施方式，设计从基板15割开LD芯片17。而且，LD芯片17的低反射膜18和LD侧波导13对接光藕合。LD芯片17的低反射膜18和LD侧波导13的间隔，以小于等于30μm的距离进行精密安装。另外，也可以使LD芯片17的低反射膜18和LD侧波导13粘合进行光藕合。

根据图10所示的实施方式，LD芯片17在安装于其他基板的情况等也有效。而且，因为对接LD芯片17的低反射膜18和LD侧波导13进行光藕合，所以可缩短其间的尺寸。

图11所示的实施方式，如图10的实施方式那样，设计从基板15割开LD芯片17。而且，通过透镜等光藕合单元80使LD芯片17的低反射膜18和LD侧波导13光藕合。通过该光藕合单元80，使LD芯片17的低反射膜18和LD侧波导13的光点尺寸的整合变得可能。

根据图11所示的实施方式，和图10的实施方式相同，LD芯片17安装于另外基板等的情况下有效，不仅如此，可使LD芯片17的低反射膜18和LD侧波导13的在光藕合部的光藕合损失减小。

以上的说明中，独立说明了各个实施方式，但也可以是适当组合这些实施方式的结构。

Claims

1.一种可调谐激光器，其特征在于，包括：

多重环形谐振器，其通过光耦合单元，将由彼此具有不同光程长的环形波导构成的多个环形谐振器连接而成；

LD侧波导，其一端通过光耦合单元连接于所述多个环形谐振器中的一个；

反射侧波导，其一端通过光耦合单元连接于所述多个环形谐振器中的另一个；

一个基板，其上形成有所述环形谐振器、所述LD侧波导以及所述反射侧波导；

高反射膜，其设置于所述反射侧波导的另一端；

激光二极管芯片，其在对置的二个发光端面的一边形成低反射膜，并通过该低反射膜光耦合于所述LD侧波导；以及，

可调谐单元，其利用所述环形波导的温度特性，使所述环形波导的折射率变化，并使所述多重环形谐振器的谐振波长变化，

所述多个环形谐振器，以使周期性出现的反射峰值的间隔不同的方式设定所述环形波导的直径，并在反射峰值的会合点引起谐振。

2.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

所述多重环形谐振器至少包含2个以上的所述环形谐振器。

3.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

所述激光二极管芯片的低反射膜和所述LD侧波导对接进行光耦合。

4.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

所述激光二极管芯片的低反射膜和所述LD侧波导通过光学单元进行光耦合。

5.根据权利要求4所述的可调谐激光器，其特征在于，

作为所述光学单元，使用了透镜。

6.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

作为所述光耦合单元，使用了定向耦合器。

7.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

所述可调谐单元是设置在所述环形波导上的膜状加热器。

8.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

还包括：波长检测单元，检测所述多重环形谐振器的谐振波长。

9.根据权利要求8所述的可调谐激光器，其特征在于，

所述波长检测单元，仅使一定范围的波长的光通过或被屏蔽，并检测所述波长。

10.根据权利要求8所述的可调谐激光器，其特征在于，

包括：控制单元，基于由所述波长检测单元检测到的谐振波长信息，反馈控制所述多重环形谐振器的谐振。

11.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

设置有：漫射光抑制部，抑制由从所述LD侧波导一端的被延长的端面或所述反射侧波导一端的被延长的端面射出的漫射光所造成的影响。

12.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

在所述多重环形谐振器和所述激光二极管芯片之间的所述LD侧波导中、在所述多重环形谐振器和所述高反射膜之间的所述反射侧波导中、或在环形谐振器之间中的至少一个位置，插入有仅使一定范围的波长的光通过的滤光器。

13.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

在所述LD侧波导一端的被延长的端面或所述反射侧波导一端的被延长的端面设置有受光元件。

14.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，

通过被动对光技术，在所述基板上安装有所述激光二极管芯片。

15.根据权利要求13所述的可调谐激光器，其特征在于，

通过被动对光技术，在所述基板上安装有所述受光元件。