CN205406952U - 一种可调谐激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可调谐激光器，包括波长计、光源模块、光纤、光处理模块和波长锁定模块；所述光源模块由可调谐激光器芯片、准直透镜、隔离器、聚焦透镜构成；所述可调谐激光器芯片发出的光经过准直透镜、隔离器后由聚焦透镜直接耦合进光纤的一端，该光纤的另一端接光处理模块，所述光处理模块由集成分光器和光强调制模块组成，光一路经过光强调制模块后光信号被调制编码进入波长计，另一路经过集成分光器后进入所述波长锁定模块，所述波长锁定模块由F-P腔滤波器和光电探测器组成，所述光信号通过F-P腔滤波器进入光电探测器，实现可调谐激光器光源模块与波长锁定模块的分离，从而降低封装工艺的技术难度，改善光网络的灵活性，提高应用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及可调谐激光器技术领域，具体涉及一种可调谐激光器。
背景技术
由于信息量的飞速膨胀，光通信网也得到快速的发展，密集波分复用系统(DWDM)的出现从一定程度上改善了信息的传输容量。但DWDM的出现对信号的发生和接收装置提出了更高的要求。可调谐激光器输出波长完全覆盖C波段，信号光波长可以方便调节，它的出现减少了激光器的备用数量，同时扩展了光网络的灵活性。
针对不同类型的可调谐激光器所具有的共性是：输出波长由芯片前光栅、后光栅、以及相位区的电流控制，而且输出波长受芯片的环境温度影响。如果要实现C波段下所有符合ITU-T波长的输出，需要在温度一定的情况下，依次调节前光栅、后光栅、以及相位区的电流才能实现，而且每一种组合电流下的输出波长并不成线性关系，对任意组合电流下的输出波长和边模抑制比都需要用光谱仪进行测试，整个工作量极其庞大且容易出错，使用人工基本不太可能完成。为了实现可调谐DBR激光器输出波长符合ITU-T标准，对各种类型的可调谐DBR激光器光学系统的设计上，都需要波长锁定模块精确的锁定工作波长，从而利用单片机和计算机辅助设备对各类可调谐DBR激光器输出特性进行测试，对符合要求的波长进行自动控制和智能转换。传统的可调谐激光器应用中需要外加信号调制器，模块所需要的无源器件多，光路极其复杂，封装工艺要求极高，制造难度大，因此在制造和应用中存在诸多问题。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供了一种可调谐激光器，通过采用新的光处理模块，实现可调谐激光器光源模块与波长锁定模块的分离，从而降低封装工艺的技术难度，改善光网络的灵活性，提高应用范围，可以有效解决背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种可调谐激光器，包括波长计、光源模块、光纤、光处理模块和波长锁定模块；所述光源模块由可调谐激光器芯片、准直透镜、隔离器、聚焦透镜构成；所述可调谐激光器芯片发出的光经过准直透镜、隔离器后由聚焦透镜直接耦合进光纤的一端，该光纤的另一端接光处理模块，所述光处理模块由集成分光器和光强调制模块组成，光进入所述光处理模块后分为两路，一路经过所述光强调制模块后光信号被调制编码进入波长计，另一路经过所述集成分光器后进入所述波长锁定模块，所述波长锁定模块由F-P腔滤波器和光电探测器组成，所述光信号通过F-P腔滤波器进入光电探测器。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述可调谐激光器芯片为DBR、SGDBR、SSGDBR或类似功能的芯片。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述F-P腔滤波器为固体标准具或者光纤F-P腔。
本实用新型的有益效果：
本实用新型采用光强相位调制模块，能够实现可调谐激光器光源模块与波长锁定模块的分离，可以灵活更换调节波长锁定模块，同时提高光源到光纤的耦合效率，与光源和调谐模块集成的器件相比大大降低了封装难度，工艺上仅需要聚焦装置耦合和光纤熔接，封装工艺要求低，可以将该模块直接应用到光通信网，除此之外，可大幅降低制造难度，改善光网络的灵活性，提高应用范围。
附图说明
图1为本实用新型可调谐激光器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中的集成分光和光强调制模块的示意图；
图3为本实用新型实施例中F-P腔滤波器的结构示意图；
图4为本实用新型实施例中F-P腔的梳状滤波示意图；
图5为本实用新型实施例中可调谐激光器波长锁定的原理图；
图1中标号为：
1-可调谐激光器芯片；2-隔离器；3-聚焦透镜；4-光处理模块；5-F-P腔滤波器；6-光电探测器；7-波长计；15-光纤；16-波长锁定模块；17-光源模块；18-准直透镜；19-集成分光器；20-光强调制模块。
图2至图5中的标号为：
8：M-Z光强调制；9：分光光路；10：F-P滤波器；11：高反射膜；12：F-P腔的滤波特性曲线；13：F-P的透射谱；14：ITU-T的透射谱。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例：
如图1所示，一种可调谐激光器，包括波长计7、光源模块17、光纤15、光处理模块4和波长锁定模块16；所述光源模块17由可调谐激光器芯片1、准直透镜18、隔离器2、聚焦透镜3构成；所述可调谐激光器芯片1发出的光经过准直透镜18、隔离器2后由聚焦透镜3直接耦合进光纤15的一端，该光纤15的另一端接光处理模块4，所述光处理模块4由集成分光器19和光强调制模块20组成，光进入所述光处理模块4后分为两路，一路经过所述光强调制模块20后光信号被调制编码进入波长计7，另一路经过所述集成分光器19后进入所述波长锁定模块16，所述波长锁定模块16由F-P腔滤波器5和光电探测器6组成，所述光信号通过F-P腔滤波器5进入光电探测器6。
在上述实施例上优选，所述可调谐激光器芯片1为DBR、SGDBR、SSGDBR或类似功能的芯片。
在上述实施例上优选，所述F-P腔滤波器5为固体标准具或者光纤F-P腔。
具体的，本实用新型中光处理模块可以是同时具有分光功能和调制、加载信号的功能，进入光强相位调制模块的光分成两路，一路光经过M-Z光强相位调制端进行光信号调制、加载后被输出，另一路光经过分光进行相位调制后进入波长锁定模块。
本实用中可调谐激光器的锁波步骤为：连接光源模块、集成分光器和光强调制模块，锁波模块，将进入光处理模块输出的光分成两路，一路光经过光强调制光信号被加载；另一光直接进入锁波模块；
可调谐激光器的监控方法：调节光源模块中可调谐激光器芯片的输出波长，使波长为可调谐激光器输出范围内的某一ITU-T值，当入射波长为ITU-T值的光经过所述锁波模块时，锁波模块中光电探测器的功率最大。
锁波模块主要由F-P腔滤波器和光电探测器构成；所述光纤F-P腔的滤波间隔符合ITU-T标准，通过分光器输出的满足ITU-T标准的光透过F-P腔滤波器后对应透过的光强最大，利用F-P腔的滤波特性实现可调谐激光器波长在ITU-T信道的锁定。
参照图2，为光处理模块的一个较优实施案例的芯片结构图，该芯片集成了分光和光强调制功能，由三路光波导构成，上面两路光波导为M-Z光强调制端，下面一路光波导为分光路，通过改变光波导所加电压达到两路输出光的强度调制和信号加载。
参照图3，为F-P腔的结构示意图，F-P腔由两个镀有高反膜(AR膜)的端面构成，两个镀有高反射膜的端面为，两端面之间的距离和材料决定了自由光谱值，F-P腔的滤波特性为ITU-T的标准信道间隔实施方案中设计50GHz。所述F-P腔具体固体标准具，或者具有F-P滤波功能的其他结构；调节可调谐激光器芯片的输出波长，使波长为可调谐激光器输出范围内的某一ITU-T值，当入射波长为ITU-T波长的光经过所述锁定模块时，使光电探测器的功率最大。
参照图4，为F-P腔的滤波示意图，曲线表示不同波长的信号光通过F-P腔5后透射光强随波长的变化关系，fn表示F-P滤波器的透射波长。对于F-P腔的滤波特性为50GHz，某一ITU-T波长通过F-P腔的光功率最大，反映到光电探测器上就是光电探测器上的功率最大，F-P腔的频率间隔为50GHz，正好符合ITU-T标准，所以激光器发出的所有满足ITU-T标准的光通过光纤F-P腔后，光电探测器的光功率都会最大，通过在某一输入波长的光对应探测光功率最大值是否对应满足ITU-T信道标准来实现可调谐激光器的波长锁定。
参照图5，为F-P腔的滤波示意图，曲线表示不同波长的信号光通过F-P腔后透射光强随波长的变化关系，fn表示F-P滤波器的透射波长。对于F-P腔的滤波特性为50GHz，某一ITU-T波长通过F-P腔的光功率最大，反映到光电探测器上就是光电探测器上的功率最大，F-P腔的频率间隔为50GHz，正好符合ITU-T标准，所以激光器发出的所有满足ITU-T标准的光通过光纤F-P腔后，光电探测器的光功率都会最大，通过在某一输入波长的光对应探测光功率最大值是否对应满足ITU-T信道标准来实现可调谐激光器的波长锁定。
基于上述，本实用新型采用光强相位调制模块，能够实现可调谐激光器光源模块与波长锁定模块的分离，可以灵活更换调节波长锁定模块，同时提高光源到光纤的耦合效率，与光源和调谐模块集成的器件相比大大降低了封装难度，工艺上仅需要聚焦装置耦合和光纤熔接，封装工艺要求低，可以将该模块直接应用到光通信网，除此之外，可大幅降低制造难度，改善光网络的灵活性，提高应用范围。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种可调谐激光器，其特征在于，包括波长计、光源模块、光纤、光处理模块和波长锁定模块；所述光源模块由可调谐激光器芯片、准直透镜、隔离器、聚焦透镜构成；所述可调谐激光器芯片发出的光经过准直透镜、隔离器后由聚焦透镜直接耦合进光纤的一端，该光纤的另一端接光处理模块，所述光处理模块由集成分光器和光强调制模块组成，光进入所述光处理模块后分为两路，一路经过所述光强调制模块后光信号被调制编码进入波长计，另一路经过所述集成分光器后进入所述波长锁定模块，所述波长锁定模块由F-P腔滤波器和光电探测器组成，所述光信号通过F-P腔滤波器进入光电探测器。
2.根据权利要求1所述的一种可调谐激光器，其特征在于：所述可调谐激光器芯片为DBR、SGDBR、SSGDBR或类似功能的芯片。
3.根据权利要求1所述的一种可调谐激光器，其特征在于：所述F-P腔滤波器为固体标准具或者光纤F-P腔。
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