CN214754675U - 一种波长调谐激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波长调谐激光器，涉及激光器技术领域，包括中空壳体状的管壳；芯片组件，所述芯片组件固定在所述管壳内；热敏电阻，所述热敏电阻获取所述芯片组件的温度作为第一信号；以及制冷器，所述制冷器根据所述第一信号表征的温度值，对芯片组件进行温度控制，从而实现对所述芯片组件的出光波长的调谐。上述技术方案，通过热敏电阻来表征芯片组件温度，制冷器根据热敏电阻反馈的温度值，对芯片组件进行温度控制，最终实现出光波长的调谐；另外，制冷器选用TEC制冷器，通过对制冷器进行正向/反向通电，使制冷器上表面制冷或者加热，实现芯片组件温度控制在设定范围内，结合芯片组件本身的波长温度变化特性，最终实现出光波长在设定范围内调谐。

Description

一种波长调谐激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，特别涉及一种波长调谐激光器。

背景技术

波长调谐激光器，是一种光纤的出光波长能在一定范围内得到调谐的激光器，广泛的用于光纤通信、光谱测试、生物医学和大气监测等方面，尤其是20世纪90年代随着光通信和光网络系统中波分复用(WDM)技术和密集波分复用(DWDM)技术的确立，要求光源输出波长精准，稳定性高，激射线宽窄。目前，在DWDM系统中的光源多是采用固定波长的DFB激光器，这就意味着要想增加DWDM系统的信道数只能通过制作很多不同输出波长的DFB激光器，考虑到与之相关的存货和备用，费用将会十分昂贵。当然，目前行内还有一种利用单个激光器连续可调谐波长的方案，例如以下两个：

(1)如专利CN201310077381介绍，首先通过择一改变波导反射镜部分的波导折射率，波导反射镜部分的反射峰分布的波长位置随之改变或调谐；选择性地调谐波导反射镜部分使反射峰与FP激光器芯片的相应发射峰在某一波长处重叠，再改变激光相位控制部分的波导折射率来调节激光相位，光子在该波长重叠处获得最大反馈，并经激光共振腔多次反射从而产生激光，实现在该波长的单模激光输出。然后再同步改变FP激光器芯片的波导和波导反射镜部分的波导折射率，使上述重叠处的发射峰和反射峰的波长位置同步移动，产生波峰重叠处波长的连续变化，从而实现输出激光波长的连续式调谐。

(2)如专利CN201310071764所述，采用宽带光源前腔面和光纤镀膜端面形成的F-P腔，通过旋转窄带滤光片来改变光束透射波长，来实现一定范围内激射波长的连续调谐。

相对于单个激光器输出单个波长的技术方案，上述两项专利方案虽然在成本上有一定下降，但仍有以下两方面的不足：其一，产品结构太复杂，制作难度较大；其二，(2)单个激光器故障时，会直接影响整个WDM系统瘫痪，维修、更换成本太高。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型实施例提供一种波长调谐激光器，实现了激光器在一定范围内的波长调谐功能，并简化结构，降低制造成本。

根据本实用新型实施例的波长调谐激光器，包括中空壳体状的管壳；芯片组件，所述芯片组件固定在所述管壳内；热敏电阻，所述热敏电阻获取所述芯片组件的温度作为第一信号；以及制冷器，所述制冷器根据所述第一信号表征的温度值，对芯片组件进行温度控制，从而实现对所述芯片组件的出光波长的调谐。

在可选或优选的实施例中，所述制冷器为TEC制冷器，所述制冷器通过正向或反向加电，以对所述芯片组件进行制冷或加热；若所述第一信号表征的温度值大于第一阈值，所述制冷器通过正向加电，以对所述芯片组件进行制冷；若所述第一信号表征的温度值小于第二阈值，所述制冷器通过反向加电，以对所述芯片组件进行制加热。

在可选或优选的实施例中，所述芯片组件包括芯片本体以及基板，所述基板作为所述芯片本体贴装的载体，为所述芯片本体的正负极供电，所述基板安装在所述制冷器上，以对所述芯片本体和所述制冷器之间进行热传导。

在可选或优选的实施例中，所述基板和所述制冷器之间设置有用于对所述基板和所述制冷器两者之间进行热传导的热沉。

在可选或优选的实施例中，所述波长调谐激光器还包括光纤，所述光纤与所述芯片本体耦合连接，以将传输光信号。

在可选或优选的实施例中，所述光纤通过焊料或胶水固定于所述热沉上。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少具有以下有益效果：上述技术方案，通过热敏电阻来表征芯片组件温度，制冷器根据热敏电阻反馈的温度值，对芯片组件进行温度控制，最终实现出光波长的调谐；另外，制冷器选用TEC制冷器，通过对制冷器进行正向/反向通电，使制冷器上表面制冷或者加热，实现芯片组件温度控制在设定范围内，结合芯片组件本身的波长温度变化特性，最终实现出光波长在设定范围内调谐。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；

图1是本实用新型实施例的主视剖视图；

图2是本实用新型实施例的俯视图，其中，未出示管壳及制冷器。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1和图2，一种波长调谐激光器，包括管壳11、芯片组件、热敏电阻31以及制冷器32，其中，管壳11为中空壳体状，芯片组件固定在管壳11内，管壳11在安装各内部的元件后，做好气密性封装，保证激光器的长期可靠性。

本实施例中，热敏电阻31获取芯片组件的温度作为第一信号，制冷器32根据第一信号表征的温度值，对芯片组件进行温度控制，从而实现对芯片组件的出光波长的调谐。具体而言，制冷器32为TEC制冷器，制冷器32通过正向或反向加电，以对芯片组件进行制冷或加热；若第一信号表征的温度值大于第一阈值，制冷器32通过正向加电，以对芯片组件进行制冷；若第一信号表征的温度值小于第二阈值，制冷器32通过反向加电，以对芯片组件进行制加热。

可以理解的是，上述技术方案，通过热敏电阻31来表征芯片组件温度，制冷器32根据热敏电阻31反馈的温度值，对芯片组件进行温度控制，最终实现出光波长的调谐；另外，制冷器32选用TEC制冷器，通过对制冷器32进行正向/反向通电，使制冷器上表面制冷或者加热，实现芯片组件温度控制在设定范围内，结合芯片组件本身的波长温度变化特性，最终实现出光波长在设定范围内调谐。本实施例的波长调谐激光器结构简单，制作工艺容容易。

如图1所示，芯片组件包括芯片本体41以及基板22，基板22作为芯片本体41贴装的载体，为芯片本体41的正负极供电，基板22安装在制冷器32上，以对芯片本体41和制冷器32之间进行热传导。基板22选用导热性好的材质，能及时将芯片本体41的发热及时传导出去。

可以理解的是，芯片本体41选用的激光器芯片，只需选用市场上最常规的DFB芯片即可，波长随温度的变化系数一般为0.09nm/℃；热敏电阻31，只需选用10千欧(25℃)的常规规格即可，不同的阻值，表征芯片本体41不同的温度；TEC制冷器结合尺寸考虑，优先选用功率大的型号。通过热敏电阻31反馈的温度值，给TEC制冷器正向/反向通电，使制冷器32上表面制冷或者加热，最终实现芯片本体41温度控制在第一阈值和第二阀值之间，本实施例为25±20℃范围内，结合芯片本体41本身的波长温度变化特性，最终实现出光波长在±1.8nm范围内调谐。本实施例中，单个激光器覆盖±1.8nm的波长范围，既不会像采用固定波长的DFB激光器使WDM光路系统造价成本昂贵，也不会像采用单个波长调谐激光器的方案，维修时成本偏高的缺陷。另外，无源器件厂家用来测试无源器件的测试光源，要求波长精度高，造价便宜，本实施例的波长调谐激光器刚好可以契合。

其中的一个实施例中，基板22和制冷器32之间设置有用于对基板22和制冷器32两者之间进行热传导的热沉21，热沉21采用导热性比较好的材质，保证热量的及时传递，从而达到控制芯片组件工作温度的目的。

另外，波长调谐激光器还包括光纤42，光纤42与芯片耦合连接，以将传输光信号；进一步的，光纤42通过焊料43或胶水固定于热沉21上。光纤42一般需要将端面研磨成楔形或者圆锥形，从而将芯片本体41发出的光尽可能多地耦合进纤芯，方便光信号远距离地传输。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种波长调谐激光器，其特征在于：包括

中空壳体状的管壳(11)；

芯片组件，所述芯片组件固定在所述管壳(11)内；

热敏电阻(31)，所述热敏电阻(31)获取所述芯片组件的温度作为第一信号；以及

制冷器(32)，所述制冷器(32)根据所述第一信号表征的温度值，对芯片组件进行温度控制，从而实现对所述芯片组件的出光波长的调谐。

2.根据权利要求1所述的波长调谐激光器，其特征在于：所述制冷器(32)为TEC制冷器，所述制冷器(32)通过正向或反向加电，以对所述芯片组件进行制冷或加热；若所述第一信号表征的温度值大于第一阈值，所述制冷器(32)通过正向加电，以对所述芯片组件进行制冷；若所述第一信号表征的温度值小于第二阈值，所述制冷器(32)通过反向加电，以对所述芯片组件进行制加热。

3.根据权利要求1或2所述的波长调谐激光器，其特征在于：所述芯片组件包括芯片本体(41)以及基板(22)，所述基板(22)作为所述芯片本体(41)贴装的载体，为所述芯片本体(41)的正负极供电，所述基板(22)安装在所述制冷器(32)上，以对所述芯片本体(41)和所述制冷器(32)之间进行热传导。

4.根据权利要求3所述的波长调谐激光器，其特征在于：所述基板(22)和所述制冷器(32)之间设置有用于对所述基板(22)和所述制冷器(32)两者之间进行热传导的热沉(21)。

5.根据权利要求4所述的波长调谐激光器，其特征在于：所述波长调谐激光器还包括光纤(42)，所述光纤(42)与所述芯片本体(41)耦合连接，以将传输光信号。

6.根据权利要求5所述的波长调谐激光器，其特征在于：所述光纤(42)通过焊料(43)或胶水固定于所述热沉(21)上。

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