專利名稱：：波長可選擇調諧密集波分復用激光器的制作方法
技術領域：
：本發明涉及密集波分復用光纖通信領域，特別是一種波長可選擇調諧密集波分復用激光器。在下文中，密集波分復用簡稱DWDM。例如在已經提出的可調諧的半導體激光器發明有1)Deacon等于2002年4月申請的美國發明專利“Channel-switchedtunablelaserforDWDMcommunications(專利號6,373,872)”，該專利利用半導體光放大器(SOA)與Polymer熱光光柵反射器、波導光柵或電光晶體等波長選擇元件相結合，構成通道波長選擇調諧DWDM激光器；2)Koren等于2000年10月申請的美國發明專利“Wavelength-selectablefiberringlaser(專利號6,134,250)”，該專利利用法布里-白洛型半導體光放大器(FP-SOA)作為光纖環行腔內窄帶選模器，實現穩定的單縱模環行腔光纖激光器，并用于陣列波導光柵路由器之中；3)Scobey等于2000年9月申請的美國發明專利“Externalcavitysemiconductorlaserwithmonolithicprismassembly(專利號6,115,401)”，該專利采用激光二極管半導體增益介質、位置可移動的單片棱鏡法布-白洛濾光片構成外腔半導體激光器。棱鏡的一面與光軸夾一個小角度，通過橫向位移改變濾光片腔長，從而實現無跳模的波長連續調諧。上述專利的共同問題一是結構較為復雜，工作性能難以穩定；二是在系統應用時必須設計一套波長穩定系統，包括波長檢測、反饋控制、調節波長等環節，以鎖定半導體激光器輸出波長；三是濾波單元受溫度影響較大，系統應用時需加溫度控制，成本較高。本發明解決其技術問題的技術方案是提供一種波長可選擇調諧濾波方法，即由準直透鏡、微電機驅動的密集波分復用窄帶濾光片陣列和反射鏡構成反射式準直濾波光路。實現波長可選擇調諧的步驟請見實施例。在下文中，密集波分復用窄帶濾光片陣列簡稱濾光片陣列。本發明依據上述方法，提出一種波長可選擇調諧的DWDM激光器，其結構包括耦合光纖、半導體激光二極管芯片即LD芯片、準直透鏡、微電機驅動的濾光片陣列和反射鏡，它們依次光路聯接，并且密封在外殼中。本發明提供的方法及發明激光器具有如下主要優點其一.反射式準直濾波光路性能不受濾光片調節偏差影響，工作穩定性高。其二.波長調諧機構簡單，有利于降低波長調諧成本。其三.調諧波長自鎖定，不需要波長穩定系統。其四.激光器波長溫度漂移低，不需要溫度控制系統。其五.系統應用成本低。圖2是圖1中DWDM窄帶濾光片6圓周排列示意圖。圖3是圖1中DWDM窄帶濾光片6矩陣排列示意圖。圖4是圖2或圖3中DWDM窄帶濾光片6的結構放大示意圖。b.準直光通過濾光片陣列中的DWDM窄帶濾光片6。c.透過DWDM窄帶濾光片6的光再由反射鏡9反射。d.反射光沿原光路再次通過DWDM窄帶濾光片6。e.透過DWDM窄帶濾光片6的光再由準直透鏡5會聚，返回至入射端，構成反射式準直濾波光路。f.通過微電機8驅動濾光片陣列，選擇置于光路中的濾光片6，實現波長可選擇調諧濾波。二.本發明提供的波長可選擇調諧濾波的DWDM激光器實施例在DWDM系統中應用的半導體激光器，其輸出波長并不需要連續調諧，而只需符合ITU-T制定的G.692協議所規定的波長標準即可。基于此種考慮，本發明提出如圖1所示的通道波長可切換調諧的DWDM激光器，它一方面可以完全滿足DWDM光通信網絡應用要求，另一方面則大大降低波長調諧、鎖定和穩定工作的技術難度，有利于降低波長調諧的成本。本發明提出的DWDM激光器，它利用腔內窄帶濾波選模原理，通過LD芯片與DWDM可調諧反射濾波器混合集成，這樣可簡化激光器結構，提高器件穩定性；利用DWDM波長選擇調諧反射器中的反射鏡與LD芯片增反端面構成諧振腔；利用置于諧振腔中的DWDM窄帶濾光片選擇激光器的諧振波長，激射光由耦合光纖輸出；通過微電機旋轉DWDM窄帶濾光片或者DWDM窄帶濾光片陣列，實現波長通道切換調諧。本發明實例DWDM激光器的結構如圖1所示包括耦合光纖1、半導體激光二極管芯片即LD芯片3、準直透鏡5、微電機8驅動的濾光片陣列和反射鏡9，它們依次光路聯接，并且密封在外殼10中。上述的LD芯片3，其兩個解理面分別鍍制部分反射光學膜2與理想增透光學膜4，這兩個光學膜的膜面分別與耦合光纖1、反射式自準直濾波光路中的準直透鏡5光路聯結。部分反射光學膜2與反射式準直濾波光路中的反射鏡9構成激光器諧振腔，濾光片陣列中的一個DWDM窄帶濾光片6置于諧振腔內，此濾光片是由微電機8驅動承載板7選擇。如圖2、圖3所示上述的濾光片陣列，可由若干個中心波長符合國際電聯組織標準的DWDM窄帶濾光片6嵌連在承載板中構成，承載板7可以是圓形板11或矩形板12，它由微電機8驅動。如圖4所示上述的DWDM窄帶濾光片6，是一種固體腔法布里-白洛窄帶干涉濾波器，它由一光學薄片14和其兩個光學面上鍍制的寬帶反射膜13、15構成，具有實現窄帶光學濾波功能。該窄帶濾光片的光學薄片14采用低溫度漂移的光學材料利用精密光學制造工藝制成，決定了本發明DWDM激光器的激射波長，波長穩定性可達到0.001nm/℃。因此，本發明DWDM激光器輸出波長具有自鎖定功能，在系統應用中不需采用任何波長穩定措施，有利于降低系統應用成本。下面，簡述一下本發明DWDM激光器的工作過程LD芯片3在注入電流時產生的放大的寬帶自發輻射光經由增透膜面4輸出，經準直透鏡5成為平行光，通過濾光片陣列7中的一個DWDM窄帶濾光片6之后再由反射鏡9反射，沿原光路返回，構成反射式自準直濾波。LD芯片3的增反膜面2和反射鏡9構成激光器的諧振腔，利用置于諧振腔中的DWDM窄帶濾光片6來選擇激光器的諧振波長，形成激射光并由耦合光纖1輸出。利用微電機8驅動濾光片陣列，選擇所需要的波長對應的DWDM窄帶濾光片6，并將其置于激光器諧振腔中，實現DWDM激光器波長選擇調諧。權利要求1.一種波長可選擇調諧濾波方法，其特征在于由準直透鏡(5)、微電機(8)驅動的密集波分復用窄帶濾光片陣列和反射鏡(9)構成反射式準直濾波光路，并且，按下述步驟實現波長可選擇調諧，其中，密集波分復用以下簡稱DWDM，密集波分復用窄帶濾光片陣列以下簡稱濾光片陣列a.入射光經準直透鏡(5)準直；b.準直光通過濾光片陣列中的DWDM窄帶濾光片(6)；c.透過DWDM窄帶濾光片(6)的光再由反射鏡(9)反射；d.反射光沿原光路再次通過DWDM窄帶濾光片(6)；e.透過DWDM窄帶濾光片(6)的光再由準直透鏡(5)會聚，返回至入射端，構成反射式準直濾波光路；f.通過微電機(8)驅動濾光片陣列，選擇置于光路中的濾光片(6)，實現波長可選擇調諧濾波。2.一種依據權利要求1所述方法制備的DWDM激光器，其特征是一種波長可選擇調諧的DWDM激光器，包括耦合光纖(1)、半導體激光二極管芯片即LD芯片(3)、準直透鏡(5)、微電機(8)驅動的濾光片陣列和反射鏡(9)，它們依次光路聯接，并且密封在外殼(10)中。3.根據權利要求2所述的DWDM激光器，其特征是所述的LD芯片(3)，其兩個解理面分別鍍制部分反射光學膜(2)與理想增透光學膜(4)，這兩個光學膜的膜面分別與耦合光纖(1)、反射式自準直濾波光路中的準直透鏡(5)光路聯結。4.根據權利要求3所述的DWDM激光器，其特征是部分反射光學膜(2)與反射式準直濾波光路中的反射鏡(9)構成激光器諧振腔，濾光片陣列中的一個DWDM窄帶濾光片(6)置于諧振腔內。5.根據權利要求2或4所述的DWDM激光器，其特征是濾光片陣列，由若干個中心波長符合國際電聯組織標準的、均勻排布的DWDM窄帶濾光片(6)構成，并且，與承載板(7)嵌連；由微電機(8)驅動承載板(7)，選擇一個DWDM窄帶濾光片(6)置于激光器諧振腔內。6.根據權利要求5所述的DWDM激光器，其特征在于承載板(7)是圓形板(11)或矩形板(12)。7.根據權利要求5所述的DWDM激光器，其特征在于DWDM窄帶濾光片(6)是一種固體腔法布里-白洛窄帶干涉濾波器，它由一光學薄片(14)和其兩個光學面上鍍制的寬帶反射膜(13)、(15)構成。8.根據權利要求7所述的DWDM激光器，其特征是所述的光學薄片(14)，由低溫度漂移的光學材料制成。全文摘要本發明是一種波長可選擇調諧密集波分復用激光器，其結構包括耦合光纖(1)、半導體激光二極管芯片即LD芯片(3)、準直透鏡(5)、微電機(8)驅動的濾光片陣列和反射鏡(9)，它們依次光路聯接，并且密封在外殼(10)中。其中，由準直透鏡(5)、微電機(8)驅動的密集波分復用窄帶濾光片陣列和反射鏡(9)構成反射式準直濾波光路，實現波長可選擇調諧。本發明激光器具有波長調諧成本低、性能穩定、結構簡化、工藝可靠性高等優點，能夠滿足密集波分復用光通信網絡應用要求。文檔編號H01S5/10GK1391321SQ0213878公開日2003年1月15日申請日期2002年7月12日優先權日2002年7月12日發明者劉德明,柯昌劍,胡必春,聶明局申請人:武漢華工飛騰光子科技有限公司