專利名稱：采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可調(diào)激光器。特別是涉及一種可用于新一代可重構(gòu)的多波長光通 信網(wǎng)以及相干光通信的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器。
背景技術(shù)：
可調(diào)諧窄線寬激光器在光通信領(lǐng)域一直有廣泛的應(yīng)用，特別是近幾年，隨著市場 對網(wǎng)絡(luò)的靈活性和帶寬需求的不斷增強，光通信網(wǎng)的發(fā)展存在如下的趨勢在網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方 面，發(fā)展具有動態(tài)、可重構(gòu)功能的光網(wǎng)絡(luò)漸漸成為主流；在光傳輸方面，相干光通信的興起 使得光傳輸技術(shù)正在進行新一輪的革命。而可調(diào)諧窄線寬激光器作為其中重要的使能器 件，在可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)和相干光通信技術(shù)中都有重大的應(yīng)用可以有效地減小光源的備貨量， 大大減少網(wǎng)絡(luò)的整體投資；在相干光通信中，發(fā)送端的激光器和接收端用于相干解調(diào)的本 振光源對激光器的線寬和波長穩(wěn)定性都有較高的要求。因此，可調(diào)諧窄線寬激光器已經(jīng)開 始并將最終成為未來光通信光源的最佳選擇。如今，通過引入外腔的方式來實現(xiàn)窄線寬可調(diào)諧激光器的方法多種多樣美 國專利 US7548567 "Analog transmitter using an external cavity laser”提出了基于縱向周期光柵的窄線寬激光器結(jié)構(gòu)，但其調(diào)諧范圍很?。会槍νㄐ?系統(tǒng)需要的多通道切換可調(diào)的要求，人們也提出了多種新的外腔結(jié)構(gòu)，比如美國專利 US6847661B2 "Tunable laser with microactuator” 的一種利用體光柵結(jié)合 MEMS 反射 鏡形式的外腔可調(diào)諧激光器結(jié)構(gòu)，美國專利US6914916B2 "Tunable controlled laser array"多個DFB激光器陣列和一個MEMS反射鏡來實現(xiàn)外腔可調(diào)諧激光器的結(jié)構(gòu)；美國專 利US2005/0281289A1中用F-P激光器陣列和一組光纖光柵實現(xiàn)陣列多通道激光器組；美 國專利 US6687269B1 “Spread spectrum dither for locking to transmission peak in tunable laser”使用一個DFB激光器芯片和F_P外腔來實現(xiàn)波長的可調(diào)諧。然而，在基于 體光柵結(jié)合MEMS反射鏡形式的外腔可調(diào)諧激光器體系中，因為體光柵分辨率的因素，在實 現(xiàn)更窄線寬激光器方面受到一定的限制；而激光器陣列和MEMS反射鏡以及激光器陣列和 一組光纖光柵的技術(shù)顯然采用了過多的DFB激光器，結(jié)構(gòu)復雜且成本較高，如何既能實現(xiàn) 大范圍可調(diào)，又獲得單通道的窄線寬和低噪聲特性一直是業(yè)內(nèi)專家們關(guān)心的話題。圖1為外腔式激光器的原理性示意圖，包含有增益介質(zhì)1，用于提供載流子復合場 所；濾波單元3和反射光學部分2共同構(gòu)成了激光器的外腔，用于提供增益和線寬的壓縮； 耦合光學部分4，用于增益介質(zhì)和外腔之間光束的模斑變換。其中，增益介質(zhì)可以是一個半 導體光放大器芯片，但是管芯的一個端面鍍有高反膜，另一端面鍍有增透膜；半導體光放大 器芯片和用于提供外部光反饋的外腔共同構(gòu)成了激光器的諧振腔。濾波單元3可以是光柵 或者其它用于波長選擇的光學組件，耦合光學部分4 一般為光學透鏡，反射光學部分2可以 是固定或者可以移動的反射鏡。用于實現(xiàn)外部光反饋的方式有多種在美國專利US7548567"Analog transmitter using an external cavity laser，，
4中，提出了一種以半導體FP腔作為增益介質(zhì)，光纖或者平面波導型Bragg光柵用于提供外 部光反饋，構(gòu)成一種外腔式窄線寬激光器。進一步的，通過增益芯片陣列和光柵陣列的結(jié) 合，還可以實現(xiàn)多波長外腔式窄線寬激光器。在美國專利文件US6847661B2 "Tunable laser with microactuator，，中，提出這 樣一種思路同樣使用半導體光放大器管芯作為增益介質(zhì)，使用體光柵和MEMS反射鏡作為 波長選擇單元，入射到體光柵光束被分為0級反射部分和1級折射，其中折射部分回到半導 體光放大器產(chǎn)生諧振，起到產(chǎn)生光的激射并壓縮線寬的作用，反射部分作為輸出端口。MEMS 反射鏡的不同轉(zhuǎn)角對應(yīng)不同的激射波長，因此該激光器也可以實現(xiàn)波長的連續(xù)調(diào)諧。在美國專利US6914916B2 "Tunable controlled laser array”中，提出使用激光 器陣列結(jié)合MEMS反射鏡的形式來實現(xiàn)激光器波長的可調(diào)諧。在該專利中，，每組激光器可 以由溫度控制，其中心波長可以微調(diào)，MEMS技術(shù)用于從激光器陣列中選擇合適的波長進行 激射。從以上分析看出，此前實現(xiàn)可調(diào)諧外腔式窄線寬激光器的方法無外乎采用①單 個增益芯片和濾波元件結(jié)合，構(gòu)成諧振腔并通過合適的濾波波長選擇機制來實現(xiàn)不同波長 的激射；②采用激光器陣列，陣列中的每個激光器可以進行波長的細微調(diào)節(jié)，并采用MEMS 轉(zhuǎn)鏡實現(xiàn)不同激光器之間的切換與選擇。實際上還存在一種方式，即用單個增益芯片與波 導光柵陣列通過MEMS反射鏡的結(jié)合方式，增益芯片與某一特定中心波長的波導光柵耦合， 便構(gòu)成一個諧振腔，通過使增益芯片與不同的波導光柵耦合，實現(xiàn)激光器波長的變化，并 且，采用這種波導光柵作為波長控制器件的優(yōu)勢還在于，能夠通過增加周期數(shù)或光柵長度 來實現(xiàn)激光器的窄線寬特性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種通過盡可能簡單的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)既具有寬 波長范圍多通道調(diào)諧功能，同時又具有單通道光信號窄線寬和低的強度和相位噪聲特性的 采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器， 包括有依次設(shè)置的單模光波導光柵陣列單元、第二光束準直透鏡、微機電系統(tǒng)光反射鏡、 第一光束準直透鏡、半導體光放大器、激光器輸出組件和單模尾纖，其中，所述的單模光波 導光柵陣列單元提供了多個特定波長的窄帶高反射率端口 ；可轉(zhuǎn)動的MEMS光反射鏡用于 選擇連接半導體光放大器與特定波長的窄帶高反射率端口間的光路，實現(xiàn)激光器輸出組件 在特定波長下的激射；半導體光放大器用于提供諧振腔增益；第一光束準直透鏡和第二光 束準直透鏡用于實現(xiàn)腔內(nèi)光束變換；激光器輸出組件用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出光信 號提取和耦合輸出到尾纖。所述的單模光波導光柵陣列單元是由多條能夠?qū)崿F(xiàn)窄帶光信號高反饋的縱向多 周期的單模光波導光柵構(gòu)成。所述的單模光波導光柵陣列單元的光路端口設(shè)置有光可調(diào)相位補償段。所述的光可調(diào)相位補償段是利用熱光效應(yīng)進行腔長及相位調(diào)諧的元件，或是利用 壓電效應(yīng)進行腔長及相位調(diào)諧的元件。所述的半導體光放大器位于單模光波導光柵陣列單元的端面鍍有增透膜。
所述的激光器輸出組件采用自由空間光隔離器。所述的單模光波導光柵陣列單元、第二光束準直透鏡第一光束準直透鏡、半導體 光放大器、激光器輸出組件和單模尾纖可構(gòu)建在一個完整的硅基底板上。所述的單模光波導光柵陣列單元為雙層結(jié)構(gòu)，與該單模光波導光柵陣列單元相對 應(yīng)，所述的MEMS光反射鏡采用雙軸MEMS光反射鏡實現(xiàn)外腔激光器多波長光信號的選擇激 射。一種采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，包括有單模光波導光柵陣列單 元和依次設(shè)置的半導體光放大器、激光器輸出組件和單模尾纖，所述的半導體光放大器與 單模光波導光柵陣列單元之間的耦合是通過第一光束準直透鏡和微機電系統(tǒng)光反射鏡構(gòu) 成的反射式結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，其中，所述的單模光波導光柵陣列單元提供了多個特定波長的 窄帶高反射率端口 ；激光器輸出組件用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出光信號的提取和耦合 輸出到尾纖。一種采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，包括有依次設(shè)置的半導體光放 大器、第一光束準直透鏡、微機電系統(tǒng)光反射鏡、第二光束準直透鏡、單模光波導光柵陣列 單元、激光器輸出組件和單模尾纖，其中，所述的半導體光放大器是一個反射型的芯片，位 于第一光束準直透鏡的一端面為高增透/低反射膜，遠離第一光束準直透鏡的一端面則鍍 有高反膜；所述的單模光波導光柵陣列單元提供了多個特定波長的窄帶高反射率端口，所 述的單模光波導光柵陣列單元的光路端口設(shè)置有多模干涉耦合器構(gòu)成透射式，激射波長通 過多模干涉耦合器后輸出至激光器輸出組件，激光器輸出組件用于實現(xiàn)輸出光反向隔離， 輸出光信號的提取和耦合輸出到尾纖。本發(fā)明的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，具有以下優(yōu)點和積極效 果1、相對于采用體光柵作為波長選擇的可調(diào)諧激光器，多周期的波導光柵陣列具有 通道帶寬更窄，波長范圍選擇靈活的優(yōu)點，具有實現(xiàn)更窄的線寬和更大的波長覆蓋范圍的 優(yōu)勢；2、整個器件的無源波導光柵部分可采用硅基等無源光波導，相對于使用多段集成 式可調(diào)激光器(如SG-DBR激光器)的有源光子集成結(jié)構(gòu)來說，具有工藝成熟，成本低廉的 優(yōu)點；3、采用熱光(但不僅限于熱光)調(diào)節(jié)的原理，可以實現(xiàn)對腔長和中心波長的協(xié)同 控制，實現(xiàn)良好的單縱模諧振和中心波長的穩(wěn)定性；4、采用MEMS反射鏡實現(xiàn)多個諧振波長的選擇，技術(shù)成熟，靈活性高。
圖1是外腔激光器的原理性示意圖；圖2是本發(fā)明的陣列型外腔可調(diào)激光器第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的陣列型外腔可調(diào)激光器第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的陣列型外腔可調(diào)激光器第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5(a)是本發(fā)明的單層單模光波導光柵陣列單元的橫截面圖；圖5(b)是本發(fā)明的雙層單模光波導光柵陣列單元的橫截面6
圖6是本發(fā)明的使用雙軸MEMS反射鏡的外腔式窄線寬可調(diào)諧激光器的實施例。其中7 尾纖
具體實施例方式下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器 做出詳細說明。本發(fā)明的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器中，采用普通的半導體光放 大器芯片作為增益介質(zhì)，并引入單模光波導光柵陣列提供了多個特定波長的窄帶高反射率 端口，通過MEMS轉(zhuǎn)鏡來實現(xiàn)半導體光放大器的輸出與單模光波導光柵陣列中的不同光柵 進行耦合，從而實現(xiàn)多個窄線寬激光輸出。如圖2所示，采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，包括有依次設(shè)置的單 模光波導光柵陣列單元3、第二光束準直透鏡5、微機電系統(tǒng)(Micro Electro-Mechanical Systems, MEMS)光反射鏡2、第一光束準直透鏡4、半導體光放大器1、激光器輸出組件6和 單模尾纖7，其中，所述的單模光波導光柵陣列單元3提供了多個特定波長的窄帶高反射率 端口 ；可轉(zhuǎn)動的MEMS光反射鏡2用于選擇連接半導體光放大器1與特定波長的窄帶高反射 率端口間的光路，實現(xiàn)激光器輸出組件6在特定波長下的激射；半導體光放大器1用于提供 諧振腔增益；第一光束準直透鏡4和第二光束準直透鏡5用于實現(xiàn)腔內(nèi)光束變換；激光器 輸出組件6用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出光信號提取和耦合輸出到尾纖7。所述的激光器 輸出組件6用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，因此可以用一個自由空間光隔離器實現(xiàn)。所述的單模光波導光柵陣列單元3是由多條能夠?qū)崿F(xiàn)窄帶光信號高反饋的縱向 多周期的單模光波導光柵3. 2構(gòu)成，從而實現(xiàn)本激光器的窄線寬特性。為了補償在不同通道(波長)切換時引入的腔長的變化，所述的單模光波導光 柵陣列單元3的光路端口設(shè)置有腔長及相位可調(diào)諧的光可調(diào)相位補償段3. 1，使得在通過 MEMS光反射鏡2轉(zhuǎn)動進行通道切換的時候能始終保持激光器穩(wěn)定的單模諧振條件。通過熱 光調(diào)節(jié)的原理對波導光柵部分3. 2調(diào)整可以微調(diào)多波長光信號的中心頻率，以適應(yīng)系統(tǒng)應(yīng) 用對中心頻率精度的要求；通過輸出光反饋對MEMS光反射鏡2進行微小調(diào)整以確保能保持 最佳的光耦合效率。所述的光可調(diào)相位補償段3. 1是利用熱光效應(yīng)進行腔長及相位調(diào)諧的元件，或是 利用壓電效應(yīng)進行腔長及相位調(diào)諧的元件。更進一步的，為了維持激光器輸出中心波長的 精確性，這在相干光通信中尤其重要，在波導光柵的光路中可以利用熱光(但不僅限于熱 光)效應(yīng)對波導光柵進行微調(diào)，來維持相位差的恒定。所述的半導體光放大器1的前端面(靠近無源波導光柵的端面)鍍有增透膜。某 種原因由于半導體光放大器1的后端面鍍有部分反射膜，因此也是激光的輸出端面。1 半導體光放大器2'雙軸MEMS光反射鏡
2 微機電系統(tǒng)光反射鏡 3 單模光波導光柵陣列單元3. 1 光可調(diào)相位補償段3. 3:多模干涉耦合器5 第二光束準直透鏡
3. 2 單模光波導光柵 4 第一光束準直透鏡 6 激光器輸出組件
除微機電系統(tǒng)(Micro Electro-Mechanical Systems, MEMS)光反射鏡 2 以外，所 述的單模光波導光柵陣列單元3、第二光束準直透鏡5第一光束準直透鏡4、半導體光放大 器1、激光器輸出組件6和單模尾纖7可構(gòu)建在一個完整的硅基底板上。即在硅基底板上首 先制作光可調(diào)相位補償段3. 1和波導光柵部分3. 2，然后通過微貼裝方式安裝半導體光放 大器1和激光器輸出組件6，輸出尾纖7可以安放在事先設(shè)計好的硅V型槽內(nèi)，構(gòu)成一個整 體穩(wěn)定而且緊湊的混合集成組件。本發(fā)明的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器的工作過程可描述如下半 導體光放大器1，MEMS光反射鏡2，單模光波導光柵陣列單元3，第一光束準直透鏡4和第二 光束準直透鏡5構(gòu)成了整個諧振腔，那么半導體光放大器1的前端面(靠近無源波導光柵 的端面)部分鍍有增透膜。光波在半導體光放大器1、某一單模光波導光柵、MEMS光反射鏡 2以及第一光束準直透鏡4和第二光束準直透鏡5構(gòu)成的諧振器中傳播，當整個諧振腔的增 益大于損耗時便產(chǎn)生了激射。本發(fā)明的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器中，單模光波導光柵陣列單 元中的每一個波導光柵的作用相當于一個反射型窄帶濾波器，用于選擇某一特定波長，一 般來講，為了滿足當今DWDM系統(tǒng)的需要，波長可設(shè)置成為ITU-T 50GHz標準波長。這種僅針 對某一特定波長設(shè)計的波導光柵和增益介質(zhì)(半導體光放大器)的組合構(gòu)成一個外腔激光 器，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的窄線寬特性，單模光波導光柵陣列單元3和增益介質(zhì)加上MEMS光反射 鏡2的組合相構(gòu)成一個陣列式的外腔激光器結(jié)構(gòu)，第一光束準直透鏡4和第二光束準直透 鏡5用于諧振腔內(nèi)的光束耦合，具體參數(shù)可根據(jù)腔長，半導體光放大器1的出射光斑以及單 模光波導光柵的芯片尺寸進行設(shè)計。通過轉(zhuǎn)動MEMS反射鏡2的角度，可實現(xiàn)將增益介質(zhì)發(fā) 射的光束耦合至單模光波導光柵陣列單元3中的不同通道，即選擇一個特定的波長激射。如圖3所示，本發(fā)明的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器還可以采用如 下的結(jié)構(gòu)方式包括有單模光波導光柵陣列單元3和依次設(shè)置的半導體光放大器1、激光器 輸出組件6和單模尾纖7，所述的半導體光放大器1與單模光波導光柵陣列單元3之間的耦 合是通過第一光束準直透鏡4和MEMS光反射鏡2構(gòu)成的反射式結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，從而減小了 器件的體積，其中，所述的單模光波導光柵陣列單元3提供了多個特定波長的窄帶高反射 率端口 ；激光器輸出組件6用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出光信號的提取和耦合輸出到尾 纖7。也即，本實施例中，半導體光放大器1，MEMS光反射鏡2，單模光波導光柵陣列單元 3，第一光束準直透鏡4構(gòu)成了整個諧振腔。與第一實施例不同的是，這里將半導體光放大 器1與單模光波導光柵陣列單元3之間的耦合設(shè)計成反射式的結(jié)構(gòu)，即通過一個透鏡來實 現(xiàn)半導體光放大器1與單模光波導光柵陣列單元3之間的光束耦合，減小了器件的體積。與 第一實施例相同的是，激光器輸出組件6用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出光信號的提取和 耦合輸出到尾纖7。如圖4所示，本發(fā)明的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器還可以采用如 下的結(jié)構(gòu)方式包括有依次設(shè)置的半導體光放大器1、第一光束準直透鏡4、MEMS光反射鏡 2、第二光束準直透鏡5、單模光波導光柵陣列單元3、激光器輸出組件6和單模尾纖7，其中， 所述的半導體光放大器1是一個反射型的芯片，位于第一光束準直透鏡4的一端面為高增 透/低反射膜，遠離第一光束準直透鏡4的一端面則鍍有高反膜；所述的單模光波導光柵陣列單元3提供了多個特定波長的窄帶高反射率端口，所述的單模光波導光柵陣列單元3的 光路端口設(shè)置有多模干涉(Multi-mode interference, MMI)耦合器3. 3構(gòu)成透射式，激射 波長通過多模干涉耦合器3. 3后輸出至激光器輸出組件6，激光器輸出組件6用于實現(xiàn)輸出 光反向隔離，輸出光信號的提取和耦合輸出到尾纖7。在本實施例中，其中半導體光放大器1，MEMS光反射鏡2，單模光波導光柵陣列單 元3，第一光束準直透鏡4和第二光束準直透鏡5構(gòu)成了整個諧振腔。與第一、第二實施例 不同的是，由于半導體光放大器1位于諧振腔的一端，其前端面(圖中靠近MEMS反射鏡的 端面)為高增透/低反射膜，后端面則鍍有高反膜。因此，本實施例中半導體光放大器1是 一個反射型的芯片；與此同時，單模光波導光柵陣列單元3做成透射式，激射波長將通過基 于多模干涉耦合器3. 3后輸出。同樣地，從MMI (圖4中的多模干涉耦合器3. 3)的輸出端 要分出一部分的光功率用于對MEMS反射鏡2轉(zhuǎn)動角度的反饋控制，激光器輸出組件6用于 實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出光信號的提取和耦合輸出到尾纖7。一般來講，半導體光放大器芯片的兩個端面均為增透膜，在本專利的第一、第二實 施例所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)中，需要對其中的端面鍍部分反射膜用于形成外腔，而在第三實施例所 對應(yīng)的結(jié)構(gòu)中，需要在半導體光放大器芯片的一個端面鍍高反膜，這樣勢必造成工藝難度 的提高。因此，在實際使用中，可以通過在光路中加入鍍有相應(yīng)膜系的玻璃片來代替，例如 在第一、第二實施例所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)中，可以在隔離器組件6中加入鍍有部分反射膜的玻璃 片，在第三實施例所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)中，可以在半導體光放大器芯片后端面處貼一塊鍍有高反 膜的玻璃片。圖5(a)是第一、第二和第三實施例中單模光波導光柵陣列單元3的一個橫截面 圖，例如圖2中的A-A'處，表示的是陣列波導光柵斷面結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)更寬范圍的可調(diào)，比如要同時實現(xiàn)C波段和L波段的波長可調(diào)諧，單模光 波導光柵陣列單元3中的光柵數(shù)目會變得很多，那么如果將這些分立的無源波導光柵設(shè)計 在一個平面中，會導致MEMS反射鏡轉(zhuǎn)動的角度超出其轉(zhuǎn)動范圍。這時可以將單模光波導光 柵陣列單元3設(shè)計成雙層的結(jié)構(gòu)，即，所述的單模光波導光柵陣列單元3為雙層結(jié)構(gòu)，與該 單模光波導光柵陣列單元3相對應(yīng)，所述的MEMS光反射鏡2采用雙軸MEMS光反射鏡實現(xiàn) 外腔激光器多波長光信號的選擇激射。如圖5(b)所示，比如將圖5(b)中上層的無源波導光柵陣列設(shè)計為C波段的波長， 而將下層的無源波導光柵陣列設(shè)計為L波段的波長。那么這時可以選擇雙軸MEMS反射鏡 2，通過一個軸的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)C或L波段內(nèi)不同通道的切換，通過另一個軸的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)C 波段和L波段的切換，如圖-6所示。
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權(quán)利要求
一種采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于包括有依次設(shè)置的單模光波導光柵陣列單元(3)、第二光束準直透鏡(5)、微機電系統(tǒng)光反射鏡(2)、第一光束準直透鏡(4)、半導體光放大器(1)、激光器輸出組件(6)和單模尾纖(7)，其中，所述的單模光波導光柵陣列單元(3)提供了多個特定波長的窄帶高反射率端口；可轉(zhuǎn)動的MEMS光反射鏡(2)用于選擇連接半導體光放大器(1)與特定波長的窄帶高反射率端口間的光路，實現(xiàn)激光器輸出組件(6)在特定波長下的激射；半導體光放大器(1)用于提供諧振腔增益；第一光束準直透鏡(4)和第二光束準直透鏡(5)用于實現(xiàn)腔內(nèi)光束變換；激光器輸出組件(6)用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出光信號提取和耦合輸出到尾纖(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于， 所述的單模光波導光柵陣列單元(3)是由多條能夠?qū)崿F(xiàn)窄帶光信號高反饋的縱向多周期 的單模光波導光柵(3. 2)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于， 所述的單模光波導光柵陣列單元(3)的光路端口設(shè)置有光可調(diào)相位補償段(3. 1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于， 所述的光可調(diào)相位補償段(3. 1)是利用熱光效應(yīng)進行腔長及相位調(diào)諧的元件，或是利用壓 電效應(yīng)進行腔長及相位調(diào)諧的元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于， 所述的半導體光放大器(1)位于單模光波導光柵陣列單元(3)的端面鍍有增透膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于， 所述的激光器輸出組件(6)采用自由空間光隔離器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于， 所述的單模光波導光柵陣列單元(3)、第二光束準直透鏡(5)第一光束準直透鏡(4)、半導 體光放大器(1)、激光器輸出組件(6)和單模尾纖(7)可構(gòu)建在一個完整的硅基底板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于， 所述的單模光波導光柵陣列單元(3)為雙層結(jié)構(gòu)，與該單模光波導光柵陣列單元(3)相對 應(yīng)，所述的MEMS光反射鏡(2)采用雙軸MEMS光反射鏡實現(xiàn)外腔激光器多波長光信號的選 擇激射。
9.一種采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于包括有單模光波 導光柵陣列單元(3)和依次設(shè)置的半導體光放大器(1)、激光器輸出組件(6)和單模尾纖(7)，所述的半導體光放大器(1)與單模光波導光柵陣列單元(3)之間的耦合是通過第一光 束準直透鏡(4)和微機電系統(tǒng)光反射鏡(2)構(gòu)成的反射式結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，其中，所述的單模 光波導光柵陣列單元(3)提供了多個特定波長的窄帶高反射率端口 ；激光器輸出組件(6) 用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出光信號的提取和耦合輸出到尾纖(7)。
10.一種采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，其特征在于包括有依次設(shè)置 的半導體光放大器(1)、第一光束準直透鏡(4)、微機電系統(tǒng)光反射鏡(2)、第二光束準直透 鏡(5)、單模光波導光柵陣列單元(3)、激光器輸出組件(6)和單模尾纖(7)，其中，所述的 半導體光放大器(1)是一個反射型的芯片，位于第一光束準直透鏡(4)的一端面為高增透 /低反射膜，遠離第一光束準直透鏡(4)的一端面則鍍有高反膜；所述的單模光波導光柵 陣列單元(3)提供了多個特定波長的窄帶高反射率端口，所述的單模光波導光柵陣列單元(3)的光路端口設(shè)置有多模干涉耦合器(3.3)構(gòu)成透射式，激射波長通過多模干涉耦合器 (3. 3)后輸出至激光器輸出組件(6)，激光器輸出組件(6)用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出 光信號的提取和耦合輸出到尾纖(7)。
全文摘要
一種采用無源波導光柵的陣列型外腔可調(diào)激光器，依次設(shè)置有單模光波導光柵陣列單元、第二光束準直透鏡、微機電系統(tǒng)光反射鏡、第一光束準直透鏡、半導體光放大器、激光器輸出組件和單模尾纖，單模光波導光柵陣列單元提供了多個特定波長的窄帶高反射率端口；可轉(zhuǎn)動的MEMS光反射鏡用于選擇連接半導體光放大器與特定波長的窄帶高反射率端口間的光路，實現(xiàn)激光器輸出組件在特定波長下的激射；半導體光放大器用于提供諧振腔增益；第一光束準直透鏡和第二光束準直透鏡用于實現(xiàn)腔內(nèi)光束變換；激光器輸出組件用于實現(xiàn)輸出光反向隔離，輸出光信號提取和耦合輸出到尾纖。本發(fā)明可實現(xiàn)更窄的線寬更大的波長覆蓋范圍，及對腔長和中心波長的協(xié)同控制，實現(xiàn)多個諧振波長的選擇。
文檔編號H01S5/068GK101908716SQ20101024174
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者傅焰峰, 周日凱, 張玓, 林謙, 胡強高, 黃曉東 申請人:武漢光迅科技股份有限公司