[发明专利]锁定波长和监测可调谐激光器的模式的方法

说明书

本发明涉及一种锁定波长和监测可调谐激光器的模式的方法。本发明还包括补偿激光器衰减的方法。

可调谐半导体激光器具有许多不同的部件，可以通过这些部件引入电流，这些部件的数目一般是三到四个。激光器的波长、功率和模式纯度可通过调节各部件的电流来控制。模式纯度是指激光器将处于一个工作点，即，在三个或四个引入的驱动电流的组合中，其特征在于激光器远离驱动电流的组合，该处为发生所谓的波模跳变的地方以及激光稳定并且副模式抑制(side mode suppression)较高的地方。

在不同的应用中需要特定的波长控制。在远程通讯应用中，需要在设置了驱动电流和温度后，激光器能够将其波长保持非常高的精确度并维持非常长的一段时间。关于这一方面典型的精确度是0.1纳米，典型的时间周期是20年。

为了能够控制激光器，必须将激光器的性能映射为各驱动电流的函数。这需要在激光器出厂后使用之前进行。

锁定激光器的波长并保证激光器运行的模式可以控制，以使得激光器将在一段长时间内按意愿运行，也是非常有意义的。模式控制意思是当激光器连续或有规律的间隔使用时，该激光器的工作点可以优化，以便排除一种模式跳变到某种其它谐振腔模式的危险。还非常有意义的是能够自动补偿运行中的激光器的激光器衰减。

本发明满足这些要求。

因此，本发明涉及一种锁定波长并监测可调谐激光器模式的方法，其中该可调谐激光器包括两个或多个可以改变注入的电流的可调谐部件，这些部件中至少一个是反射器部件，一个是相位部件，并且其中的激光器已经关于适当的激光器工作点被特征化，所述工作点已经被确定为通过不同的激光器部件的不同的电流组合，并且激光器在预定的、被选择的工作点运行，其中所述方法的特征在于通过利用波长选择滤波器探测由激光器发射的光的波长；使激光器在迭代过程被控制，其中通过激光器的反射部件以及有时耦合器部件的交流电和通过所述激光器的相位部件的电流被调节；调节通过反射器部件和耦合器部件的电流从而获得后向功率和前向功率之间关系的最小化。调节通过所述激光器相位部件的电流从而使波长保持恒定，对照波长基准测定所述波长。

以下将部分参考草图部分参考本发明的示例性实施例对本发明进行详细描述。

图1是一部分被切去以观察DBR激光器的透视图。

图2是可调谐光栅耦合抽样反射器(GCSR)激光器的截面图；

图3是抽样光栅DBR激光器的截面图。

图4是示出用于本发明的配置的方框图；

图1所示的DBR激光器包括三个部件，即，布拉格反射器1、相位部件2和增益部件3。每一部件通过经各个导体4、5、6引入电流到各个部件来控制。

图2是可调谐的光栅耦合抽样反射器(GCSR)激光器的截面图；这种激光器包括四个部件，即，布拉格反射器7、相位部件8、耦合器9和增益部件10。每一部件通过引入电流到各个部件来控制。

图3是抽样光栅DBR激光器的截面图，它也具有四部件11、12、13、14，其中11和14部件是布拉格反射器，部件13是相位部件，部件12是增益部件。

尽管还存在其它激光器，但这三种激光器类型是通用的。

尽管本发明基本参考根据图2所示的GCSR激光器进行以下描述，但应该明白，本发明不限于任何特别类型的可调谐半导体激光器，而是可以相应地应用于除了这里描述的以外的可调谐激光器。

图4是示出用于本发明的配置的方框图；标号15代表GCSR激光器，标号16代表用于通过各自导体17、18和19分别引入电流到激光器的反射器部件、相位部件和耦合器部件的电流发生器。激光器的功率通过激光器调节电路20经导体21由它的增益部件来控制。

激光器从前反光镜发射光，经透镜组合件22到光导体23，例如光纤。这个光导体将光导向分流一部分光到另一个光导体24的分光镜或分流器26。剩余的光被进一步导向导体25。分流器或分光镜26从导体23分流例如10％的光到导体24。

光导体24将光导向用作将光均分到两个导体28、29的另一个分光镜或分流器27。透镜30和透镜31分别放置于光导体的末端。用作波长基准的滤波器32配置在透镜30下游的光路上。

在透镜30下游配置的是第一探测器33，而第二探测器34配置在Fabry-Perot滤波器32的下游。探测器33、34用来测定光的功率，和分别经放大器35、36传送相应的探测器信号到A/D转换器37。