[发明专利]半导体激光器宽范围外腔可调谐方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体激光器宽范围外腔可调谐方法，属于光通信

技术领域。

背景技术

随着电信业务的飞速发展和网络的逐步普及，人们对带宽的需求越来越大，光纤中传输的信息量与日俱增，这对密集波分复用(DWDM)系统相关器件如激光器、探测器等的性能提出了更高的要求。可调谐激光器的出现大大降低了系统的成本，满足了光网络发展的智能化需要。现在的可调激光器结构主要采用基于体光栅的外腔调谐和集成化的分布布拉格反射(DBR)、取样光栅DBR(SG-DBR)、光栅同向耦合与抽样反射(GCSR)等内腔调谐结构，但这些技术无一例外都存在一定的缺陷影响了器件的实用化。基于体光栅的外腔调谐的难点在于器件的体积庞大、机械上的定位与调整难度太大；集成化的技术方案尽管具有器件体积小、成本低、易于与其它器件集成等优点，但普遍存在制作的难度较大、器件指标偏低等缺点。近来出现的基于MEMS的垂直腔表面发射激光器(VCSEL)技术也存在制作难度大、器件寿命难以保障等缺陷。尽管也还有激光器芯片+单个可调谐滤波器构成的可调激光器技术见诸报道，但设备的波长调谐范围普遍较窄。

发明内容

本发明的目的是采用两端镀增透膜的激光器芯片与两个可调谐滤波器双端耦合，替代现有的基于体光栅的外腔调谐和集成化的内腔调谐方法，构成宽范围外腔可调谐激光器，从而优化器件性能，降低制造难度。

本发明的技术方案是：是放置在半导体致冷器上的半导体激光器或放大器芯片两端通过耦合装置与两个可调谐滤波器高效耦合，构成一个具有选频功能的外谐振腔，通过对两个滤波器进行调谐可以选择其谐振波长，得到所需要波长的激光输出，而其它波长不会激射，使激光器有较宽的调谐范围，调谐范围主要由滤波器具体结构及芯片的增益谱宽决定。

半导体激光器或放大器芯片两端面镀增透膜以便抑制腔内反馈。

所述的可调谐滤波器的反射光谱为离散的梳状光谱，两个可调谐滤波器的峰值间距不同。

所述的可调谐滤波器反射谱与半导体激光器或放大器芯片增益谱范围相近。

所述的宽范围外腔可调谐方法，可以通过调整半导体致冷器的温度对激光器进行相位调节。

所述的宽范围外腔可调谐方法，其滤波器可以是取样光栅型可调滤波器滤。

所述的滤波器可以是FP腔型可调滤波器。

所述的耦合装置可以由准直器和球透镜构成或由多个球透镜构成。

所述的耦合装置也可以由非球透镜构成。

所述的耦合装置还可以由顶部烧制或磨制小球的透镜光纤构成。

本发明由于采用的是双端可调谐的方式，使得可调谐激光器有比较宽的调谐范围和较窄的谱线宽度。这种可宽范围调谐的方法既克服了基于体光栅的外腔调谐器件体积庞大、机械上的定位与调整难度大的缺点，也克服了集成化的可调激光器指标偏低、制作难度大等缺点。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。图2是FP腔型可调滤波器。图3是取样光栅类型的可调滤波器。图4是采用两个取样光栅型的可调滤波器构成的激光器。图5是取样光栅的反射光谱结构。图6是两个光栅的波长调谐原理示意图。

具体实施方式

图1是本发明的结构原理示意图。122是放置在致冷器123上的半导体激光器(或放大器)管芯，作用是为了产生比较稳定的光增益，管芯的两个端面103和104镀增透膜；120和125是两个波长可调谐的梳状滤波器，但两个滤波器的结构不同。121和124是两个耦合装置，其结构可以相同也可以不同，目的是为了使120与122及122与125之间有较好的耦合，降低耦合损耗并产生稳定的激光输出。