[发明专利]可调谐激光光源

说明书

本发明涉及一种可调谐传输滤光器，其被光耦合在可调谐激光装置的激光器段和半导体光放大器(SOA)段之间。该滤光器可以被调谐成在激光峰值附近提供高传输，同时抑制了SOA段的向后传播的放大自发辐射(ASE)的相当大的部分。若无该滤光器，在ASE被激光增益段和反射镜段向前方放大并反射之后，激光输出光谱可能发展更高强度的旁瓣。在减小旁瓣的同时，该滤光器传输激光峰值，以便由该SOA段放大。

技术领域

本公开涉及光源，特别涉及可调谐激光光源。

背景技术

在波分多路复用(WDM)光网络中，用信息的数字流对多个波长处的光信号进行编码。这些经过编码的光信号，或“波长信道”，通过一系列跨度的光纤进行合波和传输。在接收器端，那些波长信道被光接收机分波和检测。

有待被编码的那些光信号通常是由激光二极管所提供的，每一个波长信道由一个激光二极管提供。为冗余目的，希望提供备份的激光二极管。由于密集WDM(DWDM)传输中使用多个波长(数十个甚至有时数百个波长)，为每一波长提供单独的备份激光二极管可能变得极其昂贵而无法承受。可调谐激光光源帮助解决此问题。

在可重构的WDM光网络中，可调谐激光光源也被证明是有价值的；在可重构WDM光网络中，当网络负载增长时，就插入新的波长信道。在这样的“波长捷变的”网络中，可以动态地插入(add)和分出(drop)波长信道，以响应于在不同网络节点之间的起伏数据带宽要求。从网络结构的立场看，可能最好有可调谐至任何期望的波长的可调谐激光光源。这样的激光光源需要是宽范围可调谐的，能提供足够的输出光功率，具有强边模抑制，以避免受到其他波长信道的相干串扰。

参照图1A，示出了示例性现有技术的可调谐激光光源100。例如在美国专利US5,325,392中，托莫里(Tohmori)等人描述了类似的激光光源。激光光源100包括光学上串联耦合的后反射镜102、增益段104、相位段106和前反射镜108。该前反射镜108和后反射镜102包括光栅，光栅具有周期性的反射率波长相关函数(periodic wavelength dependence ofreflectivity)。转向图1B，后反射镜102的反射率的示例性波长相关函数112具有5.6nm的周期。前反射镜108的反射率的波长相关函数118具有更大的6.3nm的周期。波长相关函数112和118的峰值112A、118A在1550nm处重叠。因此，通过将后反射镜波长相关函数112乘以前反射镜波长相关函数118而获得的乘积波长相关函数130，在1550nm处具有它的最大的峰值。在图1B中示出了乘积波长相关函数130，其被放大了四倍。乘积波长相关函数130与用于在激光光源100(图1A)的前反射镜108和后反射镜102之间进行光循环的往返程光增益成正比。乘积波长相关函数130(图1B)确定激光光源100的波长发射特性。用十字(“+”)标记的三个谐振腔纵模121、122和123叠加在乘积反射率迹线130上，被设置在1550nm处的峰值112A、118A的范围内。在1544nm(134)附近和1556nm(136、138)附近存在另外的模134、136和138。在这些模121、122和123，134、136和138之中，仅有中心模122会导致产生具有大的光功率的激光束109，这是由于中心模122的往返程光增益高得多；在边模121、123、134、136、138波长处发射的光功率水平要低得多。

通过在相对的方向上变换波长相关函数112和118，对激光光源100进行调谐。当波长相关函数112、118的两个其他峰值在另一波长处重叠时，在该波长处的纵模之一处发生激射。本质上，是通过在相比于对单独的反射镜102、108本身进行调谐的波长范围宽得多的波长范围上使用游标效应(Vernier effect)，对激射波长进行调谐。以步进方式进行波长调谐。通过适当选择后反射镜102和前反射镜108的纵模间隔和反射率周期，允许人们限定波长的调节步长的所需幅度。