[发明专利]一种可调谐激光器的波长控制电极参数设定方法和装置

说明书

本发明涉及可调谐激光器技术领域，提供了一种可调谐激光器的波长控制电极参数设定方法和装置。其中方法包括设置可调谐带通滤波器中心波长至可调谐激光器待表征波长；根据可调谐激光器波长控制电极参数范围，生成初始控制信号组合，并输入可调谐激光器；根据光探测器分别探测获得滤波光路光强信息P1和参考光路光强信息P2，根据光强信息P1和P2计算误差信号E；分析得到误差信号E的极值所对应的控制电极参数组合。本发明实施例有效的降低了现有技术中通过光谱仪测试带来的耗时问题，提高了可调谐激光器在实际输出波长指定为表征波长时，相应高边模抑制比的控制电极参数组合的确定。

【技术领域】

本发明涉及可调谐激光器技术领域，特别是涉及一种可调谐激光器的波长控制电极参数设定方法和装置。

【背景技术】

半导体激光器是光纤通信系统中的重要光源。它体积小，效率高，十分适合光纤通信系统中使用。目前光纤通信系统普遍使用波分复用方式的增加单根光纤的通信容量。在不同信道使用不同的波长进行通信传输。传统的通信光源采用分立的激光器，器件体积大，功耗高，成本高昂。单片集成波长可调谐芯片具有体积小，功耗低等优势，能够降低系统的运营成本。

传统的单片集成波长可调谐芯片大致分为两类：1)DFB激光器阵列，利用一组激射波长间隔排列的DFB激光器阵列，实现全通信波段的覆盖。DFB激光器阵列利用合波器实现单端口输出。在调谐过程中，通过对DFB激光器的选择及相应的温度控制可以实现非常精确的波长调谐。整个调谐中，激射波长与控制电极的选择及温度近似线性关系，因此在控制及测试逻辑上相对简单。2)DBR式可调谐激光器。其中最典型的四段式DBR激光器中和波长相关的通常包含两个粗调谐使用的光栅区，一个精细调谐的相位区。三个区通过注入电流或者加热的形式改变波导折射率进而改变激光器的激射波长。因此通常该类激光器包含三个控制电极。进一步的，由于一般使用了游标效应对激光器调谐范围进行扩展，因此激光器激射波长与控制电极电流的关系呈现高度的非线性。同时由于制作时的随机误差等因素，加剧了这种非线性。因此在一般四段式DBR激光器的测试中，需要逐一对电极电流进行扫描，在粗波长调谐中，需要进行二维扫描，在精细波长调谐中更是需要三维扫描。在一般情况下，对波长的测试采用光谱仪进行。这是由于表征激光器特性的重要指标边模抑制比通过光谱仪可以得到最直观的表现，但这种测试速度比较慢，一个控制点，需要数秒，完整的扫描通常需要上千甚至近万点，耗时数个小时。因此一个可调谐芯片的测试量是非常大的，事实上可调谐芯片的测试成本占芯片总成本的相当比例。

为解决这个问题，研究者提出了数种解决方案。首先为了解决利用光谱仪测试带来的耗时问题，研究者提出了只通过光功率计记录激光器输出功率的方式来表征激光器。该方式利用了可调谐激光器边模抑制比与激光器功率的对应关系。一般可调谐激光器边模抑制比极大值的地方，也就是激光器功率的极大值。因此该方法可以通过寻找激光器功率的极值间接得到边模抑制比的极值。但是这种测试中，功率极值因为自由载流子损耗等原因一般会偏离边模抑制比极值，因此会导致最终的结果偏离理想的控制电流组合。为解决这个问题，研究者进一步提出了通过监测激光器有源区电压的方式来表征可调谐激光器的边模抑制比情况。这是利用了当激光器的目标波长对应的腔模与激光器光栅反射器的最大反射完全重合时，激光器阈值最小，对应的载流子浓度最低，因此结电压也最低。当光栅反射器偏离极大值或者腔模与极大值不重合时，激光器阈值都会增大，对应的结电压也会增大。因此通过该方式也可以反应激光器边模抑制比与激光器控制电流的关系，通过寻找结电压的小值得到边模抑制比的极大值。该方法相比于功率监控更加精确和快速。

但是以上两种方式只能解决寻找边模抑制比的极值问题，但是边模抑制比极值对应的波长并无法了解。虽然在边模抑制比极值上，激光器光谱特性最好，但是波长却并不一定满足光通信对各个通道波长值的要求。还是需要通过波长计等辅助手段将波长标注出来，而后利用最靠近指定波长的组合，通过相位区及两个光栅区电流共同的精细调谐，达到指定的波长，实现激光器的准连续调谐，并最终得到满足特定波长要求的电流组合。