[发明专利]大功率高质量激光系统和方法

说明书

提供了一种激光系统(10)，其(10)包括调制激光器(12)，所述调制激光器用于生成包括第一调幅的调幅激光信号(51)。所述第一调幅基于数据信号(50)。此外，所述激光系统包括光学调制器(13)，所述光学调制器用于接收所述调幅激光信号(51)作为输入信号，并基于所述数据信号(50)用第二调幅调制所述调幅激光信号(51)，产生调幅输出激光信号(52)。

技术领域

本发明涉及生成调幅激光信号。

背景技术

为生成调制的激光信号，过去已经使用了两种基本原理。一方面，已经使用直接调制激光器。这些设备提供高的光输出功率，但是在控制眼质量和波长啁啾(chirp)的同时具有有限的消光比。而且，这些设备遭受高波长啁啾的影响，导致对连接的光纤的色散容忍度低，从而限制了通信链路长度。因此，该方案的主要缺点是光路代价与消光比之间的权衡。

另一方面，已经使用电吸收调制激光器(EML)。这些设备提供高消光比，并且由于激光是在外部调制的，因此信号具有低波长啁啾和高色散容限。因此，该方案导致光路代价低且消光比高。但是，由于调制器损耗，输出功率明显低于直接调制激光器的输出功率。此外，由于电吸收调制器中的饱和效应，通过增大激光电流来增大输出功率的益处有限。此外，即使光输出功率有所增加，该方法也会降低设备效率，因为调制器必须在“0”比特期间吸收大量增加的激光功率。同样，调制器中的饱和效应也会降低信号质量。这些尤其会导致眼屏蔽(eye mask)违犯和信号接收错误。

为了实现具有高信号质量的高输出功率，一种方案是在电吸收调制激光器上增加光放大器。这会显著提高输出功率，同时保持较高的信号质量。但是，该方案的缺点是需要额外的光学元件，这又增加了功耗和器件尺寸。这特别成问题，因为它增加了器件的复杂性和尺寸以及其功耗。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种设备和方法，允许调幅激光信号的高输出功率和高信号质量。

该目的通过针对系统的权利要求1和针对方法的权利要求12的特征解决。从属权利要求包括进一步的改进。

根据本发明的第一方面，提供了一种激光系统。所述激光系统包括调制激光器，所述调制激光器用于生成包括第一调幅的调制激光信号。所述第一调幅基于数据信号。此外，所述激光系统包括光学调制器，所述光学调制器用于接收所述调幅激光信号作为输入信号，并基于所述数据信号用第二调幅调制所述调制激光信号，产生调幅输出激光信号。这允许高光输出功率，同时保持高信号质量。

有利地，所述调幅输出激光信号包括比所述调制激光信号增强的调制深度和/或更高的消光比。由此实现了输出信号质量的改善。另外，激光器的调幅使得电吸收调制器EAM饱和效应降低，因为由EAM所需的吸收更低，因此使得EAM偏置更低。因此，输出功率更高。

进一步有利地，所述调制激光器是单纵模激光器，优选地是分布式反馈激光器或分布式布拉格(Bragg)反射器激光器或分布式反射器激光器或单波长垂直腔激光器或外腔激光器，或法布里-珀罗(Fabry Pérot)激光器，其中所述光学调制器是电吸收调制器。这允许所述激光系统非常灵活的设计。

有利地，所述激光系统包括驱动器，所述驱动器用于基于所述数据信号生成第一控制信号用于控制所述第一调幅，并且基于所述数据信号生成第二控制信号用于控制所述第二调幅。这允许独立地控制调制激光器和光学调制器。

有利地，所述驱动器用于生成与所述第二控制信号具有相同逻辑极性的第一控制信号，优选地与所述第二控制信号相同的第一控制信号。这允许非常简单的驱动器。

可选地，所述驱动器用于生成与所述第二控制信号不同的所述第一控制信号。这允许调制激光器和光学调制器的最佳控制。