108和第二光栅禪合器109分别位于娃基微环滤波器107的2个监 测端口。
[0030] 参见图1所示，本发明实施例中的窄线宽可调外腔激光器进行激光输出时，光源 101发出的激光经娃基光禪合器102禪合进至第一MMI103,第一MMI103将禪合的光分为两 路。两路光经非对称马赫-曾德干设仪104的2个臂传输后，通过第二MMI105合波。两路 光经非对称马赫-曾德干设仪104的2个臂传输时，非对称马赫-曾德干设仪104输出的 光波为2个臂中光场相互叠加的结果，通过改变其中一个臂的折射率，可W在两个臂间引 入一定的光程差，从而调节两束光之间的相位差，相位差决定了第二MMI105干设叠加之后 的光场分布。
[0031] 经第二MMI105合波后的光通过第=MMI106分为2路，2路光分别经娃基微环滤波 器107的上下话路滤波（娃基微环滤波器107能够对2路光的波长进行选择，从多个波长 中挑选所需波长，其他波长被阻挡），经上话路滤波得到的光输出至第一光栅禪合器108监 测激光输出，经下话路滤波得到的光输出至第二光栅禪合器109监测激光输出。
[0032] 娃基微环滤波器107的微环传输谱中的谐振峰是周期性出现的，相邻谐振峰之间 的波长差（即娃基微环滤波器107的自由光谱范围FS%w)的计算公式可W表示为：
[0033]
Cl)
[0034] 公式（1)中A为娃基微环滤波器107的波长，AA为娃基微环滤波器107的相 邻谐振峰的波长间隔，C为光速，n,为娃基微环滤波器107的波导群折射率，为圆周率，R 为娃基微环滤波器107的微环半径。
[0035] 非对称马赫-曾德干设仪104的2个臂长差AL与非对称马赫-曾德干设仪104 的自由光谱范围的计算公式可W表示为：
[0036] (2)
[0037] 公式似中入1为非对称马赫-曾德干设仪（104)的波长，AA1为非对称马 赫-曾德干设仪（104)的相邻谐振峰的波长间隔，n,i为非对称马赫-曾德干设仪（104)的 波导群折射率。
[0038] 娃基微环滤波器107的品质因子Q的计算公式可W表示为：
CS)
[0040] 其中rWf为非对称马赫-曾德干设仪104的2个臂的有效折射率，a为非对称马 赫-曾德干设仪104的2个臂损耗。
[OOW 从公式做可W看出，非对称马赫-曾德干设仪104的2个臂损耗决定了Q的大 小，臂损耗小，则Q值越小。因此，非对称马赫-曾德干设仪104适合粗选波长；即比 FS%环大。
[0042] 本发明实施例中娃基微环滤波器107的微环半径R为4ym，根据计算公式
阳0创理论FSR微环约为26皿(ng约3. 6，A取1550nm)。本实施例中非对称马赫-曾德 干设仪104的自由光谱范围为娃基微环滤波器107的FS%w的2倍，即接近50皿。 柳44] 图2为第一光栅禪合器108的监测的光谱，参见图2可W看出：实际的FSR干涉= 46皿，实际的FSR微环= 23皿。
[0045] 本实施例中的娃基微环滤波器107和非对称马赫-曾德干设仪104均配有热调 谐，热调谐的调谐方式为在娃基微环滤波器107和非对称马赫-曾德干设仪104上加载热 电阻，通过热电阻调节谐振峰的位置，从而选择谐振波长。
[0046] 本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离 本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也视为本发明的保护 范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种基于娃基的窄线宽可调外腔激光器，包括光源（101)、娃基光禪合器（102)、娃 基微环滤波器（107)和2个光栅禪合器：第一光栅禪合器（108)和第二光栅禪合器（109); 其特征在于：所述可调外腔激光器还包括非对称马赫-曾德干设仪（104)、W及3个MMI:第 一 111(103)、第二111(105)和第Ξ111(106);所述非对称马赫-曾德干设仪（104)上设置 有2个不对称的臂，所述娃基微环滤波器（107)采用上下话路型微环谐振腔，娃基微环滤波 器（107)设置有2个监测端口； 所述光源（101)的输出端与娃基光禪合器（102)的输入端相连，娃基光禪合器（102) 的输出端与第一匪1(1〇扣的输入端相连；第一匪1(1〇扣的输出端分别与非对称马赫-曾 德干设仪（104)的2个臂的输入端相连，2个臂的输出端与第二匪I(105)的输入端相连； 第二匪1(105)的输出端与第Ξ匪1(106)的输入端相连，第Ξ匪1(106)的输出端分别与 娃基微环滤波器（107)上下话路的输入端相连；上下话路的输出端分别与第一光栅禪合器 (108)、第二光栅禪合器（109)相连；第一光栅禪合器（108)和第二光栅禪合器（109)分别 位于娃基微环滤波器（107)的2个监测端口； 所述娃基微环滤波器（107)的自由光谱范围为5~50nm，所述非对称马赫-曾德干设 仪（104)的自由光谱范围为娃基微环滤波器（107)的自由光谱范围的1~4倍。2. 如权利要求1所述的基于娃基的窄线宽可调外腔激光器，其特征在于：所述可调外 腔激光器进行激光输出时，光源（101)发出的激光经娃基光禪合器（102)禪合进至第一 MMI(103)，第一MMI(103)将禪合的光分为两路；两路光经非对称马赫-曾德干设仪（104) 的2个臂传输后，通过第二匪I(105)合波；合波后的光通过第Ξ匪I(106)分为2路，2路 光分别经娃基微环滤波器（107)的上下话路滤波，经上话路滤波得到的光输出至第一光栅 禪合器（108)监测激光输出，经下话路滤波得到的光输出至第二光栅禪合器（109)监测激 光输出。3. 如权利要求1所述的基于娃基的窄线宽可调外腔激光器，其特征在于：所述娃基微 环滤波器（107)的自由光谱范围FSR微环的计算公式为：上述计算公式中λ为娃基微环滤波器（107)的波长，Δλ为娃基微环滤波器（107) 的相邻谐振峰的波长间隔，C为光速，ng为娃基微环滤波器（107)的波导群折射率，31为圆 周率，R为娃基微环滤波器（107)的微环半径。4. 如权利要求1所述的基于娃基的窄线宽可调外腔激光器，其特征在于：所述非对称 马赫-曾德干设仪（104)的2个臂长差ΔL与非对称马赫-曾德干设仪（104)的自由光谱 范围FSR干设的计算公式表示为上述计算公式中λ1为非对称马赫-曾德干设仪（104)的波长，Δλ1为非对称马 赫-曾德干设仪（104)的相邻谐振峰的波长间隔，ngl为非对称马赫-曾德干设仪（104)的 波导群折射率。5. 如权利要求1至4任一项所述的基于娃基的窄线宽可调外腔激光器，其特征在于： 所述娃基微环滤波器（107)和非对称马赫-曾德干设仪（104)上各加载有热电阻，通过热 电阻调节谐振峰的位置W选择谐振波长。6. 如权利要求1至4任一项所述的基于娃基的窄线宽可调外腔激光器，其特征在于： 所述非对称马赫-曾德干设仪（104)的自由光谱范围为娃基微环滤波器（107)的自由光谱 范围的2倍。7. 如权利要求1至4任一项所述的基于娃基的窄线宽可调外腔激光器，其特征在于： 所述光源（101)采用SOA忍片或LD忍片。8. 如权利要求1至4任一项所述的基于娃基的窄线宽可调外腔激光器，其特征在于： 所述娃基光禪合器（102)采用端面禪合器或光栅禪合器。
【专利摘要】本发明公开了一种基于硅基的窄线宽可调外腔激光器，涉及光通信的集成光学领域。该激光器的光源通过硅基光耦合器与第一MMI相连；第一MMI分别与非对称马赫-曾德干涉仪的2个臂的输入端相连，2个臂的输出端通过第二MMI与第三MMI相连；第三MMI分别与硅基微环滤波器上下话路的输入端相连；上下话路的输出端分别与第一光栅耦合器、第二光栅耦合器相连。硅基微环滤波器的自由光谱范围为5～50nm，非对称马赫-曾德干涉仪的自由光谱范围为硅基微环滤波器的自由光谱范围的1～4倍。本发明能够增大宽波长的调谐范围，保证激光得到窄线宽；本发明为小型化腔激光器，不仅制造成本较低，而且易于集成，工艺容差较小，适于推广。
【IPC分类】H01S5/06, H01S5/14
【公开号】CN105322438
【申请号】CN201510919288
【发明人】邱英, 肖希, 陈代高, 王磊, 李淼峰
【申请人】武汉邮电科学研究院
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年12月11日