W表示乘积的两个最大值之间的波长范围并且可如下 表不： (1 )
[0042] 在曲线200中，A Afm可W是6.16nm并且A Abm可W是5.63nm。使用等式I，A At可W被 计算为65.44nm。激光器100可W发出调谐范围内的任何波长处的激光束，方法是对齐FM 110的最大反射率与BM 140的最大反射率到该波长。替代于整个调谐范围AAt,FM 110的最 大所需调谐是A Afm并且BM 140的最大所需调谐是A入BM。
[0043] 可调谐激光器具有可能是用于作为发射器中的光源或作为接收器中的本地振荡 器的光学相干通信所需的窄线宽。在此背景下，一致性可能意味着在不同频率下的光波发 生干设W形成脉冲，前提是它们具有相对固定的相位关系。相反，非相干性可能意味着在不 同频率下的光波发生干设W形成及时的连续的波(例如，如同在白光中）。在此背景下，线宽 可W指激光束的光谱线宽并且可如下表示：
(2)
[0045] 其中W下变量定义适用于：
[0046] A VSTH:线宽
[0047] C:真空中的光速
[004引IUp:自发发射因数
[0049] CU:增益波导的内部损耗
[0050] am:有效镜子损耗
[0051] 叫:增益材料的线宽提高因数
[0052] %:增益波导的组折射率
[0053] IU:电流注入效率
[0054] I:不考虑翻滚的注入电流
[0055] Ith:阔值电流，低于所述阔值电流不会发射光
[0056] I-Ith:操作电流
[0057] Lg:增益区段的长度 [005引 ％:无源波导的组折射率
[0059] Lp:无源区段的有效长度。
[0060] 有效镜子损耗，Qm,可如下表示：
(3)
[0062]其中W下变量定义适用于：
[00创巧Wfw :FM 110的有效反射率
[0064] 巧做140的有效反射率。
[0065] 然而可W使用增益区段的实际长度，Lp,可替代地使用无源区段的有效长度，因为 对于许多类型的波长选择性反射器，例如，分布式布拉格反射器(DBR)，有效光程长度并不 等于实际装置大小，因为光是W分布式方式反射回来的。如从等式2中可见，线宽Avsth,与 增益区段的长度Lg和无源区段的有效长度Lp成反比；因此，可通过逐渐增大增益区段的长度 和逐渐增大无源区段的有效长度而减小线宽。然而，增益区段的长度通常可能不低于500微 米(Ml)，因为较短的增益区段长度可能引起在较小电流下的LI翻转，运可能限制到增益区 段的最大注入电流并且限制输出功率。LI可W指激光器注入电流相较于输出功率的曲线。 翻转可W指其中峰值输出功率随着注入电流的增大而开始减小的曲线的点。因此减小线宽 的更好的方法是增大无源区段的有效长度，就像在外部腔室激光器中。
[0066]图3是图1中的激光器100的无源区段有效长度相较于线宽和FSR的曲线300dFSR也 可被称作腔室模室间隔并且可W指两个连续反射光学强度最大值或最小值之间的频率或 波长中的间隔。如图所示，X轴表示W微米为单位的无源区段130的有效长度，并且y轴表示 W千赫化化)为单位的线宽和W纳米为单位的FSR。线宽由实线表示，并且FSR由虚线表示。 用于计算曲线300的激光器100的参数可如表1中所示。
[0069] 表1.激光器100的参数
[0070] 如从曲线300中可见，逐渐增大无源区段130的有效长度可同时减少线宽和FSR。
[0071] 激光器100的另一参数可W是SMSRdSMSR可W指中屯、峰值纵向模式和最接近高阶 模式之间的功率的关系。对于激光器100，最差SMSR可能出现在超级模式中的腔室模式处或 者邻近模式处，邻近模式可W指邻近主模式的腔室模式。
[0072] 图4是示出图1的激光器100的超级模式的曲线400。如图所示，X轴表示W纳米为单 位的波长，并且y轴表示作为常数或任意单位的反射率。FM 110的反射率由虚线表示，BM 140的反射率由实线表示，并且两个反射率的乘积由虚线表示。曲线400可W包括超级模式 410,它可W是乘积最大值。超级模式的SMSR可W通过那些乘积最大值的宽度和间隔确定。
[0073] 图5是示出图1的激光器100的邻近模式的曲线500。如图所示，X轴表示W纳米为单 位的波长，并且y轴表示作为常数或任意单位的反射率。FM 110的反射率由虚线表示，BM 140的反射率由实线表示，并且两个反射率的乘积由虚线表示。曲线500可W包括腔室模式 510。曲线500也可W包括主模式，它可对应于曲线500中的唯一乘积，也可W对应于图4的曲 线400中的最高超级模式410。返回到图5,邻近模式可对应于在较远的左侧上的腔室模式 510 W及在较远的右侧上的腔室模式510。腔室模式510中的每一个之间的间隔在曲线500中 示出为A并且可被称为腔室模式间隔或FSR。邻近模式的SMSR可W通过FSR和主模式的宽度 确定。
[0074] FSR可如下表示：
C4)
[0076] 其中A是产生激光波长。如同可W从等式4W及图3中看到，FSR与增益区段120的长 度和无源区段130的有效长度成反比。因此，虽然逐渐增大无源区段130的有效长度可W减 小线宽，它也可减小FSR，运可使激光器100的SMSR降级，除非FM 110和BM 140的反射率光谱 的宽度是足够窄的。
[0077] 图6是示出图1的激光器100的SMSR的曲线600。如图所示，X轴表示主模式的反射率 与邻近模式中的一个的反射率的比率，并且y轴表示W分贝（地)为单位的SMSR。曲线600可 基于表1中的值和W下等式导出：
(5)
[0079] 其中W下变量定义适用于：
[0080] Ag:模态增益边限
[0081] 5。用于主模式的镜子损耗和净模态增益之间的间隔。
[0082] 等式5提供于LarryA. Coldren等人的"二极管激光器和光子集成电路，第二版， 2012年r'Col化en" r中，其W引用的方式并入。如在Col化en中所建议，Sg可如下计算；
(6)
[0084] 其中I-I化=3.5Ith。如从图6中可见，随着主模式的反射率与邻近模式中的一个的 反射率的比率增大，SMSR也增大。总而言之，为了制成高表现可调谐激光器，可能适合于1) 增大无源区段140的有效长度W便减小线宽，W及2)减小FM 110的反射率与BM 140的反射 率的乘积的光谱宽度W维持SMSR。乘积的光谱宽度可通过减小FM 110的反射率或BM 140的 反射率而减小。
[0085] 本文中所公开的是改进型可调谐激光器。激光器可关注于减小BM的反射率光谱宽 度，因此允许无源区段的有效长度的增大W减小线宽而无需使SMS啡華级。具体来说，BM可沿 着延迟线组合来自CR的反射光和来自平坦的高反射涂覆化R涂覆)镜子的反射光。两个反射 灯可能发生干设并且使BM的反射率峰值光谱宽度变窄。来自BM的窄反射率峰值光谱宽度可 提供用于无源区段的有效长度的增大，运可W提供用于线宽的减小而无需牺牲SMSR。因此 激光器可WMI-TLS方式实现完整C波段可调谐性和子兆赫(M化）窄线宽。激光器可W用于 DWDM系统作为用于在例如两个CO之间的许多公里化m)上发射的长途发射器的光源，或W其 它合适的方式。
[0086] 图7是根据本发明的实施例的激光器忍片700的示意图。忍片700可W包括：背面 705,其包括HR涂层710、BM 715、相位区段740、增益区段745、FM 750; W及正面755,其包括 减反射(anti-ref lection, AR)涂层760。组件可W如图所示布置或者W任何其它合适的方 式布置(例如，组件可直接或间接禪合）。两个组件，例如，相位区段740和增益区段745,可W 据称是直接禪合的，前提是它们之间没有放置其它组件。两个组件，例如，相位区段740和FM 750,可W据称是间接禪合的，前提是它们之间放置了至少一个其它组件，例如，如果增益区 段745放置在它们之间。忍片700的组件可W界定腔室。增益区段745可W生成光，并且特定 波长可W在所述腔室内振荡而其它波长可能被抑制。忍片700可随后沿着页面的平面从正 面755发出激光束。
[0087] 相位区段740可W使腔室模式与由BM 715和FM 750界定的反射率光谱峰值对齐。 相位区段740也可W通过局部溫度改变或电流注入提供波长的精细控制。相位区段740可W 包括适合于提供那些功能的任何材料。
[0088] 增益区段745可通过电流注入调谐提供光学增益。增益区段745可W包括适合于提 供该功能的任何材料。举例来说，增益区段745可W包括组III-V化合物，例如，憐化神嫁铜 (InGaAsP)或神化侣嫁铜（InGaAlAs)。
[0089] FM 750可W是CR 750可提供通过局部溫度调谐或电流注入调谐可调谐的反射 率光谱最大值。FM 750可W包括适合于提供那些功能的任何材料。
[0090] AR涂层760可消除不希望的反射。AR涂层760可W包括适合于减反射(例如，小于或 等于大约0.1%的反射）的任何材料。AR涂层760可W或可W不跨越正面755的整个长度形 成。
[0091] BM 715可W包括分离器735、延迟线720、CR 730和终端器725eBM可W包括或充当 干设仪，并且因此被称作干设仪。干设仪可W指造成两个或两个W上波W干设且组合成具 有富含意义的特性的单个波的装置。下文中相对于BM 715的组件和BM 715的组件的相互作 用更全面地描述干设仪功能。BM 715可具有窄反射率峰值光谱宽度，运在下文