用于光通信的光发射装置制造方法
【专利摘要】一种用于光通信的光发射装置，包括：顺序地连接的啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)和半导体光放大器(SOA)；温度控制装置，上述啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)和半导体光放大器(SOA)设置在温度控制装置的上方，以便进行温度控制；输出光检测器，用于检测所述光发射装置的光输出特性；波长检测器，用于检测检测所述光发射装置的输出光的工作波长；控制器，其依据所述输出光检测器和波长检测器的检测结构对所述啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)、半导体光放大器(SOA)和温度控制装置进行控制，以使得所述光发射装置输出期望波长的光。
【专利说明】用于光通信的光发射装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于光通信的光发射装置、尤其涉及一种激光装置。
【背景技术】
[0002]光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85微米、
1.31微米和1.55微米。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
[0003]其中光通信系统中，信号源通常是利用半导体激光器作为光发射源。半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，由于它的波长范围宽，制作简单、成本低、易于大量生产，并且由于体积小、重量轻、寿命长，因此，品种发展快，应用范围广，目前已超过300种，半导体激光器的最主要应用领域是Gb局域网，850nm波长的半导体激光器适用于)IGh/o局域网，1300nm-1550nm波长的半导体激光器适用于IOGb局域网系统。1978年，半导体激光器开始应用于光纤通信系统，半导体激光器可以作为光纤通信的光源和指示器以及通过大规模集成电路平面工艺组成光电子系统.由于半导体激光器有着超小型、高效率和高速工作的优异特点，所以这类器件的发展，一开始就和光通信技术紧密结合在一起，它在光通信、光变换、光互连、并行光波系统、光信息处理和光存贮、光计算机外部设备的光祸合等方面有重要用途.半导体激光器的问世极大地推动了信息光电子技术的发展，到如今，它是当前光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源.半导体激光器再加上低损耗光纤，对光纤通信产生了重大影响，并加速了它的发展。因此可以说，没有半导体激光器的出现，就没有当今的光通信。双异质结激光器是光纤通信和大气通信的重要光源，如今，凡是长距离、大容量的光信息传输系统无不都采用分布反馈式半导体激光器。
[0004]因此，半导体激光器的光输出性能直接影响着整个通信系统的通信质量。
[0005]波长的可调半导体激光器是本领域公知的激光器，其可以用于光通信光源。通常，可调激光器具有两个或者更多个波长选择部，这些波长选择部例如是具有周期性反射光谱的反射器或者具有周期性增益光谱的增益区域。当控制周期性峰值之间的相对关系时，可调激光器选择所期望的波长。
[0006]但是现有的波长可调激光器中存在结构复杂，不够小型化，波长调整过程繁琐，需要时间过长，发射波长不稳定的问题。
【发明内容】
[0007]鉴于以上情况而做出本发明，并且本发明提供用于光通信的光发射装置，尤其是一种波长可调激光器，其结构简单、体积较小，波长调整过程较短，工作点稳定。
[0008]一种用于光通信的光发射装置，包括:顺序地连接的啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)和半导体光放大器(SOA)；
[0009]温度控制装置，上述啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)和半导体光放大器(SOA)设置在温度控制装置的上方，以便进行温度控制；
[0010]输出光检测器，用于检测所述光发射装置的光输出特性；
[0011]波长检测器，用于检测检测所述光发射装置的输出光的工作波长；
[0012]控制器，其依据所述输出光检测器和波长检测器的检测结构对所述啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)、半导体光放大器(SOA)和温度控制装置进行控制，以使得所述光发射装置输出期望波长的光；
[0013]设定CSG-DBR的长度为dl、SG-DFB的长度为d2和SOA的长度为d3，上述长度关系满足d2〈dl〈d2+d3，优选dl=d2+d3/2，当长度关系满足上述关系式时，激光器的结构最为优化，有利于实现整体上的小型化，同时不影响其光输出特性。
[0014]所述啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)、半导体光放大器(SOA)是集成为一体的，采用集成的配置方式，提高了激光器光输出的稳定性，有效地减小了激光器整体的体积。
[0015]所述啁啾采样光栅分布式反射器分为三段，其上分别设置有三个加热器。
[0016]所述输出检测器包括分束器和光电二极管。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]当结合附图阅读时，根据以下详细说明，本发明的其他目的、特征和优点将变得更加清楚，在附图中:
[0018]图1示出了本发明的激光装置的示意图；
【具体实施方式】
[0019]现在将参照附图描述本发明的实施方式。
[0020]图1例示了根据第一实施方式的波长可调激光器10和具有波长可调激光器10的激光装置100的示意图。如图1所示，激光装置100具有波长可调激光器10、温度控制装置20、输出检测器30、波长检测器40和控制器50。波长可调激光器10位于温度控制装置20上。下面将详细地描述每个部件。
[0021]波长可调激光器10具有以下结构，在该结构中，顺序地连接有啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)区域11、采样光栅分布式反馈激光器(SG-DFB)区域12和半导体光放大器(SOA)区域13。
[0022]啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)区域11具有光波导，该光波导具有多个分段，在这些分段内设置有具有衍射光栅的第一区域和连接到第一区域并且充当间隔件的第二区域，所述衍射光栅的周期根据需要输入的波长而设定。在该实施方式中，作为一个例子，光波导内设置有三个分段。光波导由半导体晶体制成，该半导体晶体的吸收端波长位于与激光器振荡波长相比更短的短波长侧。在CSG-DBR区域11内，每个第二区域具有不同的长度。在分段上的CSG-DBR区域11上分别设置有三个加热器14a至14c，控制器50控制上述加热器，根据需要对所述CSG-DBR加热。
[0023]SG-DFB区域12具有光波导，该光波导具有多个分段，在这些分段内设置有具有衍射光栅的第一区域和连接到第一区域并充当间隔件的第二区域。光波导由半导体晶体制成，该半导体晶体将激光器振荡的期望波长的光放大。每个第二区域在SG-DFB区域12内具有相同的长度。电极15设置在SG-DFB区域12上。
[0024]CSG-DBR区域11的波长峰值的周期与SG-DFB区域12的波长峰值的周期不同。CSG-DBR区域11和SG-DFB区域12充当波长选择部。当对CSG-DBR区域11和SG-DFB区域12的波长特性进行调节时，实现了游标效应(vernier effect)。这使得能够选择振荡波长。
[0025]SOA区域13具有由利用电流控制或者电压控制来放大光或者吸收光的半导体晶体制成的光波导。电极16设置在SOA区域13上。CSG-DBR区域11、SG_DFB区域12和SOA区域13的每个光波导彼此光学连接。设定CSG-DBR区域11的长度为dl、SG-DFB区域12的长度为d2和SOA区域13的长度为d3。上述长度关系满足d2〈dl〈d2+d3，优选dl=d2+d3/2.研究表明，当长度关系满足上述关系式时，激光器的结构最为优化，有利于实现整体上的小型化，同时不影响其光输出特性。
[0026]波长可调激光器10安装在温度控制装置20上。用于测量温度控制装置20的温度的热敏电阻安装在温度控制装置20上。
[0027]输出检测器30包括分束器31和光电二极管32。分束器31设置成使得激光通过SOA区域13的一部分被反射并且将反射的激光提供给光电二极管32。波长检测器40具有分束器41、标准具42以及光电二极管43和44。分束器41设置成使得从CSG-DBR区域11侧输出的激光的一部分被反射，将反射的激光提供给光电二极管43，并且激光的其余部分穿过分束器41并提供给光电二极管44。标准具42设置在分束器41与光电二极管44之间。
[0028]在图1中，波长检测器40设置在CSG-DBR区域11侧，输出检测器30设置在SOA区域13侧。该结构并不限于以上结构。例如，可以按相反顺序设置每个检测器。
[0029]控制器50具有电源和例如中央处理单元(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)之类的控制部。控制器50的ROM存储波长可调激光器10的控制信息、控制程序等。查找表51存储该控制信息。查找表51包括在每个通道处的初始设定值和反馈控制目标值。初始设定值包括SG-DFB区域12的初始电流IlD、SOA区域13的初始电流Isqa、初始电流IaHeatCT至IcHeatCT以及温度控制装置20的初始温度IYd。反馈控制目标值包括输出检测器30的反馈控制目标值Iml、波长检测器40的反馈控制目标值Im3/Im2以及提供给加热器14a至14c的电力的反馈控制目标值Palleate,至PcHeate,。反馈控制目标值Iml指示了光电二极管32的目标检测值。反馈控制目标值Im3/Im2指示了光电二极管44的检测值除以光电二极管43的检测值后的目标值。
[0030]具体调整方式如下:
[0031]第一步骤，控制所述波长可调激光器以根据初始设定值在给定波长下振荡，其中，控制器利用光电二极管测量激光强度并将测得的值存储为MO ；
[0032]第二步骤，利用一个步长值来调节所述波长选择部的波长特性，并检测所述波长可调激光器的增益状态变化的不连续点，其中，所述一个步长值是基于加热器的平均温度的步长值，并且其中，所述控制器利用所述光电二极管测量激光强度并将测得的值存储为M1，然后，如果Ml-MO大于阈值ThO，则该控制器确定该一个步长值是否大于或等于阈值Thl ；
[0033]如果所述一个步长值等于或大于阈值Th 1，
[0034]则，对于该控制器增大提供给所述加热器的电力并将所述加热器的平均温度增加所述步长值的情况，该控制器将平均温度减小所述步长值，接着利用小于所述一个步长值的另一步长值来调节所述波长选择部的波长特性，并检测所述波长可调激光器的增益状态变化的不连续点；
[0035]对于该控制器减小提供给所述加热器的电力并将所述加热器的平均温度减小所述步长值的情况，该控制器将平均温度增加所述步长值，接着利用小于所述一个步长值的另一步长值来调节所述波长选择部的波长特性，并检测所述波长可调激光器的增益状态变化的不连续点；以及
[0036]第三步骤，根据所述给定波长下的振荡状态的极限点求得所述波长选择部的稳定工作点，所述极限点是检测到所述不连续点时的点。
[0037]第四步，控制所述激光器以在所求得的目标值的稳定工作点处振荡。
[0038] 申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构和技术参数，但本发明并不局限于上述详细结构和技术参数，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构和技术参数才能实施。所属【技术领域】的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各部件的等效替换及辅助部件的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【权利要求】
1.一种用于光通信的光发射装置，包括:顺序地连接的啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)和半导体光放大器(SOA)； 温度控制装置，上述啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)和半导体光放大器(SOA)设置在温度控制装置的上方，以便进行温度控制；输出光检测器，用于检测所述光发射装置的光输出特性； 波长检测器，用于检测检测所述光发射装置的输出光的工作波长； 控制器，其依据所述输出光检测器和波长检测器的检测结构对所述啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)、半导体光放大器(SOA)和温度控制装置进行控制，以使得所述光发射装置输出期望波长的光； 设定CSG-DBR的长度为dl、SG-DFB的长度为d2和SOA的长度为d3，上述长度关系满足 d2〈dl〈d2+d3,优选 dl=d2+d3/2。
2.如权利要求1所述的光发射装置，所述啁啾采样光栅分布式反射器(CSG-DBR)、分布式反馈激光器(SG-DFB)、半导体光放大器(SOA)是集成为一体的。
3.如权利要求1所述的光发射装置，所述啁啾采样光栅分布式反射器分为三段，其上分别设置有三个加热器。
4.如权利要求1所述的光发射装置，所述输出检测器包括分束器和光电二极管。
【文档编号】H04B10/50GK103812571SQ201210441724
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月7日 优先权日:2012年11月7日
【发明者】耿振民 申请人:无锡华御信息技术有限公司