专利名称：用于控制可调谐激光器的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制可调谐激光器的方法和装置。
背景技术：
可调谐的半导体激光器包括若干个不同的部分，通过这些部分注入电流，这些部分一般有3个或4个。激光器的波长、功率和模式纯度可以通过调节各个部分中的电流进行控制。模式纯度指的是激光器处于这样一个工作点，该点远离发生所谓的模式跳跃的驱动电流和使得稳定发射激光的驱动电流的组合，并且具有高的副模式抑制能力。
关于波长控制，对于不同的应用具有特定的要求。在应用于电信的情况下，要求激光器在设置驱动电流和温度之后，在一个长的时间周期内以一个非常高的精度保持其波长不变。一般所述精度为0.1纳米，典型的时间周期为20年。
为了能够控制激光器，需要绘制作为各种驱动电流的函数的激光器性能曲线(behaviour)。这在以前需要在激光器制成之后使用所述激光器进行。
在瑞典专利说明书9800143-1和9900536-5中描述了相对于激光器的最佳工作点表征可调谐激光器的方法。
然而，还需要确定激光器在操作中的劣化程度，以便能够通过改变驱动电流补偿所述劣化。对于给定的工作点，波长发生改变便是劣化的一个例子。
一般地说，可调谐激光器被这样控制通过调节注入到激光器各个部分的电流，使其保持某个所需的工作点。
发现激光器劣化的一种方法是，在一给定的时间周期之后重新表征激光器，并比较早期的组合和最近测量的当前的组合，从而确定激光器可能劣化的程度。然后，对激光器各个部分的电流控制进行调节，以便获得所需的工作点。
发明内容
本发明涉及一种用于补偿由于劣化而导致的激光器工作点中的发射波长、功率和副模式抑制的改变，从而大大减少所述劣化的影响或者完全消除所述影响的方法和装置。
因而，本发明涉及一种用于控制已经对于一或多个适合的激光器工作点表征过的可调谐激光器的方法，其中每个工作点由激光器的各个部分被控制的程度确定，从而使激光器在预定的工作点上工作，其特征在于，对于不同工作点确定跨在不同部分上的激光器控制电压；以及在激光器操作期间保持跨在激光器各个部分上的电压随时间恒定，借以保持预定的工作点。
本发明还涉及具有如权利要求4所述特征的装置。
下面结合附图详细说明本发明的示例的实施例，其中图1是DBR激光器的局部剖开的透视图；图2是光栅耦合采样反射器(Grating Coupled Sampling Reflector，即GCSR)型可调谐激光器的截面图；图3是采样光栅DBR激光器的截面图；图4表示在一个调谐部分中注入的电流对于跨在该部分上的电压绘制的原理性曲线；以及图5是示意表示按照本发明使用的装置的方块图。
具体实施例方式
图1表示一种DBR激光器，其包括3个部分，即布拉格反射器1，相位部分2和增益部分3。每个部分借助于通过各自的电导体4，5，6在其中注入电流进行控制。
图2是光栅耦合采样反射器(GCSR)型可调谐激光器的截面图。这种激光器具有4个部分，即布拉格反射器7，相位部分8，耦合器9，和增益部分10。每个部分由在其中注入的电流控制。
图3是采样光栅DBR激光器的截面图，其也具有4个部分，分别由标号21，22，23，24表示。部分21和24是光栅反射器，而部分23是相位部分，部分22是增益部分。
上述3种类型的激光器是常用的，不过，还有其它类型的激光器。
虽然下面主要参照图2的GCSR激光器进行说明，但是应当理解，本发明不限于任何特定类型的可调谐半导体激光器。例如，本发明可以相应的方式用于附图中作为例子示出的可调谐激光器之外的可调谐激光器。
可调谐激光器发出的波长由被注入激光器不同部分的电流的量决定。波长由注入电流产生的自由电荷载体的数量确定。在波长和电流之间的关系中劣化可以随时发生，并因而破坏激光器的波长精度。
由于注入电流和电荷载体的数量之间的比例的改变，所述劣化主要发生在电流和折射率之间的关系中。
不过，电荷载体的数量和折射率之间的比例以及波长可以认为是恒定的。
因而，本发明涉及一种用于控制以前相对于一或多个适合的激光器工作点被表征过的可调谐激光器的方法。所述工作点由要被注入激光器不同部分的电流确定，或者由应占优势(prevail)跨在相应部分上的电压确定，以便使激光器在预定的工作点上工作。
按照本发明，对于不同的激光器工作点，跨在激光器不同部分上的电压在表征激光器时被确定。在操作中，使跨在激光器不同部分上的电压随时间保持恒定，从而维持预定的工作点。
按照上述专利的说明，激光器可以被这样表征标识大量的工作点，此后，选择给定的工作点。不过，当激光器被利用数字方式或模拟方式控制时，也可以应用本发明，以便获得给定的工作点。因此，本发明和给定的工作点是如何获得的无关。
事实上，通过一个部分的电流和跨在所述部分上的电压之间的关系不是线性的，并且，所述关系随着激光器的劣化而改变。这适应于所有的激光器部分。
图4是通过一个部分的电流I对于跨在所述部分上的电压绘制的关系曲线。曲线11表示在激光器劣化之前表征所述激光器时的所述关系。点01表示所选择的一个工作点。当发生劣化时，曲线11的位置移动到曲线12的位置。因而，通过保持电压恒定，使得工作点移动到点02。因而保持电压恒定的结果是使通过所述部分的电流从I1增加到I2。
这最好通过使电压单元13对每个激光器部分提供跨在相应部分上的具有预定的恒定电压值的电压来实现。
这使得即使在所注入电流和电荷载体的数量之间的比例改变时，也能自动地校正通过相应部分的电流，并且保持自由电荷载体的数量恒定。这适用于激光器的所有部分。
因而，即使激光器劣化，也能使得在所有时间周期内发出的光的波长保持恒定。虽然在所有时间周期内不能维持一个精确的波长，但是至少大大减轻了劣化的影响。
和常规处理的区别在于，其不需要测量电流，也不需要把电流校正为某个预定的值。
事实上，在实施本发明时，为了维持给定的工作点并随之维持给定的波长，不需要知道激光器劣化的程度。
因而，本发明解决了在引言部分中讨论的问题。
图5是按照本发明使用的装置的方块图。
在操作时，电压单元13用于在一个时间周期内保持跨在激光器不同部分7-10上的电压恒定，从而维持预定的工作点。在表征或控制激光器时，作为对于不同的工作点跨在激光器各个部分上的相关的电压，确定在这方面所需的各个电压。
当表征激光器时，例如按照前述的专利说明书，可以相对于不同的工作点测量跨在激光器各个部分上的电压。
所述装置包括微处理器14或某个相应的装置，用于通过D/A转换器15控制4个不同的电压发生器16-19。每个电压发生器16-19控制一个激光器部分7-10。所述微处理器和一个存储器相连，在所述存储器中以应当占优势跨在相应激光器部分上的电压的形式存储该不同的工作点。
按照一个优选实施例，所述装置包括适于测量跨在相应部分7-10上的电压的电路20。所述电路20被设计用于调整电压单元13，使得其维持每个激光器部分一预定的电压。这通过响应由电路20提供给微处理器14的并且代表相应测量电压的信号来实现。
微处理器和D/A转换器可以用全模拟电路代替。在这种情况下，电路20也可以被包括在类似的模拟电路中。
虽然上面参照本发明的示例性实施例对本发明进行了说明，但是应当理解，本发明可以应用于除GCSR激光器之外类型的可调谐激光器。电压发生器以及电路20也可以采样任何合适的设计。
因此，本发明并不限于上述的实施例，因为在下面权利要求书的范围内可以作出各种改变和改型。
权利要求
1.一种用于控制已经对于一或多个适合的激光器工作点表征过的可调谐激光器的方法，其中每个所述工作点由用于控制激光器的不同部分(7-10)以使所述激光器在预定工作点工作的方式确定，其特征在于当控制所述激光器时，对于不同工作点确定跨在激光器不同部分(7-10)上的电压；以及在所述激光器工作时，保持跨在激光器不同部分(7-10)上的该电压恒定，以便保持预定的工作点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于借助于电压供应单元(13)，跨过激光器相应部分(7-10)施加预定的恒定电压。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于测量跨在相应部分(7-10)上的电压，并且调整该电压供应单元(13)，以便维持跨在每个部分(7-10)上的所述预定电压。
4.一种用于控制已经对于多个适合的激光器工作点表征过的可调谐激光器的装置，其中所述工作点由要被注入激光器不同部分(7-10)的电流确定，以使该激光器在预定的工作点工作，其特征在于一电压供应单元(13)，其在所述激光器工作期间，用于按照所测量的跨在激光器不同部分(7-10)上的电压，相对于在表征该激光器时测量的所述不同的工作点，保持跨在激光器不同部分(7-10)上的电压随时间恒定，以便维持预定的工作点。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于用于测量跨在相应部分(7-10)上的电压的电路(20)，其中所述电路(20)适于调整电压单元(13)，以便维持跨在每个部分(7-10)上的所述预定电压。
全文摘要
一种用于控制已经对于一或多个适合的激光器工作点表征过的可调谐激光器的方法,其中每个所述工作点由用于控制激光器的不同部分(7－10)以使所述激光器在预定工作点工作的方式确定。本发明的特征在于当控制所述激光器时,对于不同工作点确定跨在激光器不同部分(7－10)上的电压;以及在所述激光器工作时,保持跨在激光器不同部分(7－10)上的该电压恒定,以便保持预定的工作点。
文档编号H01S5/125GK1361932SQ0081044
公开日2002年7月31日 申请日期2000年6月21日 优先权日1999年7月6日
发明者布乔恩·布罗伯格, 马可斯·伦伦德 申请人:阿尔蒂通股份公司