专利名称：可调谐激光装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及激光装置领域。
背景技术：
在通信应用中通常采用激光产生装置(以下简称为激光装置)。特别地，分布式反馈(DFB)激光装置通常用于波分复用(WDM)系统中。通常，取决于应用，需要不同波长的DFB激光装置。在历史上，制造并整合了为不同波长设计的不同部分，来迎合对不同波长的需求。这种办法既低效又昂贵。
最近，已经对制造支持多个波长的可调谐DFB激光装置进行了尝试。通常，这些调谐激光装置包括被配置成产生不同波长激光的激光条纹。此外，集成无源组合器以组合激光条纹的输出。为了产生所需波长的激光，电激活经适当选择的一个或多个激光条纹。
然而，众所周知的是，无源组合器具有随集成于激光装置的激光条纹数目增加的固有最小损耗。因此，很难实现这种器件以支持大范围的波长。此外，该方法增加了激光装置的占地要求，并减小了制造产量(由于集成无源元件所增加的复杂性)。
作为在附图中示出的示例性实施方式而非限制，本发明将进行描述，附图中类似标号表示类似元件，且其中图1根据本发明的一个实施方式示出了激光装置的部分剖视立体图；图2示出了图1激光装置的横截面图；图3a-3b示出了图1激光装置的操作原理；图4a-4b分别示出了图1的具有可移动透镜的MEMS的俯视图、以及梳状驱动之一的部分放大图；以及图5根据一实施方式示出了具有图1激光装置的一个示例系统。
具体实施例方式
本发明的说明性实施方式包括，但并不限于激光装置，和具有这种激光装置的系统。
使用本领域技术人员通用的术语来描述说明性实施方式的各个方面，以将他们工作的内容转达给本领域中的其它技术人员。然而，对本领域技术人员显而易见的是可仅通过所描述各方面的一部分来实施本发明。为说明目的，陈述了具体的数字、材料、以及配置以便于提供对各说明性实施方式的透彻理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是可在没有具体细节的情况下实施本发明。在其它实例中，将公知特征省略或简化以便于不使说明性实施方式混淆。
短语“在一实施方式中”被反复使用。该短语通常不是指同一实施方式；然而，它也可指同一实施方式。术语“包含”、“具有”以及“包括”是同义的，除非本文中另外指出。
现在参看图1-2，其中根据本发明一实施方式，分别示出了激光装置的部分剖视立体图和侧视图。如图所示，对于该实施方式，激光装置100包括附于热电冷却器(TEC)104的激光条纹108，和具有可移动透镜106、且如图所示地彼此相对设置的微机电系统(MEMS)102。
激光条纹108包括许多条纹，其一个或多个可选择性地激活以便于产生期望波长的激光。它们一起(通过MEMS 102的帮助)使大范围波长中的选定波长激光能够选择性地产生。结果，对于给定的可选波长期望范围(以及同样的其它因素，诸如体积和总成本)，可制造成本相对较低的可调谐激光装置。
在各个实施方式中，各个条纹或者各组条纹被进一步设计成当它们被激活以产生期望波长的激光时，可通过控制提供被激活激光条纹或条纹组的光电器件的热状况来进一步微调所输出激光的波长。在各个实施方式中，一个或多个光电器件可用来提供激光条纹108。可通过多种技术的任一种来实现一个或多个条纹的选择，包括控制提供被激活激光条纹或条纹组的光电器件的热状况。
将MEMS 102设计成透镜106可至少在沿X轴(如图3a-3c所示)的任一方向机电地移动，以适当地将透镜106与被激活的激光条纹对准，从而将输出激光聚焦到输出介质302，例如光纤。在各个实施方式中，基本上在实现沿X/-X方向的移动的同时，也可任选地实现沿选定的Y和-Y方向之一的移动。
在各个实施方式中，为了调节制造公差，MEMS 102还可进一步设计成透镜106也可沿Y轴在任一方向上机电地移动，以适当地将透镜106与被激活的激光条纹对准，从而将输出激光聚焦到输出介质。在各个实施方式中，基本上在实现沿Y/-Y方向移动的同时，也可任选地实现沿选定的X和-X方向之一的移动。
可通过向MEMS 102提供许多可移动元件、并将这些可移动元件连接到透镜106上以在期望的X(和/或Y)方向上移动，来实现透镜106在1个或2个方向移动的能力。
现在也参看图4a-4b，其中根据一实施方式分别示出了MEMS驱动机构的俯视图和梳形驱动之一的放大图。如图所示，对于该实施方式，MEMS102设置有多个微型驱动402a、402b、402c和402d。梳状驱动402a-402b和402c-402d置于基底的相对两侧。此外，梳状驱动402a、402b、402c和402d被连接到两个柔性悬梁412a-412b上，这些柔性悬梁412a-412b又有效地连接到透镜106，以使MEMS 102能提供透镜106期望机电X(和Y)移动。在各个实施方式中，透镜106被置于与柔性悬梁412a-412b相连的平台414上。
将MEMS 102的边缘引用为“上边缘”、“下边缘”和“侧面边缘”是为了便于理解，而不应理解为限制于本发明的实施方式。如果从另一角度描述MEMS 102，可用其它方式引用这些边缘。
仍然参看图4a-4b，更具体地，对于该实施方式，微型驱动402a、402b、402c和402d的每一个都是包含404a-404b两部分的梳状驱动，其中一个部分基本上“固定”在基底上，而另一部分连接到柔性悬梁412a-412b之一的一端。在各个实施方式中，基本上“固定”在基底上的部分可被设计成通过一个或多个弹簧(未示出)“固定”于基底上。此外，如图所示，每个部分404a-404b都具有多个齿(图4b的406)，且部分404a-404b根据静电原理工作。即，当部分404a-404b被补充通电(激活)时，连接于柔性悬梁412a/412b一端的部分404a/404b朝向或背向基本上“固定”在基底上的部分404a/404b移动。因此，前一部分可称为可移动部分，而后一部分可称为“固定”部分。
在各个实施方式中，梳状驱动402a、402b、402c和402d可与彼此相同或不同的可变强度相结合来选择性地激活，从而提供一个或两个方向上的移动。各个方向上的移动量取决于激活的电压强度、以及组合激活的选定梳状驱动之间的相对差值。
在可选实施方式中，可用类似的其它驱动排列来实施本发明。
因此，在操作时，为了实现期望波长的激光输出，将一个或多个适当激光条纹108激活，以产生波长在期望波长邻域中的光。该操作也可称为粗略选择。然后，可对所激活的激光条纹108进行热控制以提供期望波长的激光。该操作也称为激光输出的微调。
然后，在上述粗略和微调操作之前或者基本上同时，可移动透镜106使其恰当定位成将激光输出光学耦合到诸如光纤的输出介质上。
因此，可制造更加成本合算的可调谐激光装置。
图5示出了根据一实施方式的一个示例通信系统。如图所示，示例系统500包括如图所示彼此耦合的数据路由子系统502和网络接口模块504。网络接口模块504用于将通信系统500光学耦联到网络，该网络可以是局域网、广域网、电话网等等。这些网络可以是专用的和/或公用的。对于该实施方式，网络接口模块504特别地包括图1的激光装置100。出于本说明书的目的，网络接口模块504也可称为通信接口。
还参看图5，对于该实施方式，数据路由子系统502包括如图所示彼此耦合的处理器512和存储器514。存储器514已在其中存储了多个数据路由规则，根据这些规则处理器512路由通过网络接口504接收的数据。可使用多种数据结构技术的任一种来存储该数据路由规则，这些数据结构技术包括但并不限于例如表格、连接表等等。可根据多种通信协议中的任一种来接收和转发数据，这些通信协议包括但并不限于例如传输控制协议/网际协议(TCP/IP)。
在各个实施方式中，由处理器512执行的任务可包括控制先前描述的激光条纹108的选择性激活、其微调、以及透镜106的移动。在可选实施方式中，可将实际控制委托给一个或多个其它控制器(未示出)。即，处理器512通过这些其它控制器实现所需控制。因此，用于权利要求，处理器可称为控制器，反之亦然，即这两个术语被视为可互换。
此外，在各个实施方式中，数据路由系统502也可包括一个或多个传感器(516)用于收集激光装置100上的一个或多个性能度量，例如输出激光的波长和功率、一个或多个位置的温度等等。这些传感器还可与处理器512(或其代理、“下游”控制器，如果可行的话)耦合，以便于进一步根据所收集的性能度量数据来实现它们的控制(周期地或实时地)。在各个实施方式中，至少一部分传感器被置于网络接口模块504之外。
除了激光装置100与网络接口模块504的结合之外，元件502-504代表了本领域中已知的或待设计的广泛范围的这类元件。
在各个实施方式中，示例系统500可以是路由器、开关、网关、服务器等等。
虽然本说明书仅仅说明并描述了特定实施方式，但是本领域普通技术人员应该理解的是在不背离本发明的范围的情况下，各种各样的替换的和/或等效的实现可代替所说明和描述的具体实施方式
。本申请旨在覆盖本说明书中讨论的实施方式的任何更改和变化。因此，显然本发明旨在仅由权利要求书及其等同方案所限定。
权利要求
1.一种装置，包括一个或多个光电器件，具有多个可选择性激活的光输出源，以便于输出具有波长范围内期望波长的激光；以及机电系统，整体组装有所述一个或多个光电器件，所述机电系统包括透镜，所述透镜可机电地移动从而与所述选择性激活的一个或多个光输出源光学耦合，以便于具有波长范围内所述期望波长的激光的所述输出。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个光电器件的所述多个光输出源的每一个被装配成输出所述波长范围的子集的激光。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个光电器件的所述多个光输出源的至少之一包括激光条纹。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一个或多个光电器件是可控的，以便于在所述波长范围的子集内微调由所述选定光输出源输出的激光的波长。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述一个或多个光电器件的所述选定光输出源包括激光条纹，所输出激光的波长可通过调节包括所述激光条纹的所述光电器件的热状况来微调。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括热电冷却器，它与所述一个或多个光电器件连接以冷却所述一个或多个光电器件。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述一个或多个光电器件耦合、以进行所述光输出器件的选择的一个或多个控制器。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述机电系统耦合以控制所述透镜的移动的一个或多个控制器。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述透镜可在沿至少两个基本上正交的轴的至少一个方向上移动。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述透镜可基本上同时在沿所述正交轴的第一轴的第一方向上、以及在沿所述正交轴的第二轴的第二方向上移动。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括传感器，以监控所输出激光的功率和波长中的至少所选之一，且所述控制器进一步与所述检测器耦合、并至少部分地根据所述监控的结果执行对所述透镜移动的所述控制。
12.一种方法，包括选择一个或多个光电器件的多个光输出源之一，用于输出波长范围内期望波长的激光；以及移动整体组装有所述一个或多个光电器件的机电系统的透镜，从而与所述一个或多个光电器件的所述光输出源中所选的一个或多个光学耦合，以便于输出在所述波长范围内的所述期望波长的激光。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述一个或多个光电器件的所述多个光输出源的每一个被装配成输出所述波长范围的子集的激光。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述一个或多个光电器件的所述多个光输出源的至少之一包括激光条纹。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括微调由所述一个或多个光电器件的光输出源的选定之一输出的激光的波长。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述一个或多个光电器件的所述选定光输出源包括激光条纹，且所述微调包括调节包括所述激光条纹的所述光电器件的热状况。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述移动包括在第一方向、和基本上与所述第一方向正交的第二方向上移动所述透镜。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括用与所述一个或多个光电器件相连接的热电冷却器冷却所述一个或多个光电器件。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括监控输出激光的功率和波长中的至少所选之一，并至少部分地根据所述监控的结果实现所述透镜的移动。
20.一种系统，包括数据路由子系统，包括具有多个数据路由规则的存储器，以及耦合到所述存储器、以至少部分地根据所述数据路由规则来路由数据的处理器；以及网络接口模块，耦合到所述数据路由子系统以向所述数据路由子系统光学传送数据，所述网络接口模块包括一个或多个光电器件，具有可选择以便于输出波长范围内期望波长激光的多个光输出源，以及整体组装有所述一个或多个光电器件的机电系统，所述机电系统包括一透镜，所述透镜可机电地移动从而与所述光输出源中选定的一个或多个光学耦合，以便于输出所述波长范围内的所述期望波长的激光。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述一个或多个光电器件的所述多个光输出源的每一个被装配成输出所述波长范围的子集的激光。
22.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述一个或多个光电器件的所述多个光输出源的至少之一包括激光条纹。
23.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述一个或多个光电器件是可控的，以在所述波长范围的子集内微调由选定光输出源输出的激光波长。
24.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述一个或多个光电器件的所述选定光输出源包括激光条纹，所输出激光的波长可通过调节包括所述激光条纹的所述光电器件的热状况来微调。
25.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述透镜可在沿两个基本上正交的轴的任一方向上移动。
全文摘要
本文描述了一种调谐激光装置，它具有提供多个可选择性激活的光输出源的一个或多个光电器件，以及整体组装可移动透镜。
文档编号H01S5/42GK1961463SQ200580017435
公开日2007年5月9日 申请日期2005年5月6日 优先权日2004年5月28日
发明者M·埃皮托 申请人:英特尔公司