专利名称：级联式电吸收调制激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光器，特别涉及一种级联式电吸收调制激光器。
背景技术：
超短光脉冲源是实现超高速、大容量全光通信系统与网络的核心部件之一， 它在超宽带光信号采样、光存储、超高速光子模-数转换等方面也有着重要的应 用价值。在实际应用中，要求超短光脉冲源具有体积小、结构简单、重复频率高、 抖动低、通用性好、成本低和可靠性高等特点。电讯应用中，为实现结构紧凑、 可批量生产的超高速光发射机及其阵列，还要求超短光脉冲源具有能与其它光学 器件集成在一起的特点。
利用电吸收调制与可调连续激光器相连产生超短脉冲序列是一种简单、可 靠、能高度集成的技术。该技术有两种方案产生超短脉冲， 一种是采用单个电吸 收调制器和连续激光器相联，通过控制射频信号的功率以及电吸收调制器的偏置 电压来控制输出脉冲的形状和脉宽，该方案的优点是结构简单、成本较低、损耗 较低，缺点是脉冲宽度较宽；另一种方法采用双电吸收调制器级联，同时在两个 相联的射频信号线上加一个高精度的电延迟线，用来控制两个电吸收调制器开关 时间的延迟，减小两个电吸收调制器打开窗口时间重叠，可以控制产生脉冲的宽 度，该技术的优点是可产生较短的脉冲序列、稳定性好，缺点是成本较高，特别 是高精度、高重复频率的可调电迟线昂贵。这种技术的两种方案共同的优点是脉 冲序列的重复频率与外调制的射频信号频率一致，通过改变调制频率可灵活的与 通信中各个速率兼容，同时与电吸收调制相联的连续光如果是连续可调的，电吸 收调制激光器可实现波长可调谐功能。但是如果想成倍的提高输出脉冲序列的重 复频率，我们使用的射频信号源、射频放大器、射频信号连接器、可调电延迟线 以及调制器的带宽也要随之增加，相应的成本也要增加，特别是重复频率到了 20G以上，成倍地增加重复频率，成本要增加好几倍，甚至十几倍。 实用新型内容本实用新型为了解决背景技术中现有的电吸收调制激光器存在的想成倍的 提高输出脉冲序列的重复频率时，带宽要随之增加，且相应的成本也要增加的 技术问题，而提供一种级联式电吸收调制激光器。
本实用新型的技术解决方案是本实用新型为一种级联式电吸收调制激光 器，包括射频信号发生器、功分器、第一射频信号放大器、第二射频信号放大 器、第一电吸收调制器、第二电吸收调制器、第一直流电压源、第二直流电压 源以及一个连续可调激光器；功分器连接在射频信号发生器的输出端，第一射 频信号放大器、第一电吸收调制器、第一直流电压源依次串联在功分器的输出 端，第二射频信号放大器、第二电吸收调制器、第二直流电压源依次串联在功 分器的另一输出端，连续可调激光器接入第一电吸收调制器、第一电吸收调制 器接入第二电吸收调制器，其特殊之处在于所述第一电吸收调制器通过可调 光延迟器接入第二电吸收调制器。
由可调连续激光器输出的连续激光注入到两个处于直流电压偏置状态的级 联电吸收调制器中，这两个电吸收调制器被来自同一射频信号源的放大射频信 号调制。电吸收调制器在射频信号和直流电压偏置作用下，在内部发生电吸收 效应，会对注入的连续光产生周期性的非线性吸收，从而产生脉冲序列。通过 可调光延迟器可调节第一电吸收调制器产生的脉冲到达第二电吸收调制器的时 间，使脉冲光在第二电吸收调制器内部分被吸收，就可产生重复频率与射频信 号发生器输出射频信号重复频率一致的超短光脉冲序列。在发生非线性电吸收 效应时，电吸收调制器对偏置电压非常敏感，对于不同的偏置电压，在第一电 吸收调制器中会产生上升沿和脉冲宽度不同的脉冲序列。在第一电吸收调制器 中产生的每个脉冲，在第二电吸收调制器中就会由于脉冲到达时间的不同，产 生不同脉宽的脉冲序列，为了得到超短脉冲，通过调节偏置电压和延迟时间， 在第二电吸收调制器中，只让在第一电吸收调制器中产生的脉冲前沿保留，而 吸收脉冲的中间和后沿，就可得到超短脉冲。在第一电吸收调制器中产生脉冲 的中间部分和后沿被吸收，当调节第一直流电压源的电压，使第一电吸收调制 器中产生的脉冲宽度不断变宽，但脉冲宽度超过在第二电吸收调制器相邻两次 电吸收效应间隔的时间时，就会在第二电吸收调制器中把一个脉冲变成两个脉
冲，把第一电吸收调制器中产生的脉冲前沿和后沿全部保留下来，而损耗的是 脉冲的中间部分。使脉冲的重复频率倍增而脉宽不变，倍增后的脉冲间隔均匀， 调节连续激光器的波长，可实现超短脉冲序列波长的变化，实现脉冲激光器可 调谐的功能。因此本实用新型通过在第一电吸收调制器和第二电吸收调制器之 间增加一个可调光延迟器，就可时脉冲的重复频率倍增而脉宽不变，不用增加 相应成本。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
参见图l，本实用新型包括射频信号发生器1、功分器2、第一射频信号放 大器3、第二射频信号放大器4、第一电吸收调制器6、第二电吸收调制器8、 第一直流电压源9、第二直流电压源10以及一个连续可调激光器5;功分器2 连接在射频信号发生器1的输出端，第一射频信号放大器3、第一电吸收调制器 6、第一直流电压源9依次串联在功分器2的输出端，第二射频信号放大器4、 第二电吸收调制器8、第二直流电压源10依次串联在功分器2的另一输出端， 连续可调激光器5接入第一电吸收调制器6、第一电吸收调制器6通过可调光延 迟器7接入第二电吸收调制器8。
本实用新型工作时，连续可调激光器5输出的激光注入到级联电吸收调制 器中，射频信号发生器1输出20GHz的射频信号，由一个带宽为20GHz的功分 器一份为二，两路射频信号被带宽为20GHz的第一射频信号放大器3、第二射 频信号放大器4放大后分别加载到第一电吸收调制器6和第二电吸收调制器8 身上，从第二电吸收调制器8出来的光用高速光电探测器探测转化为电信号， 在高速取样示波器上显示波形，调节可调光延迟器7和第一电吸收调制器6和 第二电吸收调制器8的偏置电压，产生重复频率20GHz、脉冲宽度约10ps的超 短脉冲序列。利用在单个电吸收调制器产生脉冲的上升沿、脉宽与其所加的偏 置电压关系，调节第一直流电压源9、第二直流电压源10的电压和可调光延迟 器7的光延迟量，在高速取样示波器上得到脉冲序列，其脉冲序列的重复频率 为40GHz，脉宽约10ps。
权利要求1、一种级联式电吸收调制激光器，该级联式电吸收调制激光器包括射频信号发生器、功分器、第一射频信号放大器、第二射频信号放大器、第一电吸收调制器、第二电吸收调制器、第一直流电压源、第二直流电压源以及一个连续可调激光器；所述功分器连接在射频信号发生器的输出端，所述第一射频信号放大器、第一电吸收调制器、第一直流电压源依次串联在功分器的输出端，所述第二射频信号放大器、第二电吸收调制器、第二直流电压源依次串联在功分器的另一输出端，所述连续可调激光器接入第一电吸收调制器、所述第一电吸收调制器接入第二电吸收调制器，其特征在于所述第一电吸收调制器通过可调光延迟器接入第二电吸收调制器。
专利摘要本实用新型涉及一种级联式电吸收调制激光器，其包括射频信号发生器、功分器、第一射频信号放大器、第二射频信号放大器、第一电吸收调制器、第二电吸收调制器、第一直流电压源、第二直流电压源以及一个连续可调激光器；第一电吸收调制器通过可调光延迟器接入第二电吸收调制器。本实用新型解决了背景技术中现有的电吸收调制激光器存在的想成倍的提高输出脉冲序列的重复频率时，带宽要随之增加，且相应的成本也要增加的技术问题。
文档编号H01S5/00GK201061080SQ20072003217
公开日2008年5月14日 申请日期2007年6月29日 优先权日2007年6月29日
发明者刘元山, 张建国, 谢小平, 卫 赵 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所