专利名称：波长可调谐激光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可调谐激光源实现方案，特别涉及一种基于自注入的法布里-珀 罗激光器和光纤法布里-珀罗可调滤波器的波长可调谐激光源。
背景技术：
在光纤通信及光分组网络技术中，可调谐激光器作为一种低成本器件而发挥着越 来越重要的作用。在通信过程中，可调谐激光器可以在一定范围内调谐，以满足不同信道波 长的需要。可调谐激光器因其可提供多个波长，在密集波分复用(DWDM)通信系统中通常被 优选为备份光源，而不需要对每个信道的光源同时进行备份，节约了系统的运营成本。
目前，最为成功的可调谐激光器包括后端取样光栅反射的光栅辅助平行耦合激光 器(GCSR激光器)以及多级取样光栅激光器(SGDBR激光器)。上述两种激光器均属于分 布布拉格反馈激光器，主要依靠反射光栅来确定和调节激射波长。典型的光栅调节机制就 是利用自由载流子的等离子效应来改变折射率，从而改变激射频率。外腔注入锁定的方法 也可以实现可调谐激光源，其是通过外腔法布里-珀罗标准具来调节激射波长。尽管如 此，上述的激光器的结构比较复杂，制造成本高昂。本发明是利用低制造成本的多纵模法布 里-珀罗激光器的自注入效应来实现单模激射，同时通过调节光纤法布里-珀罗可调滤波 器和激光器的芯片温度来实现激射波长的改变。发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于自注入的法布里-珀罗激光器和光纤法布 里-珀罗可调滤波器的波长可调谐激光源，其输出波长能够调节到任意的DWDM波长信道。
本发明提供一种波长可调谐激光源，是利用法布里-珀罗激光器的自注入来实现 单模激射，并利用可调滤波器和激光器芯片温度的调节来改变工作波长，包括
一激光器驱动电流源和温控电路，给法布里-珀罗激光器提供驱动电流和温度控 制；
一法布里-珀罗激光器，是波长可调谐光源的基础光源，该法布里-珀罗激光器的 输入端与激光器驱动电流源和温控电路的输出端连接；
一光输出端连接偏振控制器，该光输出端连接偏振控制器的一端与法布里-珀罗 激光器的输出端连接；
一 2*2的光纤耦合器，该2*2的光纤耦合器的a端与光输出端连接偏振控制器的 另一端连接，该2*2的光纤耦合器的b端作为输出端口 ；
一掺铒光纤放大器，对法布里-珀罗激光器的输出光增益放大，该掺铒光纤放大 器的输入端与2 的光纤耦合器的c端连接；
一光纤法布里-珀罗可调滤波器，是用来选择所需要的激光波长，该光纤法布 里-珀罗可调滤波器的一端与掺铒光纤放大器的输出端连接；
一光隔离器，防止反向光进入光纤法布里-珀罗可调滤波器，该光隔离器的输入3端与掺铒光纤放大器的另一端连接，该光隔离器的输出端与拆2的光纤耦合器的d端连接。
其中法布里-珀罗激光器的激射波长范围和掺铒光纤放大器的增益范围匹配，在 国际通信标准的C波段或L波段。
其中所述的法布里-珀罗激光器在封装中带有热敏电阻和半导体制冷器。
其中所述的掺铒光纤放大器是单向放大。
其中所述的掺铒光纤放大器是双向放大，当掺铒光纤放大器是双向放大时，在出 光端加一个光隔离器以阻止反向光被增益。
其中所述的光纤法布里-珀罗可调滤波器通过一个电压控制源调节加在压电陶 瓷上的电压，来选择通过波长。
其中所述的法布里-珀罗激光器、光输出端连接偏振控制器、2 的光纤耦合器、 掺铒光纤放大器、光纤法布里-珀罗可调滤波器和光隔离器之间的连接，是采用标准的单 模光纤或者兼容的光纤连接。
本发明与现有的技术相比具有的优点是该波长可调谐光源的结构简单，法布 里-珀罗激光器输出光经过放大，滤波，然后自注入，可以获得稳定可靠的单模激射。通过 调节滤波器(粗调)和激光器芯片的温度(细调)，可以获得工作波段内连续可调的光谱范 围，即可以获得DWDM所需的任意波长。另外，该方案的制造成本也更为低廉。
为进一步说明本发明的具体技术内容，下面结合附图和实施例对本发明详细说明 如后，其中
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明提供一种波长可调谐激光源，是利用法布里-珀罗激光器 的自注入来实现单模激射，并利用可调滤波器和激光器芯片温度的调节来改变输出波长， 包括
一激光器驱动电流源和温控电路1，给法布里-珀罗激光器2提供驱动电流和温度 控制，工作中激光器驱动电流源和温控电路1提供的激光器驱动电流保持恒定，通过调节 激光器驱动电流源和温控电路1提供的温控电流改变法布里-珀罗激光器2中的激光器芯 片的温度，从而小范围调节法布里-珀罗激光器2的输出波长，这是波长可调谐光源工作波 长的微调机制；
一法布里-珀罗激光器2，是波长可调谐光源的基础光源，该法布里-珀罗激光器 2起始工作时输出的多纵模激光输出到掺铒光纤放大器4进行放大，再经过光纤法布里-珀 罗可调滤波器5选择所需要的单一模式通过，这个选择出来的单一模式通过2*2的光纤耦 合器3自注入回法布里-珀罗激光器2，该光自注入同时增强自身的模式和抑制其它的模 式，从而获得更高的边模抑制比，而且法布里-珀罗激光器2的第二次输出光中包含的选择 模式在掺铒光纤放大器4中获得更高的光增益，经过这样的过程最终获得稳定的单纵模输 出；该法布里-珀罗激光器2的输入端与激光器驱动电流源和温控电路1的输出端连接；所 述的法布里-珀罗激光器2的激射波长范围和掺铒光纤放大器4的增益范围匹配，在国际通信标准的C波段或L波段；所述的法布里-珀罗激光器2在封装中带有热敏电阻和半导 体制冷器；
一光输出端连接偏振控制器7，用来控制整个光路中的光偏振状态，从而获得最大 的光功率，该光输出端连接偏振控制器7的一端与法布里-珀罗激光器2的输出端连接；
一 2*2的光纤耦合器3，该2 的光纤耦合器3的a端与光输出端连接偏振控制器 7的另一端连接，该2*2的光纤耦合器3的b端作为输出端口 9 ；
一掺铒光纤放大器4，对法布里-珀罗激光器2的输出光进行增益放大，因为光增 益过程存在模式竞争，所以法布里-珀罗激光器2的第二次输出光中包含的选择模式获得 了更高的光增益，从而获得高功率并且稳定的单纵模激光输出；该掺铒光纤放大器4的输 入端与2 的光纤耦合器3的c端连接；所述的掺铒光纤放大器4是单向放大；所述的掺铒 光纤放大器4是双向放大，当掺铒光纤放大器4是双向放大时，在出光端加一个光隔离器以 阻止反向光被增益；
一光纤法布里-珀罗可调滤波器5，是用来选择所需要的激光波长，该法布里-珀 罗可调滤波器5调节波长范围大，作为波长可调谐光源工作波长的粗调机制；该光纤法布 里-珀罗可调滤波器5的一端与掺铒光纤放大器4的输出端连接；所述的光纤法布里-珀 罗可调滤波器5通过一个电压控制源调节加在压电陶瓷上的电压，来选择通过波长；
一光隔离器6，防止反向光进入光纤法布里-珀罗可调滤波器5，干扰其选择激光 模式；该光隔离器6的输入端与掺铒光纤放大器4的另一端连接，该光隔离器6的输出端与 2*2的光纤耦合器3的d端连接。
其中所述的法布里-珀罗激光器2、光输出端连接偏振控制器7、2拉的光纤耦合器 3、掺铒光纤放大器4、光纤法布里-珀罗可调滤波器5和光隔离器6之间的连接，是采用标 准的单模光纤8或者兼容的光纤连接。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在 本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。权利要求
1.一种波长可调谐激光源，是利用法布里-珀罗激光器的自注入来实现单模激射，并 利用可调滤波器和激光器芯片温度的调节来改变工作波长，包括一激光器驱动电流源和温控电路，给法布里-珀罗激光器提供驱动电流和温度控制；一法布里-珀罗激光器，是波长可调谐光源的基础光源，该法布里-珀罗激光器的输入 端与激光器驱动电流源和温控电路的输出端连接；一光输出端连接偏振控制器，该光输出端连接偏振控制器的一端与法布里-珀罗激光 器的输出端连接；一 2*2的光纤耦合器，该2*2的光纤耦合器的a端与光输出端连接偏振控制器的另一 端连接，该2*2的光纤耦合器的b端作为输出端口 ；一掺铒光纤放大器，对法布里-珀罗激光器的输出光增益放大，该掺铒光纤放大器的 输入端与2 的光纤耦合器的c端连接；一光纤法布里-珀罗可调滤波器，是用来选择所需要的激光波长，该光纤法布里-珀罗 可调滤波器的一端与掺铒光纤放大器的输出端连接；一光隔离器，防止反向光进入光纤法布里-珀罗可调滤波器，该光隔离器的输入端与 掺铒光纤放大器的另一端连接，该光隔离器的输出端与2*2的光纤耦合器的d端连接。
2.根据权利要求1所述的波长可调谐激光源，其中法布里-珀罗激光器的激射波长范 围和掺铒光纤放大器的增益范围匹配，在国际通信标准的C波段或L波段。
3.根据权利要求1或2所述的波长可调谐激光源，其中所述的法布里-珀罗激光器在 封装中带有热敏电阻和半导体制冷器。
4.根据权利要求1所述的波长可调谐激光源，其中所述的掺铒光纤放大器是单向放大。
5.根据权利要求1所述的波长可调谐激光源，其中所述的掺铒光纤放大器是双向放 大，当掺铒光纤放大器是双向放大时，在出光端加一个光隔离器以阻止反向光被增益。
6.根据权利要求1所述的波长可调谐激光源，其中所述的光纤法布里-珀罗可调滤波 器通过一个电压控制源调节加在压电陶瓷上的电压，来选择通过波长。
7.根据权利要求1所述的波长可调谐激光源，其中所述的法布里-珀罗激光器、光输出 端连接偏振控制器、2 的光纤耦合器、掺铒光纤放大器、光纤法布里-珀罗可调滤波器和 光隔离器之间的连接，是采用标准的单模光纤或者兼容的光纤连接。
全文摘要
一种波长可调谐激光源，包括一激光器驱动电流源和温控电路；一法布里-珀罗激光器，该法布里-珀罗激光器的输入端与激光器驱动电流源和温控电路的输出端连接；一光输出端连接偏振控制器，该光输出端连接偏振控制器的一端与法布里-珀罗激光器的输出端连接；一2＊2的光纤耦合器，其a端与光输出端连接偏振控制器的另一端连接，其b端作为输出端口；一掺铒光纤放大器，该掺铒光纤放大器的输入端与2＊2的光纤耦合器的c端连接；一光纤法布里-珀罗可调滤波器，该光纤法布里-珀罗可调滤波器的一端与掺铒光纤放大器的输出端连接；一光隔离器，该光隔离器的输入端与掺铒光纤放大器的另一端连接，该光隔离器的输出端与2＊2的光纤耦合器的d端连接。
文档编号H01S3/067GK102035129SQ20101052763
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者吴昊, 满江伟, 祝宁华 申请人:中国科学院半导体研究所