专利名称：一种波长可调激光器及可调激光器的波长选择方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种波长可调激光器及可调激光器的波长选择方法。
背景技术：
随着光网络动态化及相干光传输技术的应用，可调激光器，尤其是窄线宽可调激光器的需求及应用进一步扩大。窄线可调宽激光器作为光传输、光交换系统的光源，其重要性越来越大。现有技术中，可通过选择激光器的输出波长(频率)，使选定的纵模光束返回增益芯片，通过预先设定增益芯片的端面反射率，使得选定的纵模光束在谐振腔内达到激光光束产生的阈值条件，产生激光输出，例如通过调节激光器的电流、温度、反射镜角度、光栅角度等进行目标波长的选择。但在上述现有技术中，实现波长选择过程比较困难，需要光学元件较多，因而所占空间较大，耦合封装困难，尺寸较大，成本高且不易批量生产。
发明内容
本发明实施例提供了一种波长可调激光器及可调激光器的波长选择方法，可通过调整波长选择单元进行波长选择，以使激光器的波长选择过程容易实现，并且减少所需光学元件，降低成本。本发明实施例提供的波长可调激光器，包括增益介质，解复用单元，透镜，波长选择单元；所述增益介质，用于输出多纵模光束；所述透镜，用于将所述增益介质输出的多纵模光束准直到所述解复用单元，并将所述解复用单元解复用的多个单纵模光束准直到所述波长选择单元；所述解复用单元，用于将所述多纵模光束解复用为多个单纵模光束；所述波长选择单元，用于根据预置的波长值调节反射镜，将接收到的所述多个单纵模光束中，与所预置的波长值相同波长的单纵模光束反射回所述解复用单元和增益介质，反射回的单纵模光束在谐振腔内谐振达到激光光束产生的阈值条件，产生激光并输出。本发明实施例提供的可调激光器的波长选择方法，包括波长选择单元接收解复用单元解复用得到的多个单纵模光束；根据预置的波长值调节反射镜，将所述多个单纵模光束中，与所预置的波长值相同波长的单纵模光束反射回所述解复用单元。从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点可调激光器包括增益介质，透镜，解复用单元，波长选择单元，增益介质产生多纵模光束，透镜将该多纵模光束准直到解复用单元上，解复用单元将多纵模光束解复用为多个单纵模光束，由透镜将该多个单纵模光束准直到波长选择单元上，根据预置的波长值，调节波长选择单元的反射镜，在接收到多个单纵模光束中，将波长值与预置的波长值相同的单纵模光束，反射回解复用单元，由于采用了以上的回复反射(retro-reflection)结构，同时由于光路的可逆性，增益介质发出的多纵模光束的特性，与经过准直、解复用、波长选择并反射回增益介质的光束的光斑大
4小与角度与发出的光束基本相同，从而有利于产生激光过程中的光束准直、各器件的安装和调试，成本低，易于调节。
图1为本发明实施例中的波长可调激光器的一个实施例示意图；图2为本发明实施例中的波长可调激光器的增益介质沿垂直透镜方向下移的光线变化示意图；图3为本发明实施例中的波长可调激光器的另一个实施例示意图；图4为本发明实施例中的波长可调激光器的波长选择单元反射镜设计原理示意图；图5为本发明实施例中MEMS反射镜的Clipping效果仿真的窗口函数图；图6为本发明实施例中主模光束被反射镜Clipping的位置示意图；图7为本发明实施例中侧模光束被反射镜Clipping的位置示意图；图8为本发明实施例中反射镜大小与主模光束和侧模光束的Clipping Loss关系示意图；图9为本发明实施例中的波长可调激光器的另一个实施例示意图；图10为本发明实施例中的波长可调激光器的另一个实施例示意图；图11为本发明实施例中的可调激光器的波长选择方法的一个实施例示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供了一种波长可调激光器，用于调整波长选择单元进行波长选择，光路调节简单，激光器的波长选择过程容易实现，并且减少所需光学元件，降低成本。请参阅图1，本发明实施中的波长可调激光器的一个实施例包括增益介质101，透镜102，解复用单元103，波长选择单元104 ；其中，增益介质101在谐振条件达到激光阈值时产生多纵模光束，该多纵模光束为多个波长不同的光束，透镜102将增益介质101输出的多纵模光束准直到解复用单元103 上，解复用单元103将多纵模光束空间分开，解复用为多个单纵模光束，由透镜102将该多个单纵模光束准直到波长选择单元104，波长选择单元104根据预置的波长值，调节波长选择单元104的反射镜，将波长值与预置的波长值相同的单纵模光束，反射回解复用单元 103，即只将需要的特定波长的光束反射回解复用单元103，而将其他波长值的光束散射或者被吸收或者投射到其他方向，图1中的虚线部分表示其他波长值的光束。由于光路的可逆性，波长选择单元104反射回的预置波长的单纵模光束，先后经过解复用单元103、透镜102，返回到增益介质101，从而构成了增益介质101和波长选择单元104之间的谐振腔。通过设定增益介质101的端面反射率，波长选择单元104所选择的预置波长的光信号，在该谐振腔内达到激光光束产生的阈值条件，从而产生激光并输出。下面简述设定增益介质的端面反射率所满足的条件。由于激光的谐振腔内的工作介质的不均勻性，当光在其中传输时产生光的散射、衍射等损耗，另外，谐振腔的反射镜对光的吸收，以及光透出谐振腔而形成光能的输出，这些都是对谐振腔内的激光光场的损耗。 假设光在谐振腔内部单位传播距离内，由于上述原因减少的光强百分比为α ，则称α 为
5内部损耗系数，为已知量。Gv为增益芯片的端面反射率，端面反射镜的反射比分别为P1, P 2，谐振腔长度为d，光束在谐振腔内一个来回的光强Iv为
权利要求
1.一种波长可调激光器，其特征在于，包括 增益介质，解复用单元，透镜，波长选择单元； 所述增益介质，用于输出多纵模光束；所述透镜，用于将所述增益介质输出的多纵模光束准直到所述解复用单元，并将所述解复用单元解复用的多个单纵模光束准直到所述波长选择单元；所述解复用单元，用于将所述多纵模光束解复用为多个单纵模光束； 所述波长选择单元，用于根据预置的波长值调节反射镜，将接收到的所述多个单纵模光束中，与所预置的波长值相同波长的单纵模光束反射回所述解复用单元和增益介质，反射回的单纵模光束在谐振腔内谐振达到激光光束产生的阈值条件，产生激光并输出。
2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述波长选择单元，包括下列其中之一可移动反射镜，反射镜阵列，硅基液晶反射镜阵列，固定反射镜与可旋转反射镜的组合。
3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述波长选择单元的反射镜面的大小，根据光斑大小及相邻纵模的光斑分开距离确定，或者根据主模光束与侧模光束的消减损耗差确定。
4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，当所述波长选择单元为可动反射镜时，所述可动反射镜的移动距离为所需调谐的波长数量与相邻纵模分开距离的乘积。
5.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，当所述波长选择单元为反射镜阵列或硅基液晶反射镜阵列时，阵列的大小至少为所需调谐波长数量与相邻纵模分开距离的乘积。
6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，所述增益介质与所述波长选择单元位于所述透镜的同侧。
7.根据权利要求1至6任一项所述的激光器，其特征在于， 所述透镜，包括准直透镜；所述增益介质，包括增益芯片；所述解复用单元，包括下列其中之一衍射光栅，阵列波导光栅，阶梯光栅，棱镜。
8.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于，所述可调激光器还包括 偏振光分束器和偏振玻片；所述偏振光分束器与所述偏振玻片分别位于所述透镜的两侧，所述偏振光分束器用于将所述增益介质输出的线偏振多纵模光束进行分束，所述偏振玻片用于输出偏振光。
9.一种可调激光器的波长选择方法，其特征在于，包括 波长选择单元接收解复用单元解复用得到的多个单纵模光束；根据预置的波长值调节反射镜，将所述多个单纵模光束中，与所预置的波长值相同波长的单纵模光束反射回所述解复用单元。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述波长选择单元，包括下列其中之一 可移动反射镜，反射镜阵列，硅基液晶反射镜阵列，固定反射镜与可旋转反射镜的组合。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述波长选择单元的反射镜面的大小，根据光斑大小及相邻纵模的光斑分开距离确定，或者根据主模光束与侧模光束的消减损耗差确定。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述波长选择单元为可移动反射镜时，所述可移动反射镜的移动距离为所需调谐的波长数量与相邻单纵模分开距离的乘积。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述波长选择单元为反射镜阵列或硅基液晶反射镜阵列时，阵列的大小至少为所需调谐波长数量与相邻纵模分开距离的乘积。
14.根据权利要求9至13任一项所述的方法，其特征在于，所述解复用单元，包括下列其中之一衍射光栅，阵列波导光栅，阶梯光栅，棱镜。
全文摘要
本发明实施例公开了一种波长可调激光器及可调激光器的波长选择方法，用于通过调整波长选择单元进行波长选择，使激光器的波长选择过程易实现，并且减少光学元件，降低成本。本发明实施例方法包括增益介质，解复用单元，透镜，波长选择单元，其中，透镜将增益介质输出的多纵模光束准直到解复用单元，解复用单元将多纵模光束解复用为多个单纵模光束，透镜将解复用单元解复用的多个单纵模光束准直到波长选择单元波长选择单根据预置的波长值调节反射镜，将波长值与预置的波长值相同的单纵模光束反射回解复用单元和增益介质。
文档编号H01S3/10GK102439804SQ201180002241
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者张光勇, 陈波, 高磊 申请人:华为技术有限公司