专利名称：激光器波长稳定方法及实现此方法的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于激光器的，特别是半导体激光器的波长稳定的一种方法。
具有波长复用技术(WDM技术)的光学传输系统的，含有半导体激光器的激光模块，必须在整个要求的寿命(105小时!)期间很稳定地保持它们的波长，以便波长信道中的传输性能不会不允许地变化，或不出现对相邻信道的串扰。当今在使用中的主要是以信道间隔为400GHz(相当于3.2nm)或200GHz(相当于1.6nm)的，具有4和8个波长信道的WDM系统。可是波长信道数不久将提高到16个信道，而中期将提高到32至64个信道，在此相应于较高的信道数地缩小信道间距。
在今天使用的激光模块上，仅经激光二极管的温度实现波长的微调和稳定。1.5μm半导体激光器用的波长的典型变化，例如位于0.1nm/K温度变化上。这种间接的波长稳定所具有的缺点在于，它毫不考虑激光二极管的老化效应。激光模块的领先制造者当今在寿命之内保证0.3nm的波长稳定性。对于具有较小信道间隔的未来高效的WDM传输系统来说此值却是不够的。
与此相反地在权利要求1和7中说明的本发明所具有的优点在于，在比例调节的基础上准备提供了半导体激光器的一种简单而直接的波长稳定，特别在具有WDM技术的光学传输系统用的，含有半导体激光器的激光模块上，这种比例调节是可采用的，但是是不局限于这样的激光器上的，而是原则上可采用在任何类型的激光器上的。
为了可靠地测量发射的波长，按本发明外加采用可有利地装入激光模块中的一种光学滤光器。由于滤光器是一个无源元件，一般可以实现高度的长时间的波长稳定性。
按权利要求1的本发明方法的优选的和有利的发展来自于权利要求2至6。
用于实施按本发明方法的，按权利要求7的本发明装置的优选的和有利的发展来自于权利要求8至18。按本发明装置的一个特别的优点是可以在它的基本的方案中看出的，此方案允许无问题地与半导体激光器共同一体化，或者用简单的常规制造技术一体化在衬底表面上的一个完整的发射模块中。
优选在具有半导体激光器的光学发射模块中采用本发明(权利要求19)用于激光器波长的长时间稳定。用本发明可以有利地实现传感技术用的光学固定频率源。
在以下说明中用图示范性地详述本发明。在此
图1至4各自以俯视图和大大简化的示图展示按本发明装置的不同基本的实施形式；图5和6以示意图展示布喇格(Bragg)光栅形式的或定向耦合器形式的，或干涉仪形式的波光器；图7以示意的剖视图展示按图1实施形式的一种发展的实施；图8以示意的剖视图展示按图2实施形式的一种发展的实施；图9以示意的剖视图展示按图4实施形式的一种发展的实施；图10以示意剖视图展示按图4实施形式的一种发展的实施。
这些图不是按比例的。
在图中各自示范性地表示的形成按本发明方法的体现的按本发明装置上，光学滤光器2是发明本质性的，由激光器1发射的光总功率P0的应滤光的功率部分P2是输送给此滤光器的，并且此滤光器从所输送的功率部分P2滤出基本上只含有应稳定波长λ的功率P2。
以将此滤出功率P2输送给用于检测的光学检测器3的办法，测量滤出的功率P2。
一个其它的功率部分P3是如此地从由激光器1发射的光总功率P0中导出的，使得在滤出功率P2和此其它功率部分P3之间的比例P2/P3是与此总功率P0无关的。例如当不仅滤出的功率P2而且其它功率部分P3各自与总功率P0成比例时，就是这种情况，因为在比例P2/P3中既在分子中，而且也在分母中出现的总功率P0则消去。
以将此其它功率部分P3输送给用于检测的其它光学检测器4的办法测量此其它的功率部分P3。
形成在测量的或检测的滤出功率P2和测量的或检测的其它功率部分P3之间的比例P2/P3。为此安排了用于形成此比例P2/P3的装置5。
将形成的比例P2/P3作为实际值与此比例P2/P3的可调节的额定值S0作比较，并且当实际值P2/P3偏离当时调节的额定值S0时，如此调节应稳定的波长λ取决于其的激光器1的运行参数，使得实际值P2/P3基本上与调节的额定值S0一致。为此安排了用于实施此比较的和用于如此调节此参数的装置6。此参数例如可以是激光器1的温度T。
所有类型的光学滤光器，尤其是具有无“纹波”的滤光曲线边沿的高通滤光器，低通滤光器或带通滤光器是适合于作为滤光器2的。
装置5可以由常规的商形成器制成。
装置6优选是一个调节器，在此既可以考虑模拟的P调节器，更好地是考虑PI调节器，或PID调节器，而且也可考虑数字调节器作为调节器。
滤光曲线边沿的所要求陡度产生于频谱分析和调节的锁定范围。
滤光器2的温度响应和尤其是在基于玻璃的滤光器2上的温度响应通常是显著小于激光器1的，例如激光二极管的温度响应，使得整个温度范围上的工作点保持在滤光器2的为调节所采用的滤光曲线边沿中。然后可以外加地采用模块中的温度监控或调节，以便例如通过合适的电路或微处理器控制，使滤光器2的透射曲线的温度依赖性耗竭。
在本发明装置的图1中所示的第一基本实施形式上，给滤光器2输送了与光总功率P0成比例的应滤光的功率部分P2，使得由此滤光器2滤出的和基本上仅含有应稳定的波长λ的功率P2同样是与总功率P0成比例的。
所输送的应滤光功率部分P2的，由滤光器2在滤光功率P2之外输出的其余部分是作为其它的功率部分P3引送给其它检测器4的，在此来自此其余部分P3和滤出功率P2之和P3+P2是等于或至少与输送的应滤光的功率部分P2成比例的，使得此其它功率部分P3也是与总功率P0成比例的。
在按图1的实施形式上，滤光器2首先由选自于光学干涉滤光器和布喇格光栅类组的滤光器制成。
如果此滤光器2例如是一个干涉滤光器，在此干涉滤光器上滤出的功率P2是所输送功率部分P2的，由滤光器2透射的部分的话，则将此透射的功率部分P2输送给其中一个检测器3，而将所输送功率部分P2的，由滤光器2反射的其余部分作为其它的功率部分P3输送给其它检测器4。在按图7的，以后说明的实施例上采用了这样的干涉滤光器。
如果与此相反地滤出的功率P2是所输送功率部分P2的，由干涉滤光器2反射的部分的话，则将此反射的功率部分P2输送给其中的一个检测器3，而将所输送功率部分P2的由滤光器2透射的其余部分作为其它的功率部分P3输送给其它的滤光器4。
在图5中大大简化地表示了已知布喇格光栅形式的滤光器2。在此光栅的光栅线20上，按照布喇格光栅的已知作用方式，将在某个方向r上输送的应滤光功率部分P2的，基本上仅含有应稳定波长λ的和形成滤出功率P2的部分，从此方向r偏转到另外的方向r1上，并且输送给其中的一个滤光器3。所输送的应滤光功率部分P2的，基本未偏转地在方向r上出自光栅的其余部分是作为其它的功率部分P3输送给其它的检测器4的。尤其是纤维布喇格光栅也是适合作为布喇格光栅的。
在按图1的实施形式上。滤光器2也可以由选自波长选择的光学定向耦合器和干涉仪类组的和非选自干涉滤光器和布喇格光栅类组的滤光器制成。
在此情况下，按照这些耦合器的或干涉仪的已知构造和像图6中所展示的那样，此滤光器2具有用于将所输送的应滤光功率部分P2输入滤光器2中的一个输入门21；具有用于将所输送的应滤光功率部分P2的，基本上仅含有应稳定波长λ的和形成滤出功率P2的部分，从滤光器2中输出的一个输出门22；并且具有用于将所输送的应滤光的功率部分P2的形成其它功率部分P3的其余部分从滤光器2中输出的一个其它的输出门23。出自输出门22和23的这类输出基于可以按已知方式产生这样的耦合器的和干涉仪的波长选择作用上。
出自于其中的一个输出门22的输出滤出功率P2是输送给其中的一个检测器3的，而出自于其它的输出门23的输出的其它功率部分P3是输送给其它的滤光器4的。
在按本发明装置的，在图2至4中所表示的其它基本实施形式上，如在按图1的实施形式上那样，与激光器1的光总功率P0成比例的应滤光的功率部分P2是输送给滤光器2的，而由此滤光器2滤出的和基本上仅含有应稳定波长λ的功率P2是输送给其中的一个检测器3的。
区别于按图1的实施形式，从激光器1的光总功率P0中导出的和与此总功率P0成比例的功率部分是作为其它的功率部分P3，输送给其它的检测器4的，此功率部分是与由滤光器2应滤光的功率部分分离的，并且保持未由此滤光器2滤光过的。
在按图2至4的实施形式上，在生成其它检测器4用的其它功率部分P3时，未利用而是绕过滤光器2，而在按图1的实施形式上在生成其它检测器4用的其它功率部分P3时随同采用了此滤光器2。
可以如下来区分图2至4中所示的实施形式在按图2和3的实施形式上，激光器1具有用于各自发射由激光器1生成的光总功率P0的各一个部分功率P01或P02的两个光输出窗11和12。两个部分功率P01或P02中的一个，例如来自光输出窗11的部分功率P01，是为一种用途，例如光功率传输，或光信号或信息传输而指定的。由滤光器2输送的应滤光的功率部分P2和输送给其它检测器4的其它功率部分P3仅仅源自其它的部分功率，在实例中源自于部分功率P02，此部分功率在所示情况中例如不是为一种用途指定的，但是它也可能是为此指定的。
在此关联中要指出的是，在按图1实施形式的所示发展上例如存在相似的情况。
在按图4的实施形式上，与此相反地输送给滤光器2的功率部分P2和输送给其它检测器4的其它功率部分P3源自于激光器1的同时为此用途指定的光功率。在此情况下可采用只具有一个光输出窗11或12的激光器1，激光器1的为此用途指定的光总功率P0从此光输出窗中输出。但是也可以像在按图1至3的实施形式上那样，激光器1具有用于各自发射由激光器1生成光总功率P0的各一个部分功率P01或P02的两个光输出窗11和12，在此部分功率P01或部分功率P02是为此用途指定的功率，从此功率中导出了输送给滤光器2的功率部分P2和输送给其它检测器4的其它功率部分P3。各自另外的部分功率P02或P01可以是为另外目的，或同样地为一种用途指定的。
在任何情况下在按图4的实施形式上优点在于，甚至在采用具有两个光输出面11和12的激光器1的情况下，影响着在从两个光输出面11和12发射的部分功率P01和P02之间的功率比的老化效应对于按本发明的波长稳定没有作用。
按图2至4的实施形式中的每一个是优选如此构成的，使得它具有一种已知的波长中性的光功率分配器7，意即具有其分配比不取决于波长λ的分配器，激光器1的与光总功率P0成比例的一个光功率，例如此总功率P0本身或此总功率P0的一个部分功率P01或P02是输送给此功率分配器的。此分配器7从所输送的功率P0、P1或P02中生成两个功率部分，两个功率部分中的一个是输送给滤光器2作为应滤光的功率部分P2的。
针对按图1至4实施形式的，以下说明的有利和优选的发展假设了，在按图1至3的实施形式的发展上激光器1是一种半导体激光器，并且具有用于各自发射由激光器1生成光总功率P0的各一个部分功率P01和P02的两个相背的光输出窗11和12，以及仅出自一个光输出窗11或12的部分功率P01或P02，在示图中为出自光输出窗11的部分功率P01，是为一种用途指定的。
在按图1的实施形式的发展上，出自另外光输出窗12或11的与总功率P0成比例的部分功率P02或P01，在示图中部分功率P02，本身是输送给滤光器2作为应滤光的功率部分P2的。
滤光器2将应滤光的功率部分P2分解为基本上仅含有应稳定波长λ的和输送给其中之一检测器3的滤出功率P2，并且分解为此应滤光的功率部分P2的其余部分，此功率部分是作为其它功率部分P3输送给其它检测器4的。
在按图2的实施形式的发展上，出自另外光输出窗12或11的与总功率P0成比例的部分功率P02或P01，在示图中部分功率P02，是输送给波长中性的功率分配器7的，此功率分配器将此部分功率P02或P01分解为两个功率部分，两个功率部分中的一个是输送给滤光器2作为应滤光的功率部分P2，而另外的功率部分是输送给其它的检测器4作为其它功率部分P3的。
由滤光器2从所输送应滤光的功率部分P2中滤出的和基本上仅含有应稳定的波长λ的功率P2是输送给其中的一个检测器3的。
在按图3的实施形式的发展上，与此相反地出自其中之一光输出窗11或12的，与总功率P0成比例的其中的一个部分功率P01或P02是输送给波长中性的功率分配器7的，此功率分配器将此部分功率P01或P02，在示图中部分功率P01，分解为两个功率部分，两个功率部分中的一个是输送给滤光器2作为应滤光的功率部分P2的，而另外的功率部分是为有用射束指定的，并且是用P03标记的。
由滤光器2从应滤光的功率部分P2中滤出的和基本上仅含有应稳定波长λ的功率P2是输送给其中的一个检测器3的。
出自另外光输出窗12或11的，与总功率P0成比例的部分功率P02或P01(在示图中部分功率P02)本身是输送给其它的检测器4作为其它的功率部分P3。
在按图4实施形式的发展上假设，激光器1是一个半导体激光器，并且是用于发射与总功率P0成比例的光功率的一个光输出窗11或12，此功率是各自为一种用途指定的，并且此功率可能是总功率P0本身或一个部分功率P01或P02，以及在示图中出自光输出窗11的部分功率P01。
此光功率P0、P01或P02(在示图中功率P01)是输送给波长中性的功率分配器7的，此功率分配器将此光功率分解为两个功率部分，两个功率部分中的一个是为此用途指定的，并且是用P03标记的。
这些中的一个功率部分P03是输送给其它的波长中性的功率分配器8的，此功率分配器又将此功率部分P03分解为两个功率部分，两个功率部分中的一个是为此用途指定的，并且是用P04标记的。
由两个功率分配器7和8中的一个，例如，由功率分配器7生成的，另外功率部分是输送给滤光器2作为应滤光的功率部分P2的，而由另外的，在此情况下由功率分配器8生成的另外功率部分是输送给其它检测器4作为其它功率部分P3的。
由滤光器2从所输送应滤光的功率部分P2中滤出的和基本上仅含有应稳定波长λ的功率部分P2是输送给其中的一个检测器3的。
在图7至10中以剖视图表示了按图1至4实施形式的先前说明的发展的优选和有利的实现，在此光学轴位于剖面平面中，光功率沿此轴传播。这些实施全部指出本发明的特别优点，在与半导体激光器形式的激光器1共同简单的单片的一体化中可以看出此优点。
因此，在激光器1的这些实施的每一个上，按本发明装置的基于此实现的实施形式是布置和构成在一个共同衬底10的表面100上的。
激光器1本身是如此布置和构成在此表面100上的，使得激光器的光输出窗11和12中的每一个是以离表面100的距离a1布置的，并且由此光输出窗11和/或12发射出的光功率P0、P01或P02在平行于表面100的方向r11和/或r12上传播。
如果如同至少在按图1至3的实施形式上那样，激光器1具有两个互相相反的光输出窗11和12的话，从这些光输出窗11和12中发射出的部分功率P01和P02在其中传播的方向r11和r12也是互相相反的。
在按图7至9的实施中对于按本发明的布置，多个层是外加地置放在表面100上的。
一个第一层13是直接置放在表面100上的，在此层中构成了缺口130，在此缺口中表面100是敞露的，并且激光器1是布置在此缺口中的。此层13具有大于激光器1的每个光输出窗11和12离表面100的距离a1的一个层厚dB，并且相对于激光器1的至少一个光输出窗11和/或12，缺口130具有以角度斜对表面100座落的一个边缘面131，由从此光输出窗11和/或12中发射出的光功率P0、P01或P02射中此边缘面。
此斜的边缘面131是镜面化的，并且是如此斜对表面100布置的，使得此边缘面形成一个偏转镜30，此偏转镜用于将来自激光器1的相对光输出窗11和/或12的入射光功率P0，P01或P02偏转到从衬底10表面100向上离开的方向r13上。
对于按图7至9的实施共同之处在于，在向上方向r13上传播的一个光功率P0、P01或P02射在至少一个偏转镜30上，此偏转镜将此入射功率偏转到平行于衬底10表面100的一个方向上，例如偏转到方向r11或r12上。此偏转镜30首先由构成在第一层13上的或之上的一个其它层14的一个镜面化的边缘面141制成，此边缘面是以角度斜对衬底10表面100布置的。
边缘面131和/或141以其斜对衬底10表面100布置的角度为45°，以致于通过一个偏转镜30将在方向r11和r12上或在方向r13上传播的光功率各自偏转90°。
在按图1实施形式的发展的，在图7中所示的实现上，例如由激光器1发射的光总功率P0的，从激光器1右边光输出窗11输出的和为一种用途指定的部分功率P01向右的方向r11上传播，并且射在层B的与此光输出窗13相对的偏转镜30上。此偏转镜30将此部分功率P01偏转到对层14的偏转镜30是向上的方向r13上，由此偏转镜将部分功率重新偏转到方向r11上，并且在此之后供此用途支配。
由激光器1发射的光总功率P0的，从激光器1左边的光输出窗12输出的和在向左方向r12上传播的另外部分功率P02是为波长稳定指定的。此部分功率首先射在层13的与此左边光输出窗12相对的偏转镜30上。此偏转镜30将此另外的部分功率P02偏转到对滤光器2是向上的方向r13上，并且形成应滤光的功率部分P2。
滤光器2是以层形的干涉滤光器的形式构成在层14的边缘面141上的，此边缘面是以角度斜对衬底10的表面100布置的和与层14的形成偏转部分功率P01的偏转镜30的边缘面141相背的，并且滤光器2如此作用，使得从输送的应滤光的功率部分P2中透射基本上仅含有应稳定波长λ的应滤出的功率P2，并且反射此功率部分P2的其余部分作为其它的功率部分P3。
透射的功率P2是穿过层14输送给构成在此层14上的一个检测器3的。
反射的其它功率部分P3是输送给其它检测器4的。
按图7例如是如此实现此输送的，即滤光器2构成于其上的斜的边缘面141界定构成在层14中的一个缺口140，并且此边缘面141是如此斜置的，使得由激光器2反射的其它功率部分P3在此缺口140中在方向r12上传播到缺口140的与滤光器2相对的边缘面141，此边缘面是以角度斜对衬底10的表面100布置的，此边缘面是镜面化的和形成一个偏转镜30，此偏转镜将其它功率部分P3偏转到从表面100向上离开的方向r13上。
在层14上放置了一个层15，此层探出或跨接缺口140，并且在此层中在缺口140的范围中其它检测器4是如此布置和构成的，使得其它功率部分P3射在检测器上。
其中的一个检测器3也可以是有利地构成在此层15中的。
在按图2实施形式的发展的，在图8中所示的实施上，如在按图7的实施上那样，由激光器1发射光总功率P0的，从激光器1的右边光输出窗11输出的和为一种用途指定的部分功率P01在向右的方向r11上传播，并且射在层13的与此光输出窗11相对的偏转镜30上。此偏转镜30将此部分功率P01偏转到向上的方向r13上，可是不像在按图7的实现上那样向偏转镜30偏转，而是向波长中性的功率分配器7偏转，此功率分配器将输送的部分功率P01分解为两个功率部分，两个功率部分中的一个是作为应滤光的功率部分P2输送给滤光器2的，而用P03标记的另外功率部分供此用途支配。
功率分配器7是以部分透明镜的形式构成在层14的以角度斜对衬底10的表面100布置的边缘面141上的，并且如此作用，使得从所输送的部分功率P01中透射输送给滤光器2的应滤光的功率部分P2，而反射供此用途支配的其它功率部分P03。
透射的功率部分P2是穿过层14传输给构成在此层14上的滤光器2的。其中的一个检测器3是布置在滤光器2上的，此检测器接收由滤光器2滤出的和基本上仅含有应稳定的波长λ的功率P2。
按图8，功率分配器7构成在其上的斜的边缘面141是如此斜置的，使得由功率分配器7反射的功率部分P03在与方向r11相反的方向r12上从层14离开地传播。
由激光器1发射的光总功率P0的，从激光器1的左边光输出窗12输出的和在向左的方向r12上传播的另外部分功率P02射在层13的与左边光输出窗12相对的偏转镜30上。此偏转镜30将此另外的部分功率P02偏转到向上的方向r13上。
层16是放置在层13上的，此层16探出或跨接缺口130，并且在此层中在缺口130的范围中其它的检测器4是如此构成和布置的，使得向上偏转的部分功率P02作为其它的功率部分P3射在此检测器上。
层16不准干扰由功率分配器7反射的和供此用途支配的功率部分P03的传播。
在按图4实施形式的发展的，在图9中所示的实施上，从激光器1的在此布置在左边的光输出窗11中输出的和为一种用途指定的光功率在向左的方向r12上传播，此功率可以是激光器1的总功率P0或此总功率P0的部分功率P01(在图9中仅示出了P0)，并且此功率射在层13的与此光输出窗11相对的偏转镜30上。此偏转镜30将此功率P0或P01偏转到对于层14的偏转镜30是向上的方向r13上，将此功率从此偏转镜偏转到与方向r12相反的方向r11上。
在方向r11上传播的功率P0或P01射到波长中性的功率分配器7上，此功率分配器将输送的功率P0或P01分解为两个功率部分，两个功率部分中的一个是作为应滤光的功率部分P2输送给滤光器2的，而另外的功率部分是用P03标记的和为此用途指定的。
功率分配器7是以部分透明镜面的形式构成一个物体17的，以角度斜对衬底10表面100布置的面171上的，由透明材料，例如玻璃制的这个物体是布置在表面100上的，并且此功率分配器7如此作用，使得从所输送的功率P0或P01中，反射应输送给滤光器2的应滤光的功率部分P2，并且透射为此用途指定的另外的功率部分P03。
这个另外的功率部分P03射在将此另外的功率部分P03分解为两个功率部分的其它波长中性的功率分配器8上，两个功率部分中的一个是作为其它功率部分P3输送给其它检测器4的，而另外的功率部分是用P04标记的和供此用途支配的。
其它的功率分配器8同样是以部分透明镜面的形式构成在一个物体的以角度斜对衬底10表面100布置的面上的，由透明材料，例如玻璃制的这个物体是布置在表面100上的，此其它功率分配器8有利地是按图8构成在物体17的与面171相背的面172上的，在此功率分配器8如此作用，使得从所输送的功率部分P03中反射应输送给其它检测器4的其它功率部分P3，并且透射用P04标记的和供此用途支配的另外功率部分。
由透明材料，例如玻璃制的一个承载板18是布置在物体17上的，滤光器2和其中的一个与其它的检测器3和4是固定在此承载板上的，在此滤光器2从所输送的应滤光的功率部分P2中滤出基本上仅含有应滤光波长λ的功率P2，此功率是输送给其中的一个检测器3的。
例如滤光器2是固定在承载物体17侧旁的承载板18的面181上的，该面是迎向衬底10表面100的和侧面探出物体17的，并且这些检测器3和4是布置在承载板18的与表面100相背的面182上的，在此由滤光器2滤出的功率P2是穿过承载板18输送给其中的一个检测器3的，而由其它功率分配器8反射的其它功率部分P3是穿过物体7和承载板18输送给其它的检测器4的。
按图4实施形式的发展的在图10中所示实施与按图9的实施的区别仅仅在于，放弃了偏转镜30和因此放弃了层13和14。激光器1的从激光器1的在此布置在右边的光输出窗11中输出的和为此用途指定的光总功率P0，或此总功率P0的部分功率P01(在此图中仅示出了P0)没有偏转地在向右的方向r11上传播，并且是直接输送给功率分配器7的。
激光器1是以离表面100的足够距离固定在衬底10上的。
按图8至10的实施的功率分配器7和/或8尤其是具有为90％的分配比，使得输送给此分配器的光功率的90％供此用途支配。
也可有利地将射束整形的透镜一体化到按图7至10的实施中。在按图7至9的实施上，用9标记的这样一些透镜是有利地如此实现在布置在第一层13和其它层14之间的一个中间层16上的或在中间层中的，此中间层是位于构成在层13和/或14中的一个缺口130和/或140的范围中的，使得由一个光功率，例如P0、P01、P02透射每个透镜9。在按图10的实施上一个透镜9是合理地直接布置在激光器1的光输出窗11前的。
一个透镜9例如是安排用于光功率的，例如为此用途指定的功率的准直化的，此功率通常是可输入一种系统纤维的，或是安排用于将光功率集中或对焦在一个检测器3和/或4上的，并且此透镜9例如可以是由例如硅制的一种平凸透镜。
在按图7至10的实施上应滤光的功率部分P2斜射到滤光器2上。在滤光器设计时必须考虑这一点。在按图7和8的实施上，可以通过横向校正有关的透镜9，微量改变应滤光的功率部分P2射到滤光器2上的入射角，滤光曲线的精调因而是可能的。此外滤光器2的波长选择性也取决于入射功率部分P2的射束发散；如果射束是良好准直的话，则达到最高的选择性。
在具有半导体激光器1的光学发射模块上，对于光学传输系统用的微光学构造是可有利地应用按本发明的方法和按本发明的装置的。
权利要求
1.用于激光器(1)的，尤其是半导体激光器的波长稳定的方法，其特征在于，-将由激光器(1)发射的光总功率(P0)的一个功率部分(P2)输送给一个波长选择的和调节到激光器(1)的一个应稳定的波长(λ)上的光学滤光器(2)，此滤光器从此所输送的光功率部分(P2)中滤出基本上仅含有此波长(λ)的功率(P2)，-从由激光器(1)发射出的光总功率(P0)中如此导出一个其它的功率部分(P3)，使得在滤出功率(P2)和此其它功率部分(P3)之间的比例(P2/P3)是与此总功率(P0)无关的，-各自测量滤出的和其它的功率部分(P2，P3)，-形成在测量的滤出功率部分(P2)和测量的其它功率部分(P3)之间的比例(P2/P3)，-将此形成的比例(P2/P3)作为实际值与此比例(P2/P3)的可调节的额定值(S0)作比较，并且-在实际值(P2/P3)偏离每次调节的额定值(S0)时如此调节激光器(1)的，取决于应稳定波长(λ)的运行参数(T)，使得实际值(P2/P3)基本上与调节的额定值(S0)一致。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，给滤光器(2)输送与总功率(P0)成比例的应滤光功率部分(P2)，并且采用所输送的应滤光功率部分(P2)的由滤光器(2)在滤出功率(P2)之外输出的部分作为其它的功率部分(P3)，在此来自此其它功率部分(P3)和滤出功率(P2)的和(P3+P2)是等于所输送的应滤光的功率部分(P2)或是至少与其成比例的。
3.按权利要求2的方法，其特征在于，采用选自光学干涉滤光器和布喇格光栅类组的一个滤光器作为滤光器(2)。
4.按权利要求2的方法，其特征在于，采用选自波长选择的光学定向耦合器和干涉仪类组的一个滤光器作为滤光器()。
5.按权利要求1的方法，其特征在于，给滤光器(2)输送与激光器(1)的光总功率(P0)成比例的应滤光的功率部分(P2)，以及给其中的一个检测器(3)输送由此滤光器(2)滤出的和基本上仅含有应稳定的波长(λ)的功率(P2)，以及给其它的检测器(4)输送从总功率(P0)中导出的和与此总功率(P0)成比例的功率部分作为其它功率部分(P3)，与总功率成比例的功率部分是与应由滤光器(2)滤光的功率部分(P2)分离的，并且保持未由此滤光器(2)滤光过的。
6.按权利要求1的方法，其特征在于，将激光器(1)的温度(T)作为运行参数来调节。
7.用于实施按先前权利要求之一的方法的装置，其特征在于-波长选择的和调节到应稳定波长(λ)上的一个光学滤光器(2)，给此滤光器输送了由激光器(1)发射的光总功率(P0)的应滤光功率部分(P2)，并且此滤光器从此所输送的功率部分(P2)滤出基本上仅含有应稳定的波长(λ)的功率(P2)。-一个光学检测器(3)，给此检测器输送了用于检测的滤出功率(P2)。-一个其它的光学检测器(4)，给此检测器输送了从所发射的光总功率(P0)中如此导出的用于检测的一个其它光功率部分(P3)，使得在滤出的功率(P2)和其它功率部分(P3)之间的比例(P2/P3)是与总功率无关的，-用于形成在已检测的滤出功率(P2)和已检测的其它功率部分(P3)之间的比例(P2/P3)的一个装置(5)，和-一个装置(6)，它用于比较作为此比例(P2/P3)的实际值与可调节的额定值(S0)的所形成的比例(P2/P3)，并且用于调节激光器(1)的取决于应稳定波长(λ)的运行参数(T)，在实际值(P2/P3)如此地偏离当时调节的额定值(S0)时，使得实际值(P2/P3)基本上与调节的额定值(S0)一致。
8.用于实施按权利要求2的方法的按权利要求7的装置，其特征在于，给滤光器(2)输送了与总功率(P0)成比例的应滤光的功率部分(P2)，并且给其它的检测器(4)输送了所输送的应滤光的功率部分(P2)的由滤光器(2)除滤出功率(P2)之外输出的部分作为其它功率部分(P3)，在此来自此其它功率部分(P3)和滤出功率(P2)的和(P3+P2)是等于所输送的应滤光功率部(P2)，或是至少与其成比例的。
9.按权利要求8的装置，其特征在于，-滤光器(2)由选自光学干涉滤光器和布喇格光栅类组的滤光器制成。-给其中的一个检测器(3)输送了由此滤光器(2)从所输送的应滤光的功率部分(P2)中滤出的和基本上仅含有应稳定的波长(λ)的功率(P2)，并且-给其它的检测器(4)输送了所输送的应滤光功率部分(P2)的由此滤光器(2)输出的和基本上独立于应稳定的波长(λ)的其余部分作为其它功率部分(P3)。
10.按权利要求8的装置，其特征在于，-滤光器(2)由选自于波长选择的光学定向耦合器和干涉仪类组的滤光器组成，在此-此滤光器(2)具有用于将所输送的应滤光的功率部分(P2)输入滤光器(2)的一个输入门(21)；用于将从所输入的应滤光功率部分(P2)中滤出的和基本上仅含有应稳定波长(λ)的功率(P2)从滤光器(2)输出的一个输出门(22)；和用于将所输入的应滤光的功率部分(P2)的形成其它功率部分(P3)的其余部分从滤光器(2)中输出的一个其它的输出门(23)，并且-给其中的一个检测器(3)输送了从其中的一个输出门(22)中输出的滤出功率(P2)，和-给其它的检测器(4)输送了从其中的另外输出门(23)输出的其它功率部分(P3)。
11.用于实施按权利要求5方法的按权利要求7的装置，其特征在于，-给滤光器(2)输送了与激光器(1)的光总功率(P0)成比例的应滤光的功率部分(P2)，-给其中的一个检测器(3)输送了由滤光器(2)从所输送的应滤光功率部分(P2)中滤出的和基本上仅含有应稳定波长(λ)的功率(P2)，和-给其它的检测器(4)输送了从光总功率(P0)中导出的和与此总功率(P0)成比例的功率部分作为其它的功率部分(P3)，此功率部分是与应由滤光器(2)滤光的功率部分(P2)分离的和保持未由此滤光器(2)滤光过的。
12.按权利要求11的装置，其特征在于，一个波长中性的光学功率分配器7，给此功率分配器(P0)输送了激光器(1)的与总功率(P0)成比例的光功率(P0，P01，P02)，并且此功率分配器从此所输送的功率(P0，P01，P02)中生成两个功率部分，两个功率部分中的一个是输送给滤光器(2)以作为应滤光的功率部分(P2)的。
13.按权利要求8至10之一的装置，其特征在于，-激光器(1)具有用于各自发射由激光器(1)生成的光总功率(P0)的各一个部分功率(P01，P02)的两个光输出窗(11，12)，在此来自一个光输出窗(11，12)的部分功率(P01)是为一种用途指定的，-来自其中另外的一个光输出窗(12，11)的，与总功率(P0)成比例的部分功率(P02)是输送给滤光器(2)作为应滤光的功率部分(P2)的，-滤光器(2)将所输送的应滤光的功率部分(P2)分解为基本上仅含有应稳定的波长(λ)的滤出功率(P2)和所输送的应滤光的功率部分(P2)的其余部分，此其余部分形成其它功率部分(P3)，并且-滤出的功率(P2)是输送给其中的一个检测器(3)的，且和-其它功率部分(P3)是与滤出的功率(P2)分离地输送给其它的检测器(4)的。
14.按权利要求12的装置，其特征在于，-激光器(1)具有用于各自发射由激光器(1)生成的光总功率(P0)的各一个部分功率(P01，P02)的两个光输出窗(11，12)，在此来自光输出窗(11，12)的部分功率(P01，P02)是为一种用途指定的，-来自另外光输出窗(12，11)的与总功率成比例的部分功率(P02，P01)是输送给波长中性的功率分配器(7)的，此功率分配器从此部分功率(P02，P01)中生成两个功率部分，两个功率部分中的一个是输送给滤光器(2)作为应滤光的功率部分(P2)的，而另外的功率部分是输送给其它的检测器(4)作为其它功率部分(P3)的，并且-由滤光器(2)从所输送的应滤光的功率部分(P2)中滤出的和基本上仅含有应稳定的波长(λ)的功率(P2)是输送给其中的一个检测器(3)的。
15.按权利要求12的装置，其特征在于，-激光器(1)由用于各自发射由激光器(1)生成的光总功率(P0)的各一个部分功率(P01，P02)的两个光输出窗(11，12)组成，在此来自一个光输出窗(11，12)的部分功率(P01，P02)是为此用途指定的，-来自其中的一个光输出窗(11，12)的为此用途指定的和与总功率(P0)成比例的部分功率(P01，P02)是输送给波长中性的功率分配器(7)的，此功率分配器从此部分功率(P01，P02)中生成两个功率部分，两个功率部分中的一个是输送给滤光器(2)作为应滤光的功率部分(P2)的，而另外的功率部分(P03)供此用途支配，在此由滤光器(2)从所输送的应滤光的功率部分(P2)中滤出的和基本上仅含有应稳定的波长(λ)的功率(P2)是输送给其中的一个检测器(3)的，并且-来自另外光输出窗(11，12)的与总功率(P0)成比例的部分功率(P12，P11)是输送给其它的检测器(4)作为其它的功率部分(P3)的。
16.按权利要求12的装置，其特征在于，-激光器(1)具有用于发射与总功率(P0)成比例的为一种用途指定的光功率(P0，P01，P02)，-此光功率(P0，P01，P02)是输送给波长中性的功率分配器(7)的，此功率分配器从此功率(P0，P01，P02)中生成两个功率部分(P03，P2)，两个功率部分中的一个是为此用途指定的，-这其中的一个生成的功率部分(P03)是输送给其它的波长中性的功率分配器(8)的，此功率分配器又将此功率部分(P03)分解为两个功率部分(P04，P3)，两个功率部分中的一个(P04)是为此用途指定的。-由两个功率分配器(7，8)中的一个(7)生成的另外的功率部分(P2)是输送给用于滤光的滤光器(2)的，而由滤光器(2)从此应滤光的功率部分(P2)中滤出的和基本上仅含有应稳定的波长(λ)的功率(P2)是输送给其中的一个检测器(3)的，并且-由另外功率分配器(8)中生成的另外的功率部分(P3)是作为其它功率部分输送给其它检测器(4)的。
17.按权利要求7至16之一的装置，其特征在于，一个光功率(P01，P02，P2)透射一个光学透镜(9)。
18.按权利要求7至17之一的装置，其特征在于，一个光功率(P01，P02，P2，P3)是由一个偏转镜(10)偏转的。
19.按先前权利要求之一的方法或装置在光学传输系统用的具有半导体激光器(1)的光学发射模块上的应用。
全文摘要
在此方法和装置上测量与激光器(1)的光总功率(PO)无关的比例(P2/P3),此比例是介于由滤光器(2)从总功率(PO)的一个部分(P2)中滤出的,基本上仅含有应稳定的波长(λ)的功率(P2)和一个其它部分(P3)之间的比例,将此比例与一个额定值比较。并且在偏离额定值时(SO)将激光器(1)的温度(T)调节到额定值(SO)上。
文档编号H01S5/00GK1251692SQ98803719
公开日2000年4月26日 申请日期1998年3月12日 优先权日1997年3月26日
发明者F·奥拉彻尔, R·梅尔兹 申请人:西门子公司