[發明專利]補償超輻射發光二極管光源波長溫度漂移的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410548767.8
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104466673A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 陳杏藩;何沛彤;汪樟海;劉承;舒曉武
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種補償超輻射發光二極管光源波長溫度漂移的裝置，其特征在于：包括超輻射發光二極管（1）、半導體光放大器（2）、溫度傳感器（3）、和信號處理模塊（4）；超輻射發光二極管（1）的光源尾纖與半導體光放大器（2）輸入端相連，溫度傳感器（3）探測超輻射發光二極管（1）管芯的溫度信號并將其輸入到信號處理模塊（4），信號處理模塊（4）產生調整信號并將其輸入到半導體光放大器（2）的工作參數控制端，從而對半導體光放大器（2）的驅動電流進行控制。

2.根據權利要求1所述的一種補償超輻射發光二極管光源波長溫度漂移的裝置，其特征在于：所述的半導體光放大器工作在線性增益區。

3.應用于權利要求1所述裝置的一種補償超輻射發光二極管光源波長溫度漂移的方法，其特征在于包括以下步驟：

A）首先進行裝置標定，用光譜儀對超輻射發光二極管和半導體光放大器分別進行測量，得到超輻射發光二極管管芯溫度與其光源平均波長的關系以及半導體光放大器對輸入光平均波長的改變量與驅動電流的關系；

B）超輻射發光二極管發出的光信號，經尾纖耦合輸入到半導體光放大器中，半導體光放大器的輸出光作為輸出光信號；

C）溫度傳感器獲取超輻射發光二極管管芯的溫度信號并將其輸入到信號處理模塊進行處理，信號處理模塊產生調整信號調節半導體光放大器的增益譜，對超輻射發光二極管平均波長波動進行補償，改善其波長穩定性。

4.根據權利要求3所述的一種補償超輻射發光二極管光源波長溫度漂移的方法，其特征在于：所述的步驟A）中，超輻射發光二極管管芯溫度與其光源平均波長的關系采用以下方式得到：根據超輻射發光二極管光源的工作溫度范圍，用光譜儀測量一系列等間隔的溫度下對應的超輻射發光二極管光源的平均波長，得到超輻射發光二極管光源平均波長與管芯溫度的關系。

5.根據權利要求3所述的一種補償超輻射發光二極管光源波長溫度漂移的方法，其特征在于：所述的步驟A）中，半導體光放大器對輸入光平均波長的改變量與驅動電流的關系采用以下方式得到：將超輻射發光二極管光源發出的光信號輸入半導體光放大器中，根據半導體光放大器的放大倍數將半導體光放大器的驅動電流在工作范圍內變化，用光譜儀測量一系列等間隔半導體光放大器的驅動電流下對應的輸出光信號的平均波長，并與輸入光信號的平均波長進行比較，然后得到半導體光放大器對輸入光平均波長的改變量與驅動電流的關系。

6.根據權利要求3所述的一種補償超輻射發光二極管光源波長溫度漂移的方法，其特征在于：所述的步驟C）的控制過程中，信號處理模塊中設置光源平均波長預期值λ_m，根據標定得到的超輻射發光二極管管芯溫度與其光源平均波長的關系計算得到光源平均波長預期值λ_m對應的管芯溫度T_m，并且得到當超輻射發光二極管管芯溫度升高ΔT時，超輻射發光二極管的光源平均波長增大Δλ₂；

根據標定得到的半導體光放大器對輸入光平均波長的改變量與驅動電流的關系，得到半導體光放大器的驅動電流增大ΔI，經半導體光放大器輸出光信號的平均波長減小Δλ₁；

則當溫度傳感器探測到的管芯溫度T_m0>T_m時，信號處理模塊產生調整信號，將半導體光放大器的驅動電流提高(T_m0-T_m)?Δλ₂ΔI/(ΔTΔλ₁)，使半導體光放大器的增益譜峰值向短波長方向移動，從而使輸出光信號的平均波長λ_m0降至λ_m；

當溫度傳感器探測到的管芯溫度T_m0<T_m時，信號處理模塊產生調整信號，將半導體光放大器的驅動電流降低(T_m-T_m0)?Δλ₂ΔI/(ΔTΔλ₁)，使半導體光放大器的增益譜峰值向長波長方向移動，從而使輸出光信號的平均波長λ_m0升至λ_m；

當溫度傳感器探測到的管芯溫度T_m0=T_m時，信號處理模塊對半導體光放大器的驅動電流不進行調整。

7.根據權利要求3所述的一種補償超輻射發光二極管光源波長溫度漂移的方法，其特征在于：所述的半導體光放大器工作在線性增益區。