[發(fā)明專利]聲學(xué)可調(diào)諧分布反饋激光器中的自加熱緩解

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580073612.6
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN107112721A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 托馬斯·法伊弗
• 申請（專利權(quán)）人: 阿爾卡特朗訊
• 主分類號: H01S5/12
• 分類號: H01S5/12;H01S5/068;H01S5/06
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11287
• 代理人: 林斯凱

技術(shù)領(lǐng)域

本申請案涉及包括半導(dǎo)體激光器(特定來說，供在突發(fā)模式操作中使用)的激光器組合件(激光器模塊)，且涉及用于驅(qū)動半導(dǎo)體激光器(特定來說，在突發(fā)模式操作中)的方法。本申請案特定來說涉及包括聲學(xué)可調(diào)諧分布反饋(ADFB)激光器的激光器模塊及用于在突發(fā)模式操作中驅(qū)動ADFB激光器的方法。

背景技術(shù)

直接可調(diào)諧激光器(例如，分布反饋(DFB)激光器)在突發(fā)模式操作期間遭受自加熱誘發(fā)的波長漂移。在信號處理中，當(dāng)由這些激光器產(chǎn)生的信號通過時分與波分多路復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(TWDM-PON)中的接收側(cè)處(例如，光線路終端(OLT)處)的窄帶波長濾波器時，此漂移導(dǎo)致信號降級。此問題還適用于ADFB激光器，使得常規(guī)ADFB激光器不能在具有大約50GHz或更小的濾波寬度的網(wǎng)絡(luò)中使用。

目前已提出可適用于ADFB激光器的若干種類屬緩解技術(shù)，例如，施加加速加熱、升高的亞閾值偏置電流或在低輸出功率下操作。然而，為了使這些緩解技術(shù)高效，將需要在非最優(yōu)操作點中驅(qū)動相應(yīng)ADFB激光器，這由于(例如)較低功率或經(jīng)降級眼開口而導(dǎo)致系統(tǒng)懲罰。

因此，需要可適用于ADFB激光器的經(jīng)改善自加熱緩解技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此需要，本文獻(xiàn)提出一種激光器組合件及驅(qū)動具有相應(yīng)獨立技術(shù)方案的特征的半導(dǎo)體激光器的方法。

本發(fā)明的一方面涉及一種激光器組合件(激光器模塊)。所述激光器組合件可包括：半導(dǎo)體激光器，其具有(光學(xué))有源區(qū)域或增益區(qū)域(有源半導(dǎo)體區(qū)域)，所述(光學(xué))有源區(qū)域或增益區(qū)域(有源半導(dǎo)體區(qū)域)用于響應(yīng)于施加到所述有源半導(dǎo)體區(qū)域(即，注入到所述有源半導(dǎo)體區(qū)域)的驅(qū)動電流而發(fā)射光信號；及驅(qū)動電路，其用于根據(jù)輸入信號而產(chǎn)生所述驅(qū)動電流且將所述驅(qū)動電流施加到所述有源半導(dǎo)體區(qū)域。所述激光器組合件可進(jìn)一步包括可控振蕩器，其用于產(chǎn)生周期性電信號，所述周期性電信號用于在所述半導(dǎo)體激光器中產(chǎn)生表面聲波(SAW)。通過將所述周期性電信號施加到所述半導(dǎo)體激光器，在半導(dǎo)體材料中產(chǎn)生表面聲波。可將所述周期性電信號施加到所述半導(dǎo)體激光器的包括壓電電極且布置在接近于所述有源半導(dǎo)體區(qū)域處的層或區(qū)域。所述表面聲波可為駐立波。所述表面聲波可經(jīng)產(chǎn)生使得所述有源半導(dǎo)體區(qū)域中的激光器模式可與所述表面聲波相互作用。此相互作用可在所述有源半導(dǎo)體區(qū)域中或附近發(fā)生。由于所述表面聲波的存在，在所述半導(dǎo)體激光器中(例如，在所述有源半導(dǎo)體區(qū)域中或附近)形成衍射光柵結(jié)構(gòu)(即，對半導(dǎo)體材料的衍射率的周期性調(diào)制)且其可與所述有源半導(dǎo)體區(qū)域中的所述激光器模式相互作用。所述有源半導(dǎo)體區(qū)域的發(fā)射波長可由所述衍射光柵結(jié)構(gòu)的周期性(即，由所述衍射光柵結(jié)構(gòu)的晶格常數(shù))或?qū)?yīng)地由所述表面聲波的波長確定(設(shè)定)。

所述可控振蕩器可經(jīng)配置以根據(jù)控制信號而設(shè)定所述周期性電信號的頻率。所述激光器組合件可進(jìn)一步包括用于為所述可控振蕩器產(chǎn)生所述控制信號的控制電路。所述控制電路可以使得所述發(fā)射波長遠(yuǎn)離預(yù)定發(fā)射波長的移位(所述移位是在所述光信號的發(fā)射期間由于所述有源半導(dǎo)體區(qū)域的加熱導(dǎo)致)被通過在所述有源半導(dǎo)體區(qū)域中或附近由于所述衍射光柵結(jié)構(gòu)的所述周期性的改變導(dǎo)致的所述發(fā)射波長的相反移位而至少部分地補(bǔ)償?shù)姆绞疆a(chǎn)生所述控制信號。為此，所述控制信號可經(jīng)配置使得所述可控振蕩器經(jīng)控制以改變所述周期性電信號的所述頻率以遠(yuǎn)離對應(yīng)于原本在不存在自加熱的情況下會導(dǎo)致處于所述預(yù)定發(fā)射波長的發(fā)射的所述衍射光柵結(jié)構(gòu)的周期性的預(yù)定頻率。所述半導(dǎo)體激光器可在突發(fā)模式中操作以在相應(yīng)傳輸周期期間發(fā)射所述光信號且在連續(xù)傳輸周期之間的間隔中不發(fā)射所述光信號。

在如上文配置的情況下，所述激光器組合件經(jīng)啟用而以簡單且高效且非信號降級方式使所述半導(dǎo)體激光器的所述發(fā)射波長保持恒定。此通過利用ADFB激光器的工作原理而實現(xiàn)，針對ADFB激光器，發(fā)射波長由半導(dǎo)體材料內(nèi)部的駐立表面聲波的波長設(shè)定。值得注意的是，所述激光器組合件所采用的自加熱緩解技術(shù)不需要如此修改所述半導(dǎo)體激光器，而是僅需要為用于負(fù)責(zé)產(chǎn)生所述表面聲波的所述可控振蕩器產(chǎn)生經(jīng)修改控制信號。因此，用于開始著手實施所述緩解技術(shù)的成本是非常低的。通過適當(dāng)?shù)剡x擇所述周期性電信號的頻率的移位，可大體上抵消對發(fā)射波長的自加熱誘發(fā)的漂移，這使所述激光器組合件成為(例如)在TWDM-PON中與50GHz或更小的濾波寬度(例如NG-PON2網(wǎng)絡(luò))一起使用的完美候選者。