[發(fā)明專利]光學(xué)放大系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710826866.1
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107834355A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 本田昌寬
• 申請（專利權(quán)）人: 住友電工光電子器件創(chuàng)新株式會社
• 主分類號: H01S5/022
• 分類號: H01S5/022;H01S5/026
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11112
• 代理人: 顧紅霞,何勝勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)放大系統(tǒng)和控制光學(xué)放大系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)

光學(xué)地放大來自半導(dǎo)體激光二極管(LD)的光的光學(xué)放大系統(tǒng)在本領(lǐng)域已經(jīng)是眾所周知的。日本專利公報(bào)No.JP-H10-209542A已經(jīng)公開一種光學(xué)放大系統(tǒng)，其通過射入寬度基本上等于半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)的上升時(shí)間的脈沖光學(xué)信號而表現(xiàn)出大的光學(xué)增益。在日本專利公報(bào)No.JP2013-149949A中已經(jīng)公開關(guān)于SOA的另一項(xiàng)技術(shù)，其中SOA通過在從SOA輸出的光學(xué)功率隨著偏壓增大而減小的區(qū)域中偏壓SOA而表現(xiàn)出具有更小失真的光學(xué)輸出信號。另一日本專利公報(bào)No.JP2010-239051A已經(jīng)公開一種光學(xué)器件，其將LD 與光學(xué)調(diào)制器集成在LD與光學(xué)調(diào)制器共享的半導(dǎo)體基板上，并且有源層中的 LD和光學(xué)吸收層中的光學(xué)調(diào)制器與寬度小于1.35μm的光學(xué)波導(dǎo)耦合，可以抑制更高度的模態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一方面涉及一種光學(xué)放大系統(tǒng)，包括熱電冷卻器(TEC)、半導(dǎo)體激光二極管和半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)。半導(dǎo)體激光二極管安裝在TEC上并且決定于TEC控制的半導(dǎo)體激光二極管的溫度產(chǎn)生具有設(shè)計(jì)波長的調(diào)制光學(xué)信號。SOA放大從半導(dǎo)體激光二極管輸出的調(diào)制光學(xué)信號。該光學(xué)放大系統(tǒng)的特征在于SOA的溫度設(shè)定為高于激光二極管的溫度。

附圖說明

閱讀下面參考附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述將可以更好地理解上述以及其它用途、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)放大系統(tǒng)的平面圖；

圖2A示出EML的沿著其光軸截取的橫截面，圖2B示出SOA的沿著其光軸截取的橫截面；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的另一個(gè)光學(xué)放大系統(tǒng)的平面圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的另一個(gè)光學(xué)放大系統(tǒng)的平面圖；

圖5示出圖4示出的光學(xué)放大系統(tǒng)中應(yīng)用的半導(dǎo)體激光元件的橫截面；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的另一個(gè)光學(xué)放大系統(tǒng)的平面圖；

圖7示出圖6示出的光學(xué)放大系統(tǒng)中應(yīng)用的半導(dǎo)體激光元件的橫截面；

圖8是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的另一個(gè)光學(xué)放大系統(tǒng)的平面圖；

圖9示出半導(dǎo)體激光元件在應(yīng)用于圖8示出的光學(xué)放大系統(tǒng)中的狀態(tài)下的橫截面；

圖10是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的另一個(gè)光學(xué)放大系統(tǒng)的平面圖；

圖11示出圖10示出的光學(xué)放大系統(tǒng)中應(yīng)用的半導(dǎo)體激光元件的橫截面；

圖12是圖10示出的光學(xué)放大系統(tǒng)中應(yīng)用的半導(dǎo)體激光元件的平面圖，該半導(dǎo)體激光元件是從圖11示出的半導(dǎo)體激光元件變型而來；

圖13A示出進(jìn)入半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)的光學(xué)信號的波形，而圖13B示出從其輸出的光學(xué)信號的另一個(gè)波形；

圖14解釋了SOA使調(diào)制光學(xué)信號的波形劣化的一個(gè)原因，其中圖14的上部以虛線示出輸入信號的功率并且以實(shí)線示出輸出信號的功率，而下部示意性地示出SOA中的載流子濃度；以及

圖15A至15D示出在各種驅(qū)動電流I_SOA和溫度下從SOA輸出的光學(xué)信號的眼圖。

具體實(shí)施方式

接下來，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。在對附圖的描述中，彼此相同或相似的數(shù)字或標(biāo)記將指代彼此相同或相似的元件，而不做重復(fù)說明。

光學(xué)放大系統(tǒng)通常應(yīng)用經(jīng)常被稱為EML的電吸收調(diào)制激光二極管和放大從EML輸出的激光的半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)。

光學(xué)放大系統(tǒng)通常包括產(chǎn)生通過調(diào)制信號調(diào)制的光學(xué)信號的光源以及將調(diào)制光學(xué)信號放大的光學(xué)放大器。光源通常提供產(chǎn)生具有連續(xù)波(CW)構(gòu)造的激光的半導(dǎo)體激光二極管(LD)以及決定于電調(diào)制信號調(diào)制CW激光的光學(xué)調(diào)制器。分布式反饋(DFB)類型的LD經(jīng)常用作CW激光源，而電吸收(EA) 器件經(jīng)常用作光學(xué)調(diào)制器件。此外，EA器件通常與DFB-LD集成，這種器件經(jīng)常被稱為電吸收調(diào)制器激光二極管(EML)。因?yàn)镋ML可能輸出幅值不足的調(diào)制光學(xué)信號，應(yīng)用EML的光學(xué)系統(tǒng)通常伴有光學(xué)放大器例如半導(dǎo)體光學(xué)放大器(SOA)。