[發明專利]基于串并聯陣列激光器的快速調諧控制系統

有效

• 申請號: 202010597537.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111884030B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 方濤;殷碩;方昕奕;林康龍;劉奎;戴攀;陳向飛
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H01S3/102
• 分類號: H01S3/102;H01S3/131
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種基于串并聯陣列激光器的快速調諧控制系統，包括中心控制模塊，穩流模塊，開關模塊，溫控模塊，激光器陣列模塊，功率控制模塊，所述中心控制模塊分別與穩流模塊、溫控模塊、開關模塊電連接，所述開關模塊與激光器陣列模塊電連接，所述激光器陣列模塊與功率控制模塊電連接；所述中心控制模塊用于發送電流、通道選擇、溫度的控制信息。本發明可以對激光器陣列模塊的各個通道精確提供工作電流，并按控制信號同步進行通道的開啟與關斷，以完成激光器波長的快速切換，從而實現出射信號波長的快速可調諧；最后經EDFA控制可調諧激光器的輸出信號功率。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種基于串并聯陣列激光器的快速調諧控制系統。

背景技術

在互聯網流量呈幾何級數增長、用戶需求不斷提升的情況下，占據通信領域絕對優勢地位的光通信產業也面臨著技術升級、推動產業進階發展的壓力：快速增長的大數據需要更多的數據中心基礎設施來承載，5G時代在基站、傳輸網和接入網層面都需要與高帶寬相匹配的高性能光模塊；在未來網絡的解決方案中，無論是數據容量的擴大還是提升網絡的靈活度，實現動態改變網絡架構，都需要在網絡設備中大量使用波長可調諧半導體激光器。其中快速可調諧激光器在相關應用中又具有非常重要的價值，如數據中心中基于快速可調諧激光器利用源端波長切換實現光信息交換，從而滿足大型、低時延交換節點所需的高速、大容量、有效數據交換功能需求。快速可調諧激光器不僅在通信領域有重要應用，還可以應用于激光雷達、光學傳感、測試測量系統等多個領域，激光器的可調諧指標參數，如波長切換速度、波長間隔、精度等參數等，對系統的性能有著決定性的作用。

目前可調諧激光器的主要類型包括外腔激光器(External Cavity Laser,ECL)、分部反饋式(Distributed Feedback,DFB)激光器、分布布拉格反射(Distributed BraggReflector,DBR)激光器以及垂直腔面發射激光器。外腔反饋型可調諧激光器的線寬窄、單模特性好、調諧范圍大，但是受限于其機械調諧的波長調諧方式，調諧速度較慢；基于DFB激光器的可調諧光源目前集成的通道數有限，且其熱調諧的方式存在的熱平衡過程也決定了其調諧速度較慢；DBR型可調諧激光器通過電流調諧，調諧速度快，但是由于游標效應導致其模式穩定性不好；而垂直腔面發射激光器切換速度較快，但單模特性不夠好，功率不高，不適合應用于長距離的通信網絡。利用傳統的可調諧激光器原理，難以獲得穩定的以亞微秒量級時間切換的可調諧激光器。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于串并聯陣列激光器的快速調諧控制系統。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

基于串并聯陣列激光器的快速調諧控制系統，其中：包括中心控制模塊，穩流模塊，開關模塊，溫控模塊，激光器陣列模塊，功率控制模塊，所述中心控制模塊分別與穩流模塊、溫控模塊、開關模塊電連接，所述開關模塊與激光器陣列模塊電連接，所述激光器陣列模塊與功率控制模塊電連接；

所述中心控制模塊用于發送電流、通道選擇、溫度的控制信息；

所述穩流模塊用于接收來自中心控制模塊控制電流的信號并輸出可控制的驅動電流；

所述開關模塊用于對穩流模塊的開關以及激光器陣列模塊的波長切換；

所述激光器陣列模塊包括若干個串并聯的單波長激光器，根據開關模塊的波長切換信號點亮對應的單波長激光器；

所述溫控模塊用于將激光器陣列模塊內的溫度控制在預設值；

所述功率控制模塊用于將輸出光功率控制在預設值。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：