[發(fā)明專利]一種硅基外腔型可調(diào)諧激光器及其鎖模方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210558821.1
• 申請(qǐng)日: 2022-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114976847A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李磊;張曉波;方舟;史弘康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: NANO科技（北京）有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/11
• 分類號(hào): H01S3/11;H01S3/13;H01S3/00;H01S3/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種硅基外腔型可調(diào)諧激光器，包括：硅基外腔芯片以及集成在硅基外腔芯片上的鎖模裝置，控制器依據(jù)鎖模裝置反饋的功率值調(diào)整施加在相控區(qū)及調(diào)諧側(cè)微環(huán)濾波器上的電壓值。將鎖模裝置單片集成在硅基外腔芯片上，不僅工藝簡(jiǎn)單，而且無(wú)需外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)具，既提高了器件的集成度，又降低了成本。本發(fā)明還提供一種鎖模方法，采用至少兩個(gè)透射譜錯(cuò)位的微環(huán)濾波器，當(dāng)腔模發(fā)生跳變時(shí)，可保證至少有一路信號(hào)會(huì)出現(xiàn)明顯變化，從而保證實(shí)時(shí)鎖模以及波長(zhǎng)鎖定的準(zhǔn)確度與即時(shí)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅基外腔型可調(diào)諧激光器及其鎖模方法。

背景技術(shù)

可調(diào)諧激光器在光通信領(lǐng)域一直有著廣泛的應(yīng)用，尤其是近幾年，隨著高速光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，窄線寬可調(diào)諧激光器的需求不斷增加。

從結(jié)構(gòu)上劃分，可調(diào)諧激光器可分為單片集成型可調(diào)諧激光器和外腔型可調(diào)諧激光器。單片集成型可調(diào)諧激光器具有體積小、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但是目前其線寬比外腔型可調(diào)諧激光器寬，不適用于高速光通信發(fā)展趨勢(shì)。外腔型可調(diào)諧激光器具有線寬窄、調(diào)諧范圍大、技術(shù)難度低等優(yōu)點(diǎn)。但是外腔型可調(diào)諧激光器有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，即容易受各種因素的影響發(fā)生跳模，從而導(dǎo)致激光器的特性劣化。

抑制跳模是外腔型可調(diào)諧激光器使用過(guò)程中一項(xiàng)必須解決的復(fù)雜技術(shù)。針對(duì)不同結(jié)構(gòu)的外腔型可調(diào)諧激光器提出的抑制跳模實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)鎖定的技術(shù)種類繁多，歸納起來(lái)就是針對(duì)振幅或相位條件偏離的監(jiān)控和補(bǔ)償技術(shù)。常用的監(jiān)控手段有兩種：第一種方式是外置一個(gè)F-P標(biāo)準(zhǔn)具，實(shí)時(shí)接收增益芯片的背光，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，但是外置標(biāo)準(zhǔn)具一方面增加成本，另一方面不利于高度集成；第二種方式是通過(guò)熱敏電阻監(jiān)控片上溫度，但該方案準(zhǔn)確度不足，無(wú)法實(shí)時(shí)反饋微環(huán)波導(dǎo)上的溫度。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種硅基外腔型可調(diào)諧激光器及其鎖模方法。為了對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有一個(gè)基本的理解，下面給出了簡(jiǎn)單的概括。該概括部分不是泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是用簡(jiǎn)單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細(xì)說(shuō)明的序言。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種硅基外腔型可調(diào)諧激光器，包括：硅基外腔芯片，還包括：控制器以及集成在所述硅基外腔芯片上的鎖模裝置；

所述鎖模裝置包括：探測(cè)器組，用于測(cè)量監(jiān)控光束的功率值并反饋；

所述控制器，用于依據(jù)所述鎖模裝置反饋的功率值調(diào)整施加在所述硅基外腔芯片上的電壓值。

進(jìn)一步的，所述鎖模裝置還包括：至少兩個(gè)監(jiān)控側(cè)微環(huán)濾波器，且各個(gè)所述監(jiān)控側(cè)微環(huán)濾波器的透射譜為錯(cuò)位狀態(tài)；所述探測(cè)器組包含至少兩個(gè)探測(cè)器，且每一個(gè)探測(cè)器對(duì)應(yīng)于一個(gè)監(jiān)控側(cè)微環(huán)濾波器；激光腔內(nèi)諧振光分出的探測(cè)光進(jìn)入各個(gè)所述監(jiān)控側(cè)微環(huán)濾波器中，由與各個(gè)所述監(jiān)控側(cè)微環(huán)濾波器對(duì)應(yīng)的探測(cè)器測(cè)量自各個(gè)所述監(jiān)控側(cè)微環(huán)濾波器中射出的監(jiān)控光束的功率值。

進(jìn)一步的，所述硅基外腔芯片上還設(shè)有相控區(qū)及調(diào)諧側(cè)微環(huán)濾波器；所述相控區(qū)及所述調(diào)諧側(cè)微環(huán)濾波器與所述控制器電性連接；所述控制器通過(guò)調(diào)節(jié)施加在所述調(diào)諧側(cè)微環(huán)濾波器的加熱電極上的電壓值以調(diào)整微環(huán)的諧振波長(zhǎng)進(jìn)而控制激光器的輸出波長(zhǎng)，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)施加在所述相控區(qū)的加熱電極上的電壓值以調(diào)整信號(hào)光的相位進(jìn)而控制激光器的輸出波長(zhǎng)。

進(jìn)一步的，所述控制器包括：初始調(diào)整單元，用于為所述相控區(qū)及所述調(diào)諧側(cè)微環(huán)濾波器加電，使激光器輸出指定波長(zhǎng)光信號(hào)，并通過(guò)調(diào)整施加的電壓值，使所述硅基外腔芯片的兩個(gè)信號(hào)輸出端功率值達(dá)到最大；數(shù)值鎖定單元，用于當(dāng)所述硅基外腔芯片的兩個(gè)信號(hào)輸出端的功率值達(dá)到最大時(shí)，獲取此時(shí)所述探測(cè)器組內(nèi)各個(gè)探測(cè)器所測(cè)量的功率值，并記錄為鎖定功率值；實(shí)時(shí)監(jiān)控單元，用于獲取所述探測(cè)器組內(nèi)各個(gè)探測(cè)器所測(cè)量的實(shí)時(shí)功率值；判斷控制單元，用于計(jì)算實(shí)時(shí)功率值與鎖定功率值的差值，當(dāng)所述探測(cè)器組內(nèi)任意一個(gè)探測(cè)器的實(shí)時(shí)功率值與鎖定功率值的差值超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，則調(diào)整施加在所述相控區(qū)及所述調(diào)諧側(cè)微環(huán)濾波器上的電壓值。