一种波长可调激光器和激光器外腔制造技术

发明专利技术实施例公开了一种波长可调激光器和激光器外腔。波长可调激光器外腔包括耦合模块、反射模块以及波长锁定模块，反射模块包括反射单元和滤波单元；外部入射光束从耦合模块的输入端耦入反射模块，经过反射单元后由滤波单元滤波后再经过反射单元，从耦合模块的输出端输出；滤波单元包括依次连接的第一微环谐振器、第一马赫曾德干涉器、第二微环谐振器和移相器；波长锁定模块包括波长锁定电路，波长锁定电路用于控制移相器相位，以锁定滤波单元的光波长。本发明专利技术实施例提高了波长可调激光器外腔的加热器稳定性，大大增加了可调谐激光器的使用年限。使用年限。使用年限。

【技术实现步骤摘要】
一种波长可调激光器和激光器外腔


[0001]本专利技术实施例涉及光学
，尤其涉及一种波长可调激光器和激光器外腔。

技术介绍

[0002]在远距离多波长光通信以及相干光通信系统中，由于传输距离远，需要较大的输出光功率、较窄的线宽、较宽的可调谐范围。外腔激光器作为其中一种重要的激光器结构，由于其较低的线宽和较宽的调谐范围使得其成为相干光通信发射端光源的主流方案。
[0003]现有技术中一种可调外腔激光器，通过两个级联的微环谐振器构成滤波器，通过加热的方式调整两个微环的谐振频率使其在中心波长处匹配，从而选出输出模式。
[0004]双微环谐振器级联形成的可调谐激光器外腔，要求加热器调谐范围大，这就导致了加热器温度极高，随着加热器老化，加热器产生相移，导致可调谐激光器失效。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种波长可调激光器和激光器外腔，该波长可调激光器外腔可以用于窄线宽、高功率、宽调谐范围的波长可调谐外腔激光器，其波长可调激光器外腔热移相器使用寿命提高，系统可靠性增强。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种波长可调激光器外腔，包括耦合模块、反射模块以及波长锁定模块，所述反射模块包括反射单元和滤波单元；所述耦合模块与所述反射单元连接，所述反射单元与所述滤波单元连接，外部入射光束从所述耦合模块的输入端耦入所述反射模块，经过所述反射单元后由所述滤波单元滤波后再经过所述反射单元，从所述耦合模块的输出端输出；所述滤波单元包括沿光束传输方向依次连接的第一微环谐振器、第一马赫曾德干涉器和第二微环谐振器；所述滤波单元还包括移相器；所述移相器包括设置于所述第一微环谐振器的第一移相器、设置于所述第一马赫曾德干涉器的第二移相器和设置于所述第二微环谐振器的第三移相器；所述波长锁定模块包括波长锁定电路，所述波长锁定电路与所述移相器连接，所述波长锁定电路用于控制所述移相器相位，以锁定所述滤波单元的光波长。
[0007]可选的，所述移相器还包括设置于反射单元的第四移相器，所述第四移相器用于控制入射光束的波长。
[0008]可选的，所述滤波单元还包括：第一光电探测器，所述第一光电探测器与所述第一微环谐振器连接；第二光电探测器，所述第二光电探测器与所述第一马赫曾德干涉器连接；第三光电探测器，所述第三光电探测器与所述第二微环谐振器连接。
[0009]可选的，所述反射单元包括定向耦合器或第二马赫曾德干涉器；所述反射单元的输入端口与所述耦合模块连接，所述第一微环谐振器的输入端口与所述反射单元的透过端口连接，所述第一微环谐振器的透过端口与所述第一光电探测器
连接，所述第一微环谐振器的滤出端口与所述第一马赫曾德干涉器的输入端口连接，所述第一马赫曾德干涉器的透过端口或滤出端口与所述第二微环谐振器的输入端口连接，所述第一马赫曾德干涉器的滤出端口或透过端口与所述第二光电探测器连接，所述第二微环谐振器的透过端口与所述第三光电探测器连接，所述第二微环谐振器的滤出端口与所述反射单元的滤出端口连接，所述反射单元的加载端口与所述耦合模块连接。
[0010]可选的，所述耦合模块包括耦合输入端耦合输出端所述波长锁定模块还包括分束器；所述反射单元的输入端口与所述耦合输入端连接，所述反射单元的加载端口与所述分束器的输入端连接，所述分束器的第一输出端与所述耦合输出端连接，所述分束器的第二输出端与所述波长锁定电路连接。
[0011]可选的，所述耦合输入端、所述耦合输出端包括端面耦合器或光栅耦合器。
[0012]可选的，所述波长可调激光器外腔基于绝缘体上硅与氮化硅集成半导体工艺形成，其中波导为氮化硅波导。
[0013]可选的，所述移相器包括热移相器，所述热移相器包括依次层叠的硅衬底、二氧化硅层、氮化硅波导层、隔离层以及电加热层。
[0014]可选的，所述热移相器包括去除部分所述硅衬底的隔热槽，以阻断所述电加热层产生的热量沿着所述硅衬底散失。根据本专利技术的另一方面，提供了一种波长可调激光器，包括增益芯片和上述的波长可调激光器外腔；所述增益芯片产生的种子光束耦入所述波长可调激光器外腔，经过所述波长可调激光器外腔调制后输出波长可调的激光光束。
[0015]可选的，还包括设置于所述波长可调激光器外腔输出端的半导体放大器。
[0016]本专利技术实施例提供的波长可调激光器外腔，包括耦合模块、反射模块以及波长锁定模块，反射模块包括反射单元和滤波单元；滤波单元包括沿光束传输方向依次连接的第一微环谐振器、第一马赫曾德干涉器、第二微环谐振器和移相器，移相器包括设置于第一微环谐振器的第一移相器、设置于第一马赫曾德干涉器的第二移相器和设置于第二微环谐振器的第三移相器，其中移相器可以为热移相器；波长锁定模块包括波长锁定电路，波长锁定电路与移相器连接。通过耦合模块的输入端将外部入射光束耦入反射模块，经过反射单元后由滤波单元滤波后再次经过反射单元，通过耦合模块的输出端将经过滤波后的光束输出；通过波长锁定电路控制移相器进行相位锁定，以锁定滤波单元的输出光波长，使得波长可调激光外腔能够进行大范围波长调谐，并保持窄线宽，弥补光放大器使用时带来的波长展宽，以满足激光器可调谐、窄线宽、高功率的目标要求。并且通过依次连接的第一微环谐振器、马赫曾德干涉器和第二微环谐振器的结构设置，有效地降低了微环谐振器的热移相器的调谐范围，增强了微环谐振器的使用寿命和可靠性。
[0017]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供了一种波长可调激光器外腔的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种波长可调激光器外腔的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的又一种波长可调激光器外腔的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种带有热移相器的微环谐振器的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种移相器的剖面结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的另一种移相器的剖面结构示意图；图7为本专利技术实施例提供了一种波长可调激光器的示意图；图8为本专利技术实施例提供的另一种波长可调激光器的结构示意图。
具体实施方式
[0020]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0021]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波长可调激光器外腔，其特征在于，包括耦合模块、反射模块以及波长锁定模块，所述反射模块包括反射单元和滤波单元；所述耦合模块与所述反射单元连接，所述反射单元与所述滤波单元连接，外部入射光束从所述耦合模块的输入端耦入所述反射模块，经过所述反射单元后由所述滤波单元滤波后再经过所述反射单元，从所述耦合模块的输出端输出；所述滤波单元包括沿光束传输方向依次连接的第一微环谐振器、第一马赫曾德干涉器和第二微环谐振器；所述滤波单元还包括移相器；所述移相器包括设置于所述第一微环谐振器的第一移相器、设置于所述第一马赫曾德干涉器的第二移相器和设置于所述第二微环谐振器的第三移相器；所述波长锁定模块包括波长锁定电路，所述波长锁定电路与所述移相器连接，所述波长锁定电路用于控制所述移相器相位，以锁定所述滤波单元的光波长。2.根据权利要求1所述的波长可调激光器外腔，其特征在于，所述移相器还包括设置于反射单元的第四移相器，所述第四移相器用于控制入射光束的波长。3.根据权利要求1所述的波长可调激光器外腔，其特征在于，所述滤波单元还包括：第一光电探测器，所述第一光电探测器与所述第一微环谐振器连接；第二光电探测器，所述第二光电探测器与所述第一马赫曾德干涉器连接；第三光电探测器，所述第三光电探测器与所述第二微环谐振器连接。4.根据权利要求3所述的波长可调激光器外腔，其特征在于，所述反射单元包括定向耦合器或第二马赫曾德干涉器；所述反射单元的输入端口与所述耦合模块连接，所述第一微环谐振器的输入端口与所述反射单元的透过端口连接，所述第一微环谐振器的透过端口与所述第一光电探测器连接，所述第一微环谐振器的滤出端口与所述第一马赫曾德干涉器的输入端口连接，所述第一马赫曾德干涉器的透过端口或滤出端口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩溪林，王耀，
申请(专利权)人：苏州熹联光芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：