一种集成外腔激光器及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种集成外腔激光器及使用方法，涉及光通信和光子集成器件技术领域，其中，集成外腔激光器包括光源模块、耦合模块和外腔模块；耦合模块用于将光源模块输出的光信号耦合至外腔模块中；外腔模块用于将光信号分为两路，以分别调节两路光之间的分光比，且外腔模块还用于将选模后的两路光通过耦合模块返回至光源模块；光源模块还用于反射耦合模块返回的光信号，以使光源模块、耦合模块和外腔模块形成闭合谐振腔。本发明专利技术能在现有集成器件性能受限的情况下，缩窄激光器线宽，提升边模抑制比。抑制比。抑制比。

【技术实现步骤摘要】
一种集成外腔激光器及使用方法


[0001]本专利技术涉及光通信和光子集成器件
，具体涉及一种集成外腔激光器及使用方法。

技术介绍

[0002]可调谐激光器在光通信网络的波分复用系统以及相干光通信系统中具有重要的应用。作为可调谐激光器的一种重要实现方法，外腔激光器具有波长可调谐范围大、边模抑制比高、窄线宽、温度稳定性高等优点，已经得到较大规模的应用。
[0003]集成外腔激光器除了上述优点，还具有集成器件低功耗、尺寸小等优点，可以作为片上光源集成到复杂的光电芯片中，具有较大的科研和商业化应用价值。
[0004]然而，受限于片上器件的性能，目前的集成外腔激光器很难在线宽和边模抑制比等性能上有较大的提高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术第一方面提供一种集成外腔激光器，其能在现有集成器件性能受限的情况下，缩窄激光器线宽，提升边模抑制比。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种集成外腔激光器，包括：光源模块、耦合模块和外腔模块；
[0008]所述耦合模块用于将所述光源模块输出的光信号耦合至所述外腔模块中；
[0009]所述外腔模块用于将所述光信号分为两路，以分别调节两路光之间的分光比，且所述外腔模块还用于将选模后的两路光通过所述耦合模块返回至所述光源模块；
[0010]所述光源模块还用于反射所述耦合模块返回的光信号，以使所述光源模块、耦合模块和外腔模块形成闭合谐振腔。
[0011]一些实施例中，所述外腔模块包括：
[0012]耦合单元，其与所述耦合模块相连；
[0013]可调分光模块，其与所述耦合单元相连，用于将所述光信号分为两路，并可调节两路光之间的分光比；
[0014]高Q谐振腔模块，其与所述可调分光模块相连，用于对两路光进行选模，并将选模后的两路光返回至所述可调分光模块；
[0015]所述可调分光模块还用于将所述高Q谐振腔模块返回的两路光进行合并，并通过所述耦合单元和耦合模块返回至所述光源模块。
[0016]一些实施例中，所述可调分光模块包括：
[0017]第一多模干涉器，其用于将所述耦合单元传输的所述光信号分为两路；
[0018]第一波导，其与所述第一多模干涉器的一路相连，且所述第一波导上设有热电极；
[0019]第二波导，其与所述第一多模干涉器的另一路相连，所述第二波导上设有热电极，且所述第二波导与所述第一波导等长；
[0020]第二多模干涉器，其与所述第一波导和第二波导相连，并将所述第一波导和第二波导传输的光信号分别输入至所述高Q谐振腔模块。
[0021]一些实施例中，所述高Q谐振腔模块包括：
[0022]第一上传下载型微环，其上设有热电极；
[0023]第三波导，其与所述第二多模干涉器相连，并用于将所述第二多模干涉器分出的一路光信号耦合进所述第一上传下载型微环中；
[0024]第四波导，其与所述第三波导配合以围设所述第一上传下载型微环，所述第四波导与所述第二多模干涉器相连，并用于将所述第二多模干涉器分出的另一路光信号耦合进所述第一上传下载型微环中。
[0025]一些实施例中，所述第三波导和第四波导的尾端均设有防反射结构。
[0026]一些实施例中，所述高Q谐振腔模块包括：
[0027]第二上传下载型微环，其上设有热电极；
[0028]第三上传下载型微环，其与所述第二上传下载型微环间隔设置，所述第三上传下载型微环上也设有热电极，且所述第三上传下载型微环和第二上传下载型微环的环长不同；
[0029]第五波导，其与所述第二多模干涉器相连，并用于将所述第二多模干涉器分出的一路光信号耦合进所述第二上传下载型微环中；
[0030]第六波导，其与所述第二多模干涉器相连，并用于将所述第二多模干涉器分出的另一路光信号耦合进所述第三上传下载型微环中；
[0031]第七波导，其与所述第五波导和第六波导配合，以围设所述第二上传下载型微环和第三上传下载型微环。
[0032]一些实施例中，所述耦合单元为模斑转换器。
[0033]一些实施例中，所述光源模块包括分布式反馈DFB激光器，且所述DFB激光器上设有反射端面。
[0034]一些实施例中，所述耦合模块为透镜。
[0035]本专利技术第二方面提供了一种上述的集成外腔激光器的使用方法，其能在现有集成器件性能受限的情况下，缩窄激光器线宽，提升边模抑制比。
[0036]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0037]一种如上述的集成外腔激光器的使用方法，该方法包括以下步骤：
[0038]利用所述外腔模块调节两路光之间的分光比，以形成PT对称性破缺状态；
[0039]控制条件使只有一个被选中的模式满足PT对称性破缺状态，以将能量集中到被选中的模式；
[0040]通过改变所述外腔模块的谐振频率，以改变PT对称性破缺状态选中的模式。
[0041]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0042]本专利技术中的集成外腔激光器包括光源模块、耦合模块和外腔模块。光源模块输出的光信号通过耦合模块耦合到外腔模块中，通过可调分光模块将光信号分为等长的两路，再分别经过高Q谐振腔模块，对模式进行精细选择，然后返回可调分光模块，经过耦合模块进入光源模块中，经由光源模块中的反射端面，再次反射，形成由光源模块、耦合模块、外腔模块组成的闭合谐振腔。经过可调分光模块的分光，将此闭合谐振腔分成了物理长度相等
的两个环路，通过调整分光比，使两个环路满足PT对称破缺条件，能够进一步激发单模，同时抑制边摸，并在光源模块的出射端面实现窄线宽的激光出射。本专利技术所设计的片上系统结构简单，能简化片外稳定系统结构，并且有利于大规模生产。
附图说明
[0043]图1是本专利技术实施例中集成外腔激光器的结构框图；
[0044]图2是本专利技术实施例中外腔模块的结构框图；
[0045]图3是本专利技术一种实施例中的外腔模块的结构示意图；
[0046]图4是本专利技术实施例中集成外腔激光器的结构示意图；
[0047]图5是本专利技术另一种实施例中的外腔模块的结构示意图；
[0048]图6是本专利技术实施例中集成外腔激光器使用方法的流程图。
[0049]图中：1、光源模块；11、DFB激光器；12、反射端面；2、耦合模块；3、外腔模块；31、耦合单元；32、可调分光模块；321、第一多模干涉器；322、第一波导；323、第二波导；324、第二多模干涉器；33、高Q谐振腔模块；331、第一上传下载型微环；332、第三波导；333、第四波导；334、防反射结构；335、第二上传下载型微环；336、第三上传下载型微环；337、第五波导；338、第六波导；339、第七波导；4、热电极。
具体实施方式
[0050]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成外腔激光器，其特征在于，包括：光源模块、耦合模块和外腔模块；所述耦合模块用于将所述光源模块输出的光信号耦合至所述外腔模块中；所述外腔模块用于将所述光信号分为两路，以分别调节两路光之间的分光比，且所述外腔模块还用于将选模后的两路光通过所述耦合模块返回至所述光源模块；所述光源模块还用于反射所述耦合模块返回的光信号，以使所述光源模块、耦合模块和外腔模块形成闭合谐振腔。2.根据权利要求1所述的一种集成外腔激光器，其特征在于，所述外腔模块包括：耦合单元，其与所述耦合模块相连；可调分光模块，其与所述耦合单元相连，用于将所述光信号分为两路，并可调节两路光之间的分光比；高Q谐振腔模块，其与所述可调分光模块相连，用于对两路光进行选模，并将选模后的两路光返回至所述可调分光模块；所述可调分光模块还用于将所述高Q谐振腔模块返回的两路光进行合并，并通过所述耦合单元和耦合模块返回至所述光源模块。3.根据权利要求2所述的一种集成外腔激光器，其特征在于，所述可调分光模块包括：第一多模干涉器，其用于将所述耦合单元传输的所述光信号分为两路；第一波导，其与所述第一多模干涉器的一路相连，且所述第一波导上设有热电极；第二波导，其与所述第一多模干涉器的另一路相连，所述第二波导上设有热电极，且所述第二波导与所述第一波导等长；第二多模干涉器，其与所述第一波导和第二波导相连，并将所述第一波导和第二波导传输的光信号分别输入至所述高Q谐振腔模块。4.根据权利要求2或3所述的一种集成外腔激光器，其特征在于，所述高Q谐振腔模块包括：第一上传下载型微环，其上设有热电极；第三波导，其与所述第二多模干涉器相连，并用于将所述第二多模干涉器分出的一路光信号耦合进所述第一上传下载型微环中；第四波导，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐路，胡晓，陈代高，王磊，肖希，
申请(专利权)人：武汉光谷信息光电子创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：