外腔可调谐激光器的制作方法

    技术2025-06-07  70


    本申请涉及光通信,尤其涉及一种外腔可调谐激光器。


    背景技术:

    1、集成可调谐激光器(integrable tunable laser assemblies,itla)是波分复用相干光通信系统的核心器件。为了获得更大的传输容量和传输速率,要求激光器具有更窄的线宽,且频率调谐范围能覆盖整个通信波段。现有技术中,为了满足该要求,主要采用外腔可调谐激光器实现,其通用结构由用于提供增益的增益介质、用于频率调谐的游标滤波器以及用于构成闭合谐振腔的反射镜构成。

    2、传统外腔可调谐激光器通常采用单个增益芯片作为增益介质,受单增益芯片的带宽限制,器件难以实现超宽波段覆盖。现有波段扩展激光器的实现思路则是通过统一封装的方式将多个不同波段的外腔可调谐激光器光组件混合封装在同一电基板上,共用同一套电组件,这种方式不仅带来成本过高的问题,而且由于不同波段的光组件完全独立,导致很难保证频率调谐间隔和线宽等指标在不同波段切换时的稳定性。


    技术实现思路

    1、本申请实施例提供一种外腔可调谐激光器,以解决传统外腔可调谐激光器的调谐范围受限于单个增益介质的增益带宽,且难以保证频率调谐间隔和线宽等指标在不同波段切换时的稳定性的问题。

    2、第一方面,本申请实施例提供了一种外腔可调谐激光器,包括n个激光增益介质和滤波调谐组件,所述n个激光增益介质通过光学器件与所述滤波调谐组件建立光路连接,所述光学器件包括微透镜或光波导,n为大于1的整数;

    3、其中,所述n个激光增益介质分别覆盖不同的波段;所述外腔可调谐激光器通过切换所述n个激光增益介质中各激光增益介质的工作状态进行工作波段切换。

    4、可选地,所述外腔可调谐激光器的出光口为所述滤波调谐组件远离所述激光增益介质的一侧。

    5、可选地,所述滤波调谐组件包括游标滤波器组和部分反射结构;

    6、所述游标滤波器组用于对从所述n个激光增益介质送入的光束进行滤波和调谐处理,以产生激光;

    7、所述部分反射结构用于对所述游标滤波器组产生的激光进行部分反射,其中,所述激光中的一部分经所述部分反射结构朝向所述n个激光增益介质的一面反射,所述激光中的另一部分经所述部分反射结构背向所述n个激光增益介质的一面输出。

    8、可选地,所述部分反射结构独立设置在所述游标滤波器组远离所述n个激光增益介质的一侧,或者所述部分反射结构集成设置在所述游标滤波器组远离所述n个激光增益介质的外侧表面。

    9、可选地,所述滤波调谐组件为梳状反射镜,用于对从所述n个激光增益介质送入的光束进行周期性滤波和调谐处理,以产生激光,并对所述激光进行部分反射,其中,所述激光中的一部分经所述梳状反射镜朝向所述n个激光增益介质的一面反射,所述激光中的另一部分经所述梳状反射镜背向所述n个激光增益介质的一面输出。

    10、可选地,所述游标滤波器组包括至少两级级联的梳状滤波器。

    11、可选地,所述游标滤波器组包括级联的第一fp腔和第二fp腔,所述第一fp腔与所述第二fp腔的自由光谱区fsr不同;

    12、所述光学器件包括与所述n个激光增益介质一一对应的n个微透镜,所述微透镜用于将所述激光增益介质产生的光束进行准直,并送入所述第一fp腔。

    13、可选地,所述滤波调谐组件为集成芯片结构,所述光学器件包括与所述n个激光增益介质一一对应的n个光波导;

    14、所述游标滤波器组包括级联的第一级梳状微环滤波器和第二级梳状微环滤波器,所述第一级梳状微环滤波器包括与所述n个光波导一一对应的n个第一梳状微环滤波器。

    15、可选地,所述游标滤波器组还包括波导耦合臂,所述第二级梳状微环滤波器包括一个第二梳状微环滤波器;

    16、所述波导耦合臂用于对每个所述第一梳状微环滤波器输出的光波进行耦合,并送入所述第二梳状微环滤波器。

    17、可选地,每个所述激光增益介质远离所述滤波调谐组件的一侧的内表面的反射率大于或等于第一反射率阈值。

    18、在本申请实施例中,外腔可调谐激光器包括n个激光增益介质和滤波调谐组件,所述n个激光增益介质通过光学器件与所述滤波调谐组件建立光路连接,所述光学器件包括微透镜或光波导,n为大于1的整数;其中,所述n个激光增益介质分别覆盖不同的波段;所述外腔可调谐激光器通过切换所述n个激光增益介质中各激光增益介质的工作状态进行工作波段切换。这样,通过采用覆盖不同波段的多个激光增益介质能够实现覆盖波段的扩展,而不受限于单激光增益介质的增益带宽的限制,并且多个激光增益介质复用一套滤波调谐组件,能够有效保证所述外腔可调谐激光器工作在不同波段时具有稳定的频率调谐间隔和线宽等指标,也能够提升集成度,并降低生产成本。



    技术特征:

    1.一种外腔可调谐激光器,其特征在于,包括n个激光增益介质和滤波调谐组件,所述n个激光增益介质通过光学器件与所述滤波调谐组件建立光路连接,所述光学器件包括微透镜或光波导,n为大于1的整数;

    2.根据权利要求1所述的外腔可调谐激光器,其特征在于,所述外腔可调谐激光器的出光口为所述滤波调谐组件远离所述激光增益介质的一侧。

    3.根据权利要求1所述的外腔可调谐激光器,其特征在于,所述滤波调谐组件包括游标滤波器组和部分反射结构;

    4.根据权利要求3所述的外腔可调谐激光器,其特征在于,所述部分反射结构独立设置在所述游标滤波器组远离所述n个激光增益介质的一侧,或者所述部分反射结构集成设置在所述游标滤波器组远离所述n个激光增益介质的外侧表面。

    5.根据权利要求1所述的外腔可调谐激光器,其特征在于,所述滤波调谐组件为梳状反射镜,用于对从所述n个激光增益介质送入的光束进行周期性滤波和调谐处理,以产生激光,并对所述激光进行部分反射,其中,所述激光中的一部分经所述梳状反射镜朝向所述n个激光增益介质的一面反射,所述激光中的另一部分经所述梳状反射镜背向所述n个激光增益介质的一面输出。

    6.根据权利要求3或4所述的外腔可调谐激光器,其特征在于,所述游标滤波器组包括至少两级级联的梳状滤波器。

    7.根据权利要求6所述的外腔可调谐激光器,其特征在于,所述游标滤波器组包括级联的第一fp腔和第二fp腔,所述第一fp腔与所述第二fp腔的自由光谱区fsr不同;

    8.根据权利要求6所述的外腔可调谐激光器,其特征在于,所述滤波调谐组件为集成芯片结构,所述光学器件包括与所述n个激光增益介质一一对应的n个光波导;

    9.根据权利要求8所述的外腔可调谐激光器,其特征在于,所述游标滤波器组还包括波导耦合臂,所述第二级梳状微环滤波器包括一个第二梳状微环滤波器;

    10.根据权利要求1至5中任一项所述的外腔可调谐激光器,其特征在于,每个所述激光增益介质远离所述滤波调谐组件的一侧的反射率大于或等于第一反射率阈值。


    技术总结
    本申请公开了一种外腔可调谐激光器,涉及光通信技术领域,以解决传统外腔可调谐激光器调谐范围受限于单增益介质带宽,且难以保证频率调谐间隔和线宽等指标在不同波段切换时的稳定性的问题。该外腔可调谐激光器包括:N个激光增益介质和滤波调谐组件,所述N个激光增益介质通过光学器件与所述滤波调谐组件建立光路连接,所述光学器件包括微透镜或光波导,N为大于1的整数;其中,所述N个激光增益介质分别覆盖不同的波段;所述外腔可调谐激光器通过切换所述N个激光增益介质中各激光增益介质的工作状态进行工作波段切换。本申请实施例能够实现覆盖波段的扩展,并有效保证外腔可调谐激光器工作在不同波段时具有稳定的频率调谐间隔和线宽等指标。

    技术研发人员:李佳琛,韩柳燕,王东,张德朝,李晗
    受保护的技术使用者:中国移动通信有限公司研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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