[发明专利]直调外腔激光器的工作点调整方法和调整装置

说明书

技术领域

本发明涉及光传输系统中的重要器件直调外腔激光器，具体涉及一种直调外腔激光器的工作点调整方法和调整装置。

背景技术

激光器是光传输系统中的重要器件，在长距离传输的高速光传输系统中大多采用的是DFB(Distributed Feed Back，分布反馈)激光器，在具体结构上这种激光器的波长选择部分(布拉格光栅)集成在有源区。然而随着激光器技术的进步，波长选择部分位于激光器材料外部无源区的直调外腔激光器也开始在光通讯领域中成功商业应用，典型的如K2公司生产的2.5Gb/s长距离的直调外腔激光器。

相对于DFB激光器，直调外腔激光器的优势包括：腔长更长，因而可得到很窄的线宽；在直接调制的情况下啁啾更小；由于腔是无源的，对光反馈更不敏感，增加了器件的稳定性；由于这种直调外腔激光器的设计简化了激光器的制作过程，使得激光器的成品率提高了。此外，由于无需电吸收调制器就可实现长距离传输，因而直调外腔激光器相对有电吸收调制器的激光器也可以有更大的输出光功率。

直调外腔激光器与DFB激光器的结构不同。直调外腔激光器主要包括镀增透膜的半导体激光器和光栅，通过将光纤光栅插入到腔中来选择发射波长，使激光器工作在由外腔中的光栅决定的模式上。DFB激光器是依靠激光二极管发光面表面刻上的衍射光栅中各个波纹峰的反射进行反馈，另外光栅还增强了谐振腔的选频作用，以保证激光器中只形成一个频率，一种模式的光振荡，做到单模输出。

激光器的工作波长与激光器的管芯温度之间有着密切的关系。由于结构不同，直调外腔激光器的波长与管芯温度之间的关系特性与DFB激光器不同。DFB激光器的波长与激光器管芯温度之间的关系几乎是线性的，如图1所示，当DFB激光器的输出光为标称波长λ时，对应的有唯一的激光器管芯温度T；而直调外腔激光器的波长与管芯温度的关系是非线性的，它可能在激光器管芯温度不同的情况下达到同一波长，如图2所示。图2中直调外腔激光器输出光的波长为标称波长λ时，对应的激光器管芯温度T1是正确的管芯温度，激光器工作在这个管芯温度时其输出光的线宽小，激光器的传输性能好；而T2则是错误的管芯温度，激光器工作在这个管芯温度时其输出光的线宽大，激光器的传输性能变差。因此使用直调外腔激光器一定要注意保证激光器工作在正确的管芯温度点。

DFB激光器的工作点调整过程一般如图3所示，主要包括以下步骤：

1、调整激光器的输出光功率的大小，使激光器的输出光功率值为标称输出光功率；

2、调整激光器的管芯温度，使得激光器输出光的波长达到标称波长；

3、调整激光器的消光比参数，使其符合指标要求；

由于直调外腔激光器的波长与管芯温度之间的非线性特性，在使用直调外腔激光器时，不仅需要将其调整到合适的偏置电流工作点和调制电流工作点，还需要将它调整到标称输出波长所对应的正确的管芯温度，才能使激光器达到良好的传输性能。

将图3所示的激光器工作点调整流程直接用于直调外腔激光器，无法保证直调外腔激光器的输出光波长为标称波长时，其管芯温度也处于正确的温度点。因此，直调外腔激光器的工作点调整流程必然需要添加适应其特点的新的部分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直调外腔激光器的工作点调整方法和调整装置，解决现有DFB激光器的工作点调整方法直接用于直调外腔激光器时，无法保证直调外腔激光器的输出光波长为标称波长时，其管芯温度也处于正确的温度点的技术问题，可以保证直调外腔激光器工作在正确的管芯温度，有效发挥直调外腔激光器的优势。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种直调外腔激光器的工作点调整方法，其特征是该方法包括如下步骤(如图4所示)：

A调整直调外腔激光器的输出光功率的大小，使激光器的输出光功率值为标称输出光功率；

B调整激光器的管芯温度，使得激光器输出光的波长达到标称波长；

F调整激光器的消光比参数；

其特征在于步骤B和F之间包括对于管芯温度的进一步调整：

C记录步骤B中波长达到标称波长时的管芯温度所对应的调整量的值；

D检查步骤C中激光器的管芯温度是否正确，继续单方向调低激光器的管芯温度时，如果波长的变化是线性，则步骤C中的管芯温度正确，否则，不正确；

E如果激光器的管芯温度正确，则恢复到步骤C的管芯温度，转步骤F；如果激光器的管芯温度错误，则回到步骤B。

该单方向调整激光器的管芯温度是使得激光器管芯温度降低5度以上。