[发明专利]蝶形封装SG-DBR可调谐半导体激光器模块控制系统

说明书

本发明提供了一种蝶形封装SG‑DBR可调谐半导体激光器模块控制系统，包括单片集成压控恒流源驱动电路、光波长锁定电路、高精度TEC控制电路、DSP芯片以及光源模块，DSP芯片通过SPI总线调整所述单片集成压控恒流源驱动电路中的集成恒流源驱动芯片；高精度TEC电路用于控制激光器的工作环境温度恒定在设定值；其由DSP芯片通过DA功能输出电压值至温度控制芯片的相应管脚来设置温度值或直接改变温度控制芯片周边的电路中的相应电阻来设置；光波长锁定电路采集光源模块输出的两路电流值，并转换为电压，通过AD模块转换为数字信号送至DSP芯片或直接输入至DSP芯片内置的AD模块进行采集，用于反馈控制补偿恒流源的输出，保证激光器模块波长和功率输出的稳定。

本申请是申请号为201610920193.1，发明创造名称为蝶形封装SG-DBR可调谐半导体激光器模块控制方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及的一种用于航空航天的基于光纤光栅传感测试系统中可调谐激光器模块的控制，主要是基于蝶形封装的一种SG-DBR(SampledGratingDistributedBraggReflector)可调谐激光器的控制系统。

背景技术

半导体激光器是目前光通信系统以及光纤传感中最重要的光源，具有体积小，重量轻，转换效率高，省电等特点，便于与其他器件实现单片光电子集成。而在一定范围内可以连续改变激光输出波长的可调谐半导体激光器，由于其特有性能已经被世界各公司和研究机构所重视，此领域也不断的取得了新的进展。特别是在密集波分复用系统和全光网络中作为关键光电子器件，根据市场需求，蝶形封装的可调谐激光器结构紧凑、运行稳定。操作方便、性能完善，成本降低，可实现多波长多功率的输出。所以蝶形封装形式的可调谐激光器应用越来越广泛。

目前国外可调谐半导体激光器的调谐实现原理主要可分为三种：电流调谐、温度调谐与机械调谐，而所选半导体激光器光源也由调谐方式所决定。

电流调谐是通过改变注入电流来实现波长的调谐，其调谐速度为ns级别，主要应用于SG-DBR(采样光栅DBR)与GCSR(辅助光栅定向耦合背向取样反射)激光器。其一般原理是通过改变可调谐激光器内不同位置的光纤光栅和相位控制部分的电流，使光纤光栅的相对折射率发生变化，产生不同的光谱。通过不同区域光纤光栅产生的不同光谱的叠加进行特定波长的选择，从而产生需要的特定波长的激光。通过改变前后布拉格光栅区的注入电流来改变反射区材料有效折射率，布拉格波长随之变化，完成波长的粗调。接着调节相位区的电流使腔模同反射区的反射峰一致实现细调。

但是此类型可调谐激光器存在跳模问题，为了消除中间过程瞬态模式的影响，通常在DBR型可调谐半导体激光器的前光栅节的前端单片集成一个SOA(半导体光放大器)，在波长切换的过程中，SOA作为一个光开关切断激光器的输出，从而达到屏蔽瞬态激射模式的效果。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种蝶形封装SG-DBR连续可调谐半导体激光器控制方法，其特征在于：包括单片集成压控恒流源驱动电路、光波长锁定电路、高精度TEC控制电路、DSP芯片以及光源模块，其特征在于：所述DSP芯片通过SPI总线调整所述单片集成压控恒流源驱动电路中的集成恒流源驱动芯片，用于改变电流输出来控制所述光源模块的波长输出；所述高精度TEC电路用于控制激光器的工作环境温度恒定在设定值；其由所述DSP芯片通过DA功能输出电压值至温度控制芯片的相应管脚来设置温度值或直接改变温度控制芯片周边的电路中的相应电阻来设置；所述光波长锁定电路采集光源模块输出的两路电流值，并转换为电压，通过AD模块转换为数字信号送至DSP芯片或直接输入至所述DSP芯片内置的AD模块进行采集，用于反馈控制补偿恒流源的输出，保证激光器模块波长和功率输出的稳定。

优选地，所述控制电路还包括光解调电路以及PD检测电路，所述光解调电路将外部的光信号输入，通过所述PD检测电路转换后的电压信号送至DSP芯片的AD模块进行采集。