[发明专利]一种硅基外腔型可调谐激光器及其锁模方法

说明书

本发明提供一种硅基外腔型可调谐激光器，包括：硅基外腔芯片以及集成在硅基外腔芯片上的锁模装置，控制器依据锁模装置反馈的功率值调整施加在相控区及调谐侧微环滤波器上的电压值。将锁模装置单片集成在硅基外腔芯片上，不仅工艺简单，而且无需外购标准具，既提高了器件的集成度，又降低了成本。本发明还提供一种锁模方法，采用至少两个透射谱错位的微环滤波器，当腔模发生跳变时，可保证至少有一路信号会出现明显变化，从而保证实时锁模以及波长锁定的准确度与即时性。

技术领域

本发明属于激光器技术领域，尤其涉及一种硅基外腔型可调谐激光器及其锁模方法。

背景技术

可调谐激光器在光通信领域一直有着广泛的应用，尤其是近几年，随着高速光通信网络技术的发展，窄线宽可调谐激光器的需求不断增加。

从结构上划分，可调谐激光器可分为单片集成型可调谐激光器和外腔型可调谐激光器。单片集成型可调谐激光器具有体积小、稳定性好等优点，但是目前其线宽比外腔型可调谐激光器宽，不适用于高速光通信发展趋势。外腔型可调谐激光器具有线宽窄、调谐范围大、技术难度低等优点。但是外腔型可调谐激光器有一个明显的缺点，即容易受各种因素的影响发生跳模，从而导致激光器的特性劣化。

抑制跳模是外腔型可调谐激光器使用过程中一项必须解决的复杂技术。针对不同结构的外腔型可调谐激光器提出的抑制跳模实现波长锁定的技术种类繁多，归纳起来就是针对振幅或相位条件偏离的监控和补偿技术。常用的监控手段有两种：第一种方式是外置一个F-P标准具，实时接收增益芯片的背光，实现动态调节，但是外置标准具一方面增加成本，另一方面不利于高度集成；第二种方式是通过热敏电阻监控片上温度，但该方案准确度不足，无法实时反馈微环波导上的温度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种硅基外腔型可调谐激光器及其锁模方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种硅基外腔型可调谐激光器，包括：硅基外腔芯片，还包括：控制器以及集成在所述硅基外腔芯片上的锁模装置；

所述锁模装置包括：探测器组，用于测量监控光束的功率值并反馈；

所述控制器，用于依据所述锁模装置反馈的功率值调整施加在所述硅基外腔芯片上的电压值。

进一步的，所述锁模装置还包括：至少两个监控侧微环滤波器，且各个所述监控侧微环滤波器的透射谱为错位状态；所述探测器组包含至少两个探测器，且每一个探测器对应于一个监控侧微环滤波器；激光腔内谐振光分出的探测光进入各个所述监控侧微环滤波器中，由与各个所述监控侧微环滤波器对应的探测器测量自各个所述监控侧微环滤波器中射出的监控光束的功率值。

进一步的，所述硅基外腔芯片上还设有相控区及调谐侧微环滤波器；所述相控区及所述调谐侧微环滤波器与所述控制器电性连接；所述控制器通过调节施加在所述调谐侧微环滤波器的加热电极上的电压值以调整微环的谐振波长进而控制激光器的输出波长，同时通过调节施加在所述相控区的加热电极上的电压值以调整信号光的相位进而控制激光器的输出波长。

进一步的，所述控制器包括：初始调整单元，用于为所述相控区及所述调谐侧微环滤波器加电，使激光器输出指定波长光信号，并通过调整施加的电压值，使所述硅基外腔芯片的两个信号输出端功率值达到最大；数值锁定单元，用于当所述硅基外腔芯片的两个信号输出端的功率值达到最大时，获取此时所述探测器组内各个探测器所测量的功率值，并记录为锁定功率值；实时监控单元，用于获取所述探测器组内各个探测器所测量的实时功率值；判断控制单元，用于计算实时功率值与锁定功率值的差值，当所述探测器组内任意一个探测器的实时功率值与锁定功率值的差值超过设定阈值时，则调整施加在所述相控区及所述调谐侧微环滤波器上的电压值。