[发明专利]一种用于半导体激光器上光频光强的调制器

说明书

技术领域

本发明是一种半导体激光器(以下简称为LD)的光频和光强调制器，特别是涉及到用于高精度半导体激光外差干涉测量仪中光源的光频调制和用于高速光通信系统中信号的光强调制。

背景技术

由于半导体激光器(以下简称为LD)体积小、用电省、价格低，并且波长调制简便，从而得到了广泛的应用。在半导体激光外差干涉测量中，采用直接注入电流调制(参见在先技术11]OsamiSasaki，KazuhideTakahashi，andTakamasaSuzuki，”SinusoidalphasemodulatinglaserdiodeinterferometerwithafeedbackcontrolsystemtOeliminateextemaldisturbance，”Opt.Eng，1990，29(12)，1511-1515)或利用光注入LD(参见在先技术[2]X.F.Wang，X.Wang，F.Qian，GChen，GChen，G.Fang，“PhotothermalmodulationOflaserdiodewavelength：applicationtOsinusoidalphase-modulatinginterferometerfordisplacementmeasurements，”opt/cs&LaserTechnology，1999，31(8)，pp.559-564.)产生的光热效应都可对LD的光频进行调制。这些调制对光频的调制简单，调制精度较高，并使得干涉仪测量分辨率提高到纳米量级。但是它们同时对LD的输出光强也产生调制作用，使得光强出现抖动，从而造成测量误差。在光通信系统中，采用内调制方式，即直接调制注入电流的强度可以实现对LD的输出光强进行调制(参见在先技术[3]赵梓森，《光纤通信工程》)。这种对光强的调制比较简单，调制精度较高。但在高速、超高速调制下，这种方法会产生较大的频率啁啾和脉动，降低信号的传输质量，限制系统的通信距离，甚至使得系统无法工作。

发明内容

本发明提供一种用于半导体激光器上光频光强的调制器。

采用的技术方案是：

一种用于半导体激光器上光频光强的调制器，包括带有驱动电流控制器的被调制半导体激光器，在被调制半导体激光器发射光束前进方向上，同光轴O，O2地置有带驱动电源的三电极分布布拉格反射半导体激光器，其二者的发射光束方向相对。在被调制半导体激光器与三电极分布布拉格反射半导体激光器之间置有偏振分束器；偏振分束器的中心点O在上述两半导体激光器的光轴O1O2上。在被调制半导体激光器至偏振分束器之间，沿着被调制半导体激光器发射光束前进的方向上，依次同光轴O，O2地置有第一准直透镜、第一半波片和法拉第旋转器；在三电极分布布拉格反射半导体激光器至偏振分束器之间，沿着三电极分布布拉格反射半导体激光器发射光束前进的方向上，依次同光轴O1O2地置有第二准直透镜、光隔离器和第二半波片在穿过偏振分束器中心点O垂直于光轴O1O2的方向上，置有反射面相对于偏振分束器反射面的分束器，分束器的中心点O’与偏振分束器的中心点O连线OO’垂直于光轴O3O2。有接收面相对于分束器的反射面而输出连接到驱动电流控制器上的光电转换器元件。

本发明的半导体激光器光频和光强调制器，其结构如上述图1所示。包括：带有驱动电流控制器的被调制半导体激光器，在其所发射光束的前进方向上，依次同光轴O1O2地置有第一准直透镜，第一半波片，法拉第旋转器，偏振分束器。带有驱动电源的三电极分布布拉格反射半导体激光器，在其所发射光束的前进方向上，依次同光轴OO地置有第二准直透镜，光隔离器，第二半波片，偏振分束器。被调制半导体激光器和三电极分布布拉格反射半导体激光器的输出光的光轴同轴。偏振分束器的反射光入射到分束器上后，分为两束光，反射的一束光入射到与驱动电流控制器相连的光电转换器件上。透射的一束光作为该光频、光强调制器的输出光源。

上面所说的三电极分布布拉格反射半导体激光器，它由三个相对独立的区域构成，分别是增益区、布拉格反射区和相位区，通过控制三个区域的注入电流可分别改变激光器的输出功率、增益峰值波长和梳状模式的位置。

所说的驱动电源是指包含有可编程的控制电路的，它有三个输出端，通过程序控制三个输出端输出电流的大小。

所说的驱动电流控制器提供直流、交流信号和反馈信号给被调制半导体激光器。

所说的光隔离器是指能够使光束单向传输的光学元件。