[发明专利]单泵多波长激射的半导体拉曼泵浦激光器及泵浦合波装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体泵浦激光器。特别是涉及一种应用于拉曼光纤放大器的单泵多波长激射的半导体拉曼泵浦激光器及泵浦合波装置。

背景技术

随着光纤通信技术的发展和应用的扩大，Raman(拉曼)光纤放大器在光纤通信系统中的应用也越来越广泛。在Raman光纤放大器中，只要选定合适的泵浦波长以及功率配置就可在多种类型的传输光纤上实现对所传输波长信号的放大。将多个泵浦波长组合在一起，就能轻易的扩展放大波长窗口。

对于DWDM(DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing密集型光波复用)系统中应用的Raman放大器，目前都是通过采用多个波长的泵浦源通过合波来使其Raman增益带宽扩大，通过对泵浦波长数目、间隔以及各波长功率的选择以达到增益谱平坦。目前用于光纤通信系统中的Raman泵浦激光器都是采用成熟的InGaAsP多元材料体系的多量子阱结构的半导体激光器。出于长期可靠性等方面的考虑，前后表面分别镀有不同反射率薄膜的激光器管芯被置于一个标准的14管脚蝶形封装的气密封装壳体中，在壳体和激光器管芯之间还有用于使激光器管芯保持温度恒定的半导体制冷器(TEC，Thermoelectric Cooler)以及用于承载激光器管芯、耦合透镜、热敏电阻以及背光监控探测器等的热过渡承载台。由于Raman增益频移相对于泵浦激光器的输出频率恒定，为了使传输信号获得稳定的增益，Raman泵浦激光器的输出波长必须足够稳定，而考虑到泵浦激光器管芯本身输出波长会随温度以及工作电流等发生漂移，所以用于稳定管芯温度的TEC以及处于激光器尾纤上用于波长锁定的光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)就不可或缺。FBG通常刻于激光器封装外的尾纤上，通过反射回到激光二极管中的在波长范围很窄的反射光来实现波长锁定。

目前，应用于Raman放大的泵浦激光器，都是采用一个FBG来实现单个波长的锁定，即实现单泵单波长的稳定输出。在应用于DWDM系统中的Raman放大器中，一般通过多个这样输出不同波长泵浦激光器的合波来实现放大器的增益平坦。在不使用增益平坦滤波器的条件下要达到系统对各通道增益的要求则至少需要3个不同的波长才能满足C波段内的平坦增益。而在实际使用环境中，有很多用Raman放大器来改善系统信噪比的条件下并不需要很大的增益/泵浦功率，但为了获得平坦的Raman增益，一般还是需要使用多个不同波长泵浦激光器或通过使用GFF来获得平坦的增益。而无论是使用多个泵浦激光器还是使用GFF都会导致放大器功耗以及成本增加：在使用多个泵浦时的泵浦采购成本增加以及对多个泵浦单独温度控制等功耗的增加，在使用GFF时由于损失了被平抑部分的能量，所以需要使用更大功率的泵浦，这也导致了系统功耗和成本的增加。

如图5所示为专利(Accelink的IPBCD以及Raman泵浦合波的专利)所描述的Raman泵浦合波方法，其中3-1和3-2为处于光纤通信链路中的信号传输光纤，7-1，7-2，7-3和7-4分别为4个发射不同波长的Raman泵浦激光器，4只激光器每两只为一组分别与偏振合束隔离退偏器IPBCD 6-1和6-2的两根输入保偏尾纤以慢轴对准或快轴对准的方式连接，两只IPBCD输出尾纤分别与泵浦合波WDM 5的透射和反射端连接，泵浦合波WDM 5的公共端再与泵浦信号合波WDM 4的输入端连接，泵浦信号合波WDM 4的另外两个端口分别与输入端传输光纤3-2以及输出端传输光纤3-1连接。该专利由于采用4个发射不同波长的Raman泵浦激光器，从而导致了系统功耗和成本的增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种通过在泵浦激光器的输出尾纤上使用至少两个或两个以上不同中心波长的FBG来实现可使Raman增益平坦对应多个波长激射的单泵多波长激射的半导体拉曼泵浦激光器及泵浦合波装置。

本发明所采用的技术方案是：一种单泵多波长激射的半导体拉曼泵浦激光器及泵浦合波装置。单泵多波长激射的半导体拉曼泵浦激光器，包括有半导体拉曼泵浦激光器封装模块、半导体拉曼泵浦激光器封装模块的输出尾纤及设置在输出尾纤上的多个光纤布拉格光栅，其中，所述的半导体拉曼泵浦激光器封装模块具有：壳体，位于壳体内的半导体制冷器，设置在半导体制冷器内的热过渡承载台，设置在热过渡承载台上的半导体拉曼泵浦激光器管芯，分别设置在热过渡承载台上并分别位于所述的半导体拉曼泵浦激光器管芯周边的耦合透镜组、热敏电阻和背光探测器，所述的泵浦激光器管芯、背光探测器、热敏电阻以及半导体制冷器与激光器管壳外部的引脚为电气连接。