[发明专利]一种可调谐激光器和激光发射机

说明书

一种可调谐激光器，包括：反射式半导体光放大器SOA、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器，光栅同向耦合器和反射式微环谐振器均是在硅基上形成；反射式SOA的第一端面上设有抗反膜，第一端面是指反射式SOA与光栅同向耦合器的第一波导耦合的端面；光栅同向耦合器的第二波导与第一波导耦合，第一波导设有第一光栅，第二波导设有与第一光栅相对设置的第二光栅，第一光栅和第二光栅构成窄带滤波器；第二波导与反射式微环谐振器连接。本申请的可调谐激光器具有更容易进行波长调谐和波长调谐速度更快的优点。

技术领域

本申请涉及光技术领域，尤其涉及一种可调谐激光器和激光发射机。

背景技术

可调谐激光器是在一定范围内可以连续改变激光输出波长的激光器。为了实现宽带(如覆盖C波段)的波长调谐范围，通常利用游标调谐机制实现波长调谐。在激光器中设有两个波长可调的滤波器结构，两个滤波器均有梳状的滤波谱线，两个滤波谱线的自由光谱范围(Free Spectrum Range，FSR)不同。当两个滤波器的滤波曲线中某一对中心波长对准时，其他对滤波峰会错开，这样对准处滤波谱线具有最大值，从而输出激光。当利用过电流注入效应、热效应或压光效应改变滤波器的折射率来调节某个滤波器的滤波谱线时，激光器的输出波长会跳变，从而实现激光调谐。

图1为现有技术公开的一种双微环的可调谐激光器，该可调谐激光器包括半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier，SOA)11和硅波导。硅波导包括热调谐的微环谐振器12和微环谐振器13，每个微环谐振器包括两个平行的直波导和一个环形波导。SOA11提供光增益，微环谐振器13连接环镜14，构成激光器的一个谐振腔端面；SOA11与硅波导耦合的一端镀抗反膜，构成激光器的另一个谐振腔端面；SOA另一个端面镀低反膜，激光主要从低反膜端面输出。通过与微环谐振器12、13或环镜14连接的热调谐单元可以进行对波长调谐。

但是，在游标调谐机制要求对波长进行标定，波长标定难度大。另外游标调谐过程中需要对两个微环谐振器的波长进行控制，而硅波导具有热敏感性，受温度影响滤波谱漂移明显，因此难以对波长进行准确控制。由此可见，现有的可调谐激光器制作工艺要求高，调谐控制难度大。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种可调谐激光器和激光发射机，能够更容易进行波长调谐，波长调谐速度更快，可以降低波长测试过程的成本。

第一方面提供一种可调谐激光器，包括：反射式SOA、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器；反射式SOA的第一端面上设有抗反膜；光栅同向耦合器的第二波导与第一波导耦合，第一波导设有第一光栅，第二波导设有与第一光栅相对设置的第二光栅，第一光栅和第二光栅构成窄带滤波器；第二波导与反射式微环谐振器连接。其中，光栅同向耦合器和反射式微环谐振器均是在硅基上形成的，第一端面是指反射式SOA与光栅同向耦合器的第一波导耦合的端面。依此实施，反射式SOA、光栅同向耦合器和反射式微环谐振器构成谐振腔。窄带滤波器在指定波段(如C波段)具有一个单带通的滤波谱，微环谐振器具有梳状滤波谱，当光经过窄带滤波器和微环谐振器后，能够形成单纵模激光在谐振腔内振荡，从而输出激光。在一般情况下，窄带滤波器在指定波段的滤波谱中只有一个波峰，反射式微环谐振器的滤波谱是梳状的，这样不需要控制不同的中心波长进行对准，只需要控制窄带滤波器的一个中心波长和反射式微环谐振器的某个中心波长对准，因此更容易进行波长调谐，波长调谐速度更快。

一种可能的实现方式中，反射式SOA的第二端面上设有高反膜，第二端面是指与第一端面相反的端面。这样，激光在反射式SOA中经过高反膜反射后，主要光能量从反射式微环谐振器输出。

另一种可能的实现方式中，反射式SOA的第二端面上设有低反膜，第二端面是指与第一端面相反的端面。这样，激光在谐振腔振荡后，主要光能量从反射式SOA的低反膜输出。