[发明专利]一种激光器发光功率监测系统、监测方法及其准直透镜

说明书

本发明提供了一种激光器发光功率监测系统、监测方法及其准直透镜，涉及光通信领域。该准直透镜包括透镜本体，所述透镜本体包括：供发散光束输入的入光面；供准直光束输出的第一出光面；第二出光面；以及用于使一定比例的光束反射至所述第二出光面输出的反光面。该系统包括：激光器；上述准直透镜；以及光电转换芯片；所述激光器与所述准直透镜的入光面光路连接，所述光电转换芯片与所述准直透镜的第二出光面光路连接。该方法利用上述准直透镜分光给光电转换芯片，实现激光器发光功率的监测。本发明有利于实现光发射单元的低成本及小型化。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种激光器发光功率监测系统，激光器发光功率监测方法，以及该监测系统或监测方法中采用的准直透镜。

背景技术

在光通信系统中，激光器发出的光经过光学系统后耦合进光纤中，实现光信号传输。激光器到光纤的系统，会经过设计优化、封装固定以使光纤输出光功率满足应用需求。但是，激光器本身发光功率的稳定性会受驱动电流、温度、时间、本身寿命等因素的影响。为了防止激光器发光功率的波动对光纤通信系统的影响，需要对激光器的光功率值进行实时监测，并通过闭环控制系统，以达到稳定的光功率输出。

现有的监测方法有大概两类。一类是，对于带有背向光设计的激光器，例如边发射类FP/DFP半导体激光器，可以直接利用背向光实现输出光功率的监测；另一类是，对于无背向光设计的激光器，例如垂直腔面发射激光器(vcsel)，除了必须的准直/耦合透镜之外，需要使用分光片、分光棱镜等，从激光器的发出光功率中，获取一部分光功率用于监测光功率，但是这种方法会增加额外的光学元件，会增加光发射单元的体积及成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光器发光功率监测系统、监测方法及其准直透镜，以至少在一定程度解决监测无背向光设计的激光器的发光功率所存在的上述缺陷。

为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种准直透镜，用于接收发散光束并转换成准直光束，所述准直透镜包括透镜本体，其中，所述透镜本体包括：供发散光束输入的入光面；供准直光束输出的第一出光面；第二出光面；以及用于使一定比例的光束反射至所述第二出光面输出的反光面。

在上述的准直透镜中，优选地，所述透镜本体包括圆柱段和圆台段，所述圆柱段的自由端构成所述入光面，所述圆台段的自由端构成所述第一出光面，所述圆台段的自由端沿光轴方向形成有一凸出部，所述凸出部镀设反光膜构成所述反光面，所述圆台段的另一端的凸出于所述圆柱段侧部的部分构成所述第二出光面。

在上述的准直透镜中，优选地，所述第二出光面所在的平面与所述第一出光面的光轴的夹角θ的大小被配置为，所述夹角θ使得被所述反光面反射后的光束在所述第二出光面的入射角小于全反射角；且所述第二出光面的高度被配置为，能够使被所述反光面反射后的光束完全入射到所述第二出光面。

在上述的准直透镜中，优选地，所述反光面在所述圆台段的自由端的投影为扇形，所述扇形的面积S₁₃被配置为

S₁₃/(S₁₂+S₁₃)＝W₁/W₂

其中，S₁₃为所述扇形的面积，S₁₂为所述第一出光面的面积，W₁为需要的反馈光束的功率，W₂为输入所述入光面的光束的总功率。

在上述的准直透镜中，优选地，所述入光面为凸球面，所述第一出光面为平面。

在上述的准直透镜中，优选地，所述入光面为平面，所述第一出光面为凸球面。