[发明专利]相干系统中用于本振光源的REC阵列可调谐激光器系统

说明书

本发明公开了一种相干系统中用于本振光源的REC阵列可调谐激光器系统，包括REC激光器阵列、波导分束器、光滤波器组、波长检测模块、波导耦合器、光电探测器、中频补偿模块、测频电路、波长切换控制模块、以及TEC散热器。本发明提出的REC阵列可调谐激光器系统相较于传统本振光源具有窄线宽，快速可调谐等优势，基于REC激光器阵列输出不同频率的窄线宽激光，凭借波长检测模块、测频电路及中频补偿模块的联动控制，实现相干光波长与信号光的微米量级适配，使得中频信号恒定输出，解决定值中频稳定问题。

技术领域

本发明属于相干通信技术领域，具体涉及一种相干系统中用于本振光源的REC阵列可调谐激光器系统，用于本振光源的高精度REC(重构等效啁啾，ReconstructionEquivalent Chirp)阵列可调谐激光器芯片设计。

背景技术

随着信息时代的高速发展，5G技术的日益普及给人类的生产生活带来了极大的便利，其中光通信技术也是5G通信网络中不可或缺的重要组成部分，以光为信息载体的激光通信技术同样是突破现有高速通信瓶颈的重要研究方向。

空间激光通信技术具有通信容量大、精密可靠性好、传输速率快及抗电磁干扰强等优点，其在诸多领域的应用有着重要战略意义，引发世界各国的深入研究。通信终端及调制方式作为空间激光通信技术的两大重要组成部分，对于空间激光通信性能的表现起到了重要的影响。随着空间激光通信的发展，传统强度调制/直接检测调制已无法满足人们对通信性能需求的上升，相干激光通信系统凭借其高灵敏度、长中继距离、多种调制方式等优点逐渐成为空间激光通信技术的更优选择。

在相干激光通信中，本振光源与信号光相干产生的中频信号的稳定在后续信息的解调处理中至关重要，传统可调谐激光器普遍存在工艺复杂，成本较高，且调谐时间较长等问题，同时在调谐稳定后，环境参数变化等影响导致可调谐激光器的波长发生细微变化，以产生200MHz中频信号为例，能够使相干产生的200MHz中频信号发生5MHz范围的频率偏移，对后续信息处理，实现优质通信造成干扰。

重构等效啁啾技术通过利用不等间隔的取样布拉格光栅结构，能够实现啁啾结构、相移结构、周期调制光栅以及切趾光栅等复杂光栅功能，并降低工艺制造过程中的精度要求利于大规模激光器阵列生产制造。基于REC技术能制造各种复杂的光栅结构并对等效光栅布拉格波长进行高精度控制，可以实现窄线宽、高精度、高速切换的可调谐半导体激光器阵列。

如果采用REC阵列直接替代传统可调谐激光器来产生中频信号，中频信号同时收到信号光与本振光的随机干扰，在没有适配反馈调整的情况下会造成较大的频率偏移，例如，以波长为1550nm的信号光和波长为1550.0016nm的本振光进行相干，产生频率为200MHz中频信号，在实际应用的情况下，两路光信号的波长差会在0.04pm内波动，使得中频信号频率产生5MHz范围内的抖动。目前尚未有基于REC阵列可调谐激光器芯片实现不同波长下的本振光源并通过内部模块控制输出稳定的中频信号的研究成果。

发明内容

解决的技术问题：本发明公开了一种相干系统中用于本振光源的REC阵列可调谐激光器系统，通过使用REC激光器阵列替代传统可调谐激光器作本振光源，结合内部控制反馈模块组实现大范围相干能力，输出稳定中频信号。

技术方案：

一种相干系统中用于本振光源的REC阵列可调谐激光器系统，所述REC阵列可调谐激光器系统包括REC激光器阵列、波导分束器、光滤波器组、波长检测模块、波导耦合器、光电探测器、中频补偿模块、测频电路和波长切换控制模块；

所述REC激光器阵列用于输出若干种等间隔的不同波长的激光，输出的激光经光纤波导至波导耦合器的其中一个输入端；

所述波导分束器用于将输入的信号光以预设分光比分别输送至光滤波器组和波导耦合器的另一个输入端；