[发明专利]一种双波长可调谐激光器、系统及其实现快速调频的方法

说明书

本发明涉及激光器技术领域，具体公开了一种双波长可调谐激光器、系统及其实现快速调频的方法，该双波长可调谐激光器包括激光器阵列、对激光器阵列进行温度控制的半导体制冷器、设于激光器阵列之后的光学系统、频率监控系统，及一双输出尾纤；所述激光器阵列包括有两个DFB可调谐激光器条，双输出尾纤包括两根与激光器条对应的光纤；工作时，两个激光器条同时注入电流发出前向激光，激光经过光学系统分别耦合到频率监控系统和双输出尾纤，通过双输出尾纤同时输出两个波长激光。本发明便于相干光通信系统的小型化设计和降低系统成本，且可以实现双波长激光器两路输出的快速频率切换，减少通信系统响应时间。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种可调谐激光器、系统及利用其实现快速调频的方法。

背景技术

可调谐激光器是一种可以在一定范围内连续改变激光输出波长的激光器，其被广泛应用于光通信和信息处理、光谱学、光化学、医学、生物学、集成光学、污染监测、半导体材料加工等领域。与其他传统的固定波长激光器相比，可调谐激光器具有宽波段调谐范围，并且其本身尺寸小、线宽窄和光学效率高，因此具有重要的应用前景。

随着光通信技术的不断发展，密集波分复用(DWDM)系统的研制以及实用化已经获得了迅速的提升。相干光通信是目前提升DWDM系统通信容量的一种重要手段。相干光通信，在发射端对光载波同时进行振幅和相位调制，在接收端采用外差或零差检测。相干光通信系3统可以大幅提高接收端灵敏度，延长中继距离，其可以充分利用光纤的传输带宽，实现超高容量的信息传输，并且在接收端可以使用电子学的均衡技术来补偿光纤中光脉冲的色散效应，具有极大的发展优势。

目前，云计算、云存储和大数据中心的快速发展，推动了城域网带宽需求的急速增长。相干光通信系统在城域网光通信市场带宽扩展方面展现了自己极大的应用前景，催生了更大的市场需求。相干光通信系统对激光器性能要求较高，而分布反馈式(DFB)激光器由于其独特的结构具有波长可调谐、窄线宽、高边模抑制比、高频率稳定性等特性，其在相干光通信系统中具有很大的优势。

相干光通信系统多为多路信号传输，信号光和本振光需要多个激光器。现阶段激光器多为单路输出，由于激光器造价昂贵，并且单个激光器需要占用一定空间，对城域网组建的成本和占用空间都产生一定不良影响，影响了相干光传输系统在城域网中的应用前景。并且，现阶段可调谐激光器调频多为机械式和TEC调温式，造成了调频时间过长，增加了相干通信系统的响应时间。因此，设计一种双波长同时输出，且具有快速调频功能的可调谐激光器是非常有意义的。

发明内容

本发明的一目的在于，提出一种双波长可调谐激光器及其系统，以便于相干光通信系统的小型化设计和降低系统成本；

本发明的另一目的在于，提供一种双波长可调谐激光器，以便于双波长激光器两路输出的快速频率切换，减少通信系统响应时间。

为实现上述目的，本发明提供了一种双波长可调谐激光器，其包括：激光器阵列、对激光器阵列进行温度控制的半导体制冷器、设于激光器阵列之后的光学系统、频率监控系统，及一双输出尾纤；所述激光器阵列包括有两个DFB可调谐激光器条，双输出尾纤包括两根与激光器条对应的光纤；工作时，两个激光器条同时注入电流发出前向激光，激光经过光学系统分别耦合到频率监控系统和双输出尾纤，通过双输出尾纤同时输出两个波长激光。

其中，所述激光器阵列固设于半导体制冷器上表面，两个激光器条置于一基座上。

具体的，所述两个激光器条平行放置，且两者中心间距约为50um-100um。

再者，所述光学系统内至少包括两个透镜、两个分束镜、一光学隔离器及一滤光片；所述两个透镜包括设置在激光器阵列后的准直透镜，以及设置在双输出尾纤前的会聚透镜；两个分束镜包括用于分离频率监控光和输出光的第一分束镜，以及分离频率监控光进入两个PD的第二分束镜。

此外，所述频率监控系统内包括两个PD及一光学标准具，用于监控光波频率漂移程度。