本發(fā)明涉及可變波長(zhǎng)激光設(shè)備，并且特別地，涉及包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器和環(huán)形諧振器型可變波長(zhǎng)濾波器的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，40g/100g數(shù)字相干通信采用諸如差分正交相移鍵控(dqpsk)的調(diào)制格式。為了實(shí)現(xiàn)未來(lái)的400g通信，正在研究下一代調(diào)制格式的諸如正交幅度調(diào)制(16qam)的多電平調(diào)制格式的應(yīng)用。

多電平調(diào)制格式所要求的光源的重要特性之一是窄線寬。用于實(shí)現(xiàn)窄線寬的有效光源之一是外部諧振器型可變波長(zhǎng)激光。外部諧振器型可變波長(zhǎng)激光具有被配置有半導(dǎo)體光學(xué)放大器(soa)以及外部反射鏡的諧振器，通過(guò)插入諧振器的可變波長(zhǎng)濾波器來(lái)選擇波長(zhǎng)，并且輸出波長(zhǎng)的光。例如在ptl1-3中公開(kāi)了外部諧振器型可變波長(zhǎng)激光。

圖9是在ptl1中所描述的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備的平面圖。根據(jù)ptl1的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備900包括soa910、可變波長(zhǎng)單元920、相位可變單元930、反射鏡單元940、第一光波導(dǎo)951和第二光波導(dǎo)952。

soa910將光供應(yīng)到環(huán)形諧振器型可變波長(zhǎng)單元920。

可變波長(zhǎng)單元920是通過(guò)由光耦合裝置耦合具有彼此不同的光路徑長(zhǎng)度的三個(gè)環(huán)形諧振器921、922、923而形成的多個(gè)光諧振器。可變波長(zhǎng)單元920分別通過(guò)使用膜加熱器924、925、926來(lái)控制環(huán)形諧振器921、922、923的溫度，以控制通過(guò)第一光波導(dǎo)951的光的波長(zhǎng)。

相位可變單元930通過(guò)使用加熱器931來(lái)改變連接可變波長(zhǎng)單元920和反射鏡單元940的第二光波導(dǎo)952的溫度，以控制通過(guò)第二光波導(dǎo)952的光的相位。

反射鏡單元940完全反射通過(guò)可變波長(zhǎng)單元920和相位可變單元930的光，并且將光返回到相位可變單元930和可變波長(zhǎng)單元920。

在如上所述配置的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備900中，諧振光由從soa910輸出的光生成，通過(guò)可變波長(zhǎng)單元920和相位可變單元930，并且由反射鏡單元940反射。soa910僅透射預(yù)定波長(zhǎng)的光以實(shí)現(xiàn)單縱向模式振蕩。

[引用列表]

[專利文獻(xiàn)]

[ptl1]國(guó)際公開(kāi)wo2009/119284

[ptl2]日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)no.2008-60445

[ptl3]國(guó)際公開(kāi)wo2007/129544

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[技術(shù)問(wèn)題]

在pt1中，其中通過(guò)控制連接可變波長(zhǎng)單元920和反射鏡單元940的第二光波導(dǎo)952的溫度來(lái)控制通過(guò)第二光波導(dǎo)952的光的相位，因?yàn)槿鄙僮銐蛴糜谙辔豢刂频挠行чL(zhǎng)度，所以通過(guò)增加到加熱器931的電力供應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的變化量。

然而，增加到加熱器的電力供應(yīng)，不僅導(dǎo)致相位可變單元930的溫度上升，還導(dǎo)致可變波長(zhǎng)單元920和soa910的溫度上升，其中溫度上升是不必要的。當(dāng)不期望的溫度上升在可變波長(zhǎng)單元920中發(fā)生時(shí)，振蕩波長(zhǎng)向更長(zhǎng)側(cè)移位。當(dāng)不期望的溫度上升在soa910中發(fā)生時(shí)，光輸出強(qiáng)度降低。這樣的伴隨不期望的溫度上升的特性的改變被稱為熱干擾。

本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而完成，并且本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種可變波長(zhǎng)激光設(shè)備，其實(shí)現(xiàn)高精度的相位控制的同時(shí)抑制熱干擾，并且穩(wěn)定地輸出期望波長(zhǎng)的放出光。

[問(wèn)題的解決方案]

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的一種可變波長(zhǎng)激光設(shè)備包括：在光放大器裝置和反射裝置之間傳輸光的光波導(dǎo)；所述光放大裝置，所述光放大裝置具有非反射表面和低反射表面，所述非反射表面輸入和輸出行進(jìn)至和來(lái)自所述反射裝置的光，所述低反射表面反射預(yù)定波長(zhǎng)以外的波長(zhǎng)的光并且放出所述預(yù)定波長(zhǎng)的光；波長(zhǎng)控制裝置，其用于控制通過(guò)光波導(dǎo)傳輸?shù)墓獾牟ㄩL(zhǎng)；相位控制裝置，其用于使用由加熱裝置放出的熱來(lái)控制通過(guò)光波導(dǎo)傳輸?shù)墓獾南辔?；反射裝置，其用于將通過(guò)波長(zhǎng)控制裝置和相位控制裝置的光返回到波長(zhǎng)控制裝置和相位控制裝置；以及散熱裝置，其用于抑制由加熱裝置放出的熱傳遞到放置相位控制裝置的區(qū)域以外的區(qū)域。

[發(fā)明的有益效果]

根據(jù)本發(fā)明的上述方面，提供了一種可變波長(zhǎng)激光設(shè)備，其在實(shí)現(xiàn)高精度的相位控制的同時(shí)抑制熱干擾，并且穩(wěn)定地輸出期望波長(zhǎng)的放出光。

附圖說(shuō)明

[圖1]圖1是根據(jù)第一示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備10的構(gòu)造框圖。

[圖2]圖2是根據(jù)第二示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000的平面圖。

[圖3]圖3是根據(jù)第二示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000的橫截面圖。

[圖4]圖4是根據(jù)第二示例實(shí)施例的另一可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000b的橫截面圖。

[圖5a]圖5a圖示根據(jù)第二示例實(shí)施例的另一可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000b的支撐件120和散熱結(jié)構(gòu)800的制造過(guò)程。

[圖5b]圖5b圖示根據(jù)第二示例實(shí)施例的另一可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000b的支撐件120和散熱結(jié)構(gòu)800的制造過(guò)程。

[圖5c]圖5c圖示根據(jù)第二示例實(shí)施例的另一可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000b的支撐件120和散熱結(jié)構(gòu)800的制造過(guò)程。

[圖5d]圖5d圖示根據(jù)第二示例實(shí)施例的另一可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000b的支撐件120和散熱結(jié)構(gòu)800的制造過(guò)程。

[圖6]圖6是根據(jù)第三示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000c的平面圖。

[圖7]圖7是根據(jù)第四示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000d的平面圖。

[圖8]圖8是根據(jù)第四示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000d的橫截面圖。

[圖9]圖9是根據(jù)ptl1的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備900的平面圖。

具體實(shí)施方式

第一示例實(shí)施例

將描述根據(jù)本發(fā)明的第一示例實(shí)施例。圖1是根據(jù)本示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備的構(gòu)造框圖。在圖1中，可變波長(zhǎng)激光設(shè)備10包括光波導(dǎo)20、光放大裝置30、波長(zhǎng)控制裝置40、相位控制裝置50、反射裝置60和散熱裝置70。

光波導(dǎo)20在光放大裝置30和反射裝置60之間傳輸光。

光放大裝置30包括非反射表面31以及低反射表面32，所述非反射表面31輸入和輸出行進(jìn)至和來(lái)自輸入反射裝置60的光，所述低反射表面32反射預(yù)定波長(zhǎng)之外的波長(zhǎng)的光，同時(shí)放出預(yù)定波長(zhǎng)的光，并且光放大裝置30向波長(zhǎng)控制裝置40和相位控制裝置50供應(yīng)光。由光放大裝置30供應(yīng)的光經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)控制裝置40和相位控制裝置50，輸入到反射裝置60，并由反射裝置60反射。光然后再次經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)控制裝置40和相位控制裝置50，輸入到光放大裝置30，并且由低反射表面32反射。僅由波長(zhǎng)控制裝置40控制的預(yù)定波長(zhǎng)的光作為激光放出光從低反射表面32輸出到外部。

波長(zhǎng)控制裝置40控制通過(guò)光波導(dǎo)20傳輸?shù)墓獾牟ㄩL(zhǎng)。

相位控制裝置50包括加熱裝置51并且使用從加熱裝置51放出的熱來(lái)控制通過(guò)光波導(dǎo)20傳輸?shù)墓獾南辔弧?/p>

反射裝置60將通過(guò)波長(zhǎng)控制裝置40和相位控制裝置50的光返回到波長(zhǎng)控制裝置40和相位控制裝置50。如上所述，由光放大裝置30提供的光在光放大裝置30的低反射表面32和反射裝置60之間進(jìn)行往返。

散熱裝置70抑制由相位控制裝置50的加熱裝置51放出的熱傳遞到設(shè)置相位控制裝置50的區(qū)域以外的區(qū)域。散熱裝置70可以由例如被設(shè)置在波長(zhǎng)控制裝置40或相位控制裝置50下方的散熱構(gòu)件構(gòu)成。更具體地，當(dāng)光波導(dǎo)20、波長(zhǎng)控制裝置40和相位控制裝置50形成在同一基板上，并且通過(guò)使用支撐件將基板設(shè)置在板狀構(gòu)件(未示出)上方時(shí)，散熱裝置70由被設(shè)置在基板和板狀構(gòu)件之間的散熱構(gòu)件71構(gòu)成。換句話說(shuō)，由加熱裝置51放出的熱通過(guò)散熱構(gòu)件71發(fā)散到板狀構(gòu)件，抑制由加熱裝置51放出的熱傳遞到波長(zhǎng)控制裝置40等，并且抑制波長(zhǎng)控制裝置40等中熱干擾的發(fā)生。

如上所述，通過(guò)使用散熱裝置70，根據(jù)本示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備10抑制由加熱裝置51放出的熱傳遞到設(shè)置相位控制裝置50的區(qū)域之外的區(qū)域。因此，根據(jù)本實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備10在抑制熱干擾的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度的相位控制，并且穩(wěn)定地輸出期望波長(zhǎng)的放出光。

散熱構(gòu)件71僅需要限制由加熱裝置51放出的熱傳遞到波長(zhǎng)控制裝置40，并且散熱構(gòu)件71的位置、形狀等可以以不同方式設(shè)計(jì)。例如，當(dāng)期望通過(guò)散熱裝置70將由加熱裝置51放出的熱主動(dòng)地發(fā)散到板狀構(gòu)件時(shí)，散熱構(gòu)件71優(yōu)選地形成有足夠到達(dá)基板的高度，并且被設(shè)置在板狀構(gòu)件上，并且直接地位于加熱裝置51下方。當(dāng)期望避免由于散熱裝置70接觸基板而導(dǎo)致的光波導(dǎo)20中應(yīng)力應(yīng)變的發(fā)生時(shí)，散熱構(gòu)件71不形成足夠到達(dá)基板的高度。此外，當(dāng)期望通過(guò)相位控制裝置50中的加熱裝置51來(lái)有效地加熱光波導(dǎo)20時(shí)，散熱構(gòu)件71不直接地被設(shè)置在加熱裝置51下方，而是被設(shè)置在期望避免熱干擾的發(fā)生的區(qū)域(例如，波長(zhǎng)控制裝置40周圍)下方的板狀構(gòu)件上。

第二示例實(shí)施例

將描述第二示例實(shí)施例。圖2是根據(jù)本示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備的平面圖。圖3是沿圖2的線a-a'取的橫截面圖。在圖2中，可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000包括基板100、半導(dǎo)體光放大器(soa200)、外部諧振器300和散熱結(jié)構(gòu)800。

soa200和外部諧振器300通過(guò)多個(gè)支撐件110、120的裝置固定在基板100的頂表面上。散熱結(jié)構(gòu)800被設(shè)置在基板100的頂表面上的預(yù)定區(qū)域上。在本示例實(shí)施例中，散熱結(jié)構(gòu)800被設(shè)置在加熱器600的下方的基板100的頂表面上。注意，權(quán)利要求中的板狀構(gòu)件包括根據(jù)本示例實(shí)施例的基板100。

soa200向外部諧振器300供應(yīng)光。soa200具有施加在一個(gè)表面上的非反射涂層和施加在另一個(gè)表面上的低反射涂層，并且非反射涂層表面與形成在外部諧振器300中的第一光波導(dǎo)410連接。由soa200輸出到外部諧振器300的光經(jīng)過(guò)外部諧振器300的波長(zhǎng)控制單元500和相位控制單元600，隨后由反射鏡單元700反射，并且再次經(jīng)過(guò)相位控制單元600和波長(zhǎng)控制單元500，輸出到soa200。激光諧振器因此形成在soa200的低反射涂層和反射鏡單元700之間。在激光放出光中，作為波長(zhǎng)控制單元500和相位控制單元600的控制的結(jié)果，僅從soa200的低反射涂層表面輸出預(yù)定波長(zhǎng)的放出光。

外部諧振器300包括硅基板310、第一光波導(dǎo)410、第二光波導(dǎo)420、波長(zhǎng)控制單元500、相位控制單元600和反射鏡單元700，并且用作環(huán)形諧振器型可變波長(zhǎng)濾波器。外部諧振器300是具有通過(guò)在硅基板310上形成氧化膜而形成的嵌入型光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，用于提高芯部的折射率。此嵌入型光波導(dǎo)形成第一光波導(dǎo)410、第二光波導(dǎo)420、波長(zhǎng)控制單元500、相位控制單元600和反射鏡單元700。

第一光波導(dǎo)410輸入和輸出在soa200和波長(zhǎng)控制單元500之間行進(jìn)的光。第二光波導(dǎo)420輸入和輸出經(jīng)由相位控制單元600在波長(zhǎng)控制單元500和反射鏡單元700之間行進(jìn)的光。

波長(zhǎng)控制單元500由多個(gè)環(huán)形諧振器構(gòu)成，其中具有不同光路徑長(zhǎng)度的兩個(gè)環(huán)形諧振器510、520彼此耦合。薄膜加熱器530、540分別被設(shè)置在環(huán)形諧振器510、520的光波導(dǎo)上，并且通過(guò)改變環(huán)形諧振器510、520的光波導(dǎo)的溫度來(lái)控制經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)控制單元500的光的波長(zhǎng)。環(huán)形諧振器510、520具有彼此稍微不同的光路徑長(zhǎng)度，并且僅當(dāng)環(huán)形諧振器510、520諧振時(shí)，其對(duì)諧振波長(zhǎng)的光進(jìn)行復(fù)用和解復(fù)用，并且通過(guò)游標(biāo)效應(yīng)(verniereffect)獲得較大的自由光譜范圍(fsr)。

游標(biāo)效應(yīng)是當(dāng)結(jié)合采用具有不同光路徑長(zhǎng)度的多個(gè)諧振器時(shí)，具有不同峰值周期的諧振器的諧振頻率峰值在這些頻率的最小公倍數(shù)的頻率處重合。通過(guò)利用游標(biāo)效應(yīng)，結(jié)合采用多個(gè)諧振器的多光諧振器以下述方式起作用：表觀fsr是諧振器的頻率的最小公倍數(shù)的頻率。這使得能夠在比單個(gè)諧振器更寬的范圍內(nèi)控制頻率特性(波長(zhǎng))。

相位控制單元600包括加熱器610。通過(guò)使用加熱器610來(lái)改變位于相位控制單元600的區(qū)域中的第二光波導(dǎo)420的溫度，相位控制單元600改變第二光波導(dǎo)420的折射率和物理長(zhǎng)度，并且由此控制經(jīng)過(guò)第二光波導(dǎo)420的光的相位。加熱器610能夠通過(guò)氣相沉積ti和pt或其它方法形成。

反射鏡單元700將通過(guò)波長(zhǎng)控制單元500和相位控制單元600的光完全反射，并將光返回到相位控制單元600和波長(zhǎng)控制單元500。

散熱結(jié)構(gòu)800將由相位控制單元600的加熱器610放出的熱發(fā)散到基板100。根據(jù)本示例實(shí)施例的散熱結(jié)構(gòu)800被設(shè)置在基板100的頂表面上以及加熱器610下方。如圖3所示散熱結(jié)構(gòu)800形成有足夠的高度以從基板100的頂表面到達(dá)外部諧振器300的硅基板310，并且具有大于加熱器610的面積的面積。

當(dāng)不采用散熱結(jié)構(gòu)800時(shí)，換句話說(shuō)，當(dāng)在加熱器610下方存在空的空間時(shí)，加熱器610放出的熱停留在空氣中并被傳遞到相鄰的波長(zhǎng)控制單元500等，導(dǎo)致熱干擾。相反，通過(guò)在加熱器610下方設(shè)置散熱結(jié)構(gòu)800，加熱器610放出的熱通過(guò)散熱結(jié)構(gòu)800發(fā)散到基板100。這抑制了向相鄰波長(zhǎng)控制單元500的熱傳遞和熱干擾的發(fā)生。

例如，當(dāng)散熱結(jié)構(gòu)800的高度與外部諧振器300的厚度相同時(shí)，到外部諧振器300內(nèi)的散熱將與到散熱結(jié)構(gòu)800的散熱大致相同，并且傳遞到波長(zhǎng)控制單元500等的熱將約為在不采用散熱結(jié)構(gòu)800的情況下傳遞的熱的一半。

在如上所述構(gòu)成的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000中，由soa200輸出的光通過(guò)下述路徑進(jìn)行往返：soa200→第一光波導(dǎo)410→波長(zhǎng)控制單元500→第二光波導(dǎo)420→相位控制單元600→第二光波導(dǎo)420→反射鏡單元700→第二光波導(dǎo)420→相位控制單元600→第二光波導(dǎo)420→波長(zhǎng)控制單元500→第一光波導(dǎo)410→soa200。當(dāng)波長(zhǎng)控制單元500具有與多環(huán)諧振器諧振的波長(zhǎng)時(shí)，返回光最強(qiáng)。輸入到soa200的返回光(放出光)作為激光放出光從soa200的低反射涂層表面輸出。

如上所述，在具有被設(shè)置在加熱器610下方的散熱結(jié)構(gòu)800的根據(jù)本示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000中，加熱器610放出的熱不停留在外部諧振器300周圍，而是通過(guò)散熱結(jié)構(gòu)800發(fā)散到基板100。因此，根據(jù)本實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000在抑制熱干擾的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度的相位控制，并且穩(wěn)定地輸出期望波長(zhǎng)的放出光。

當(dāng)期望避免可能由與外部諧振器300的硅基板310接觸的散熱結(jié)構(gòu)800導(dǎo)致的第一光波導(dǎo)410、第二光波導(dǎo)420等中的應(yīng)力應(yīng)變時(shí)，散熱結(jié)構(gòu)800優(yōu)選地形成有足夠的高度，幾乎但實(shí)際上不到達(dá)外部諧振器300的硅基板310。圖4是該情況中的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000b的橫截面圖。圖4所示的散熱結(jié)構(gòu)800b具有略差于圖3中的散熱結(jié)構(gòu)800的散熱功能，但是由加熱器610放出的熱不停留在硅基板310的下方，而是通過(guò)散熱結(jié)構(gòu)800b發(fā)散到基板100。

因此，圖4所示的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000b在抑制光波導(dǎo)410、420中的應(yīng)力應(yīng)變的發(fā)生和波長(zhǎng)控制單元500等的熱干擾的發(fā)生的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高精度的相位控制。

為了抑制制造成本，優(yōu)選地在形成支撐件120的同時(shí)，在基板100上形成散熱結(jié)構(gòu)800、800b。將簡(jiǎn)要的參考圖5a至5d來(lái)描述圖4的散熱結(jié)構(gòu)800b的制造過(guò)程。

例如，當(dāng)期望在散熱結(jié)構(gòu)800b和硅基板310之間具有間隙l時(shí)，在基板100的頂表面上形成具有厚度l的升高層α(圖5a)。升高層α例如通過(guò)熱氧化基板100的表面而形成。之后，對(duì)要成為支撐件120的區(qū)域施加掩模，并且去除在其它區(qū)域中形成的升高層α的部分(圖5b)。

接下來(lái)，形成具有用于支撐外部諧振器300的足夠的高度的、要成為支撐體120和散熱結(jié)構(gòu)800b的層β(圖5c)。例如，用于支撐件120和散熱結(jié)構(gòu)800b的材料可以是硼磷硅玻璃(bpsg)。之后，對(duì)要成為支撐體120和散熱結(jié)構(gòu)800b的區(qū)域施加掩模，并且去除在其它區(qū)域中形成的層(bpsg)β的部分(圖5d)。因此，支撐體120和散熱結(jié)構(gòu)800b在散熱結(jié)構(gòu)800b和硅基板310之間形成有間隙l。

通過(guò)將外部諧振器300設(shè)置在支撐件120上以及如上所述形成的散熱結(jié)構(gòu)800b上方，外部諧振器300被保持在期望的高度，并且散熱結(jié)構(gòu)800b被設(shè)置在加熱器610的下方，之間形成有間隙l。此外，圖3所示的散熱結(jié)構(gòu)800是通過(guò)跳過(guò)圖5a和圖5b所示的過(guò)程而形成的。

第三示例實(shí)施例

將描述第三示例實(shí)施例。圖6是根據(jù)本示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備的平面圖。參考圖2根據(jù)第二示例實(shí)施例描述的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000具有被設(shè)置在基板100的頂表面上加熱器610下方的散熱結(jié)構(gòu)800。根據(jù)本示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000c具有在基板100的頂表面上波長(zhǎng)控制單元500下方的散熱結(jié)構(gòu)800c。換句話說(shuō)，在本示例實(shí)施例中，加熱器610下方的空間保持原樣，而散熱結(jié)構(gòu)800c被設(shè)置在波長(zhǎng)控制單元500下方，期望其抑制熱干擾。

由于加熱器610下方的空間原樣保留，所以加熱器610放出的熱停留在空氣中。這使得能夠有效地控制位于相位控制單元600的區(qū)域中的第二光波導(dǎo)420的溫度，而不增加對(duì)加熱器610的供電，從而以高精度改變通過(guò)第二光波導(dǎo)420的光的相位。

從加熱器610的下方沿波長(zhǎng)控制單元500的方向流動(dòng)的熱不會(huì)停留在波長(zhǎng)控制單元500的下方，而是通過(guò)散熱結(jié)構(gòu)800c發(fā)散到基板100。這抑制了波長(zhǎng)控制單元500中的熱干擾的發(fā)生。

如上所述，使加熱器610下方的空間保持原樣，并將散熱結(jié)構(gòu)800c設(shè)置在基板100的頂表面上波長(zhǎng)控制單元500的下方，這使得能夠控制通過(guò)第二光波導(dǎo)420的光的相位，而不需要增加對(duì)加熱器610的供電，并且抑制波長(zhǎng)控制單元500中的熱干擾的發(fā)生。

注意，散熱結(jié)構(gòu)800c可以形成有足夠到達(dá)外部諧振器300的硅基板310的高度，或者形成有足夠高的以幾乎而不是實(shí)際到達(dá)硅基板310的高度。

第四示例實(shí)施例

將描述第四示例實(shí)施例。圖7是根據(jù)本示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備的平面圖。圖8是沿圖7的線b-b'取的橫截面圖。圖7所示的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000d被提供有較長(zhǎng)的第二光波導(dǎo)420b，其溫度由加熱器610b控制，從而更大程度地改變第二光波導(dǎo)420b的溫度，并且更大程度地改變通過(guò)第二光波導(dǎo)420b的光的相位。

在圖7中，可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000d包括基板100，soa200，外部諧振器300b和散熱結(jié)構(gòu)800d。外部諧振器300b包括硅基板310b、第一光波導(dǎo)410、第二光波導(dǎo)420b、波長(zhǎng)控制單元500、相位控制單元600b和反射鏡單元700?；?00、soa200、硅基板310b、第一光波導(dǎo)410、波長(zhǎng)控制單元500和反射鏡單元700以與參考圖2根據(jù)第二示例實(shí)施例所描述的那些方式相同的方式構(gòu)造。

相位控制單元600b和反射鏡單元700被設(shè)置成一條線，并且相位控制單元600b包括形成為沿該線方向長(zhǎng)的長(zhǎng)加熱器610b。使用長(zhǎng)加熱器610b能夠延長(zhǎng)第二光波導(dǎo)420b的長(zhǎng)度，其溫度由長(zhǎng)加熱器610b控制，從而可以更大程度的改變經(jīng)過(guò)第二光波導(dǎo)420b的光的相位。此外，在本示例性實(shí)施例中，第二光波導(dǎo)420b在相位控制單元600b中折疊，從而擴(kuò)展其中溫度被控制的部分。

散熱結(jié)構(gòu)800d形成有足夠高的高度，以從基板100的頂表面幾乎但實(shí)際上不到達(dá)外部諧振器300b的硅基板310b，并且具有足夠的包圍如將在下面描述的溫度控制空間620b的大小。

通常，如圖8所示，由加熱器610b放出的熱擴(kuò)散到從加熱器610b的法線方向延伸到-45°至+45°的范圍內(nèi)的空間。在下文中，該空間被稱為溫度控制空間620b。已知通過(guò)加熱器610b可以使溫度控制空間620b中的溫度保持恒定。

因此，在溫度控制空間620b中折疊第二光波導(dǎo)420b使得能夠控制第二光波導(dǎo)420b的較長(zhǎng)波導(dǎo)長(zhǎng)度的溫度，從而更大程度地改變通過(guò)第二光波導(dǎo)420b的光的相位。

同時(shí)，通過(guò)以足夠的大小在基板100上形成散熱結(jié)構(gòu)800d以包圍溫度控制空間620b，由加熱器610b放出的熱充分地發(fā)散到基板100。

如上所述，在根據(jù)本示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000d中，設(shè)置長(zhǎng)加熱器610b，將第二光波導(dǎo)420b在溫度控制空間620b內(nèi)折疊以使得波導(dǎo)的長(zhǎng)度擴(kuò)展為被控制溫度的，并且以包圍溫度控制空間620b的方式設(shè)置散熱結(jié)構(gòu)800d。盡管在這種情況下，與根據(jù)第二和第三示例實(shí)施例的相位控制單元600相比，向加熱器610b供應(yīng)的電力更大，但是可以更大程度的改變經(jīng)過(guò)第二光波導(dǎo)420b的光的相位，并且抑制到波長(zhǎng)控制單元500等的熱的傳遞和熱干擾的發(fā)生。

因此，根據(jù)本示例實(shí)施例的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備1000d，在抑制波長(zhǎng)控制單元500等的熱干擾發(fā)生等的同時(shí)，能夠以更高的精度實(shí)現(xiàn)相位控制單元600b的相位控制。

在本示例實(shí)施例中，示出了第二光波導(dǎo)420b在溫度控制空間620b內(nèi)形成一輪往復(fù)路徑的示例。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)加熱器610b的大小以及加熱器610b和第二光波導(dǎo)420b之間的距離，也可以采用其中第二光波導(dǎo)420b在溫度控制空間620b內(nèi)形成一個(gè)半或更多個(gè)往復(fù)路徑的結(jié)構(gòu)。

在本示例性實(shí)施例中，散熱結(jié)構(gòu)800c形成為具有足夠高以幾乎而不是實(shí)際到達(dá)外部諧振器300b的硅基板310b的高度，但散熱結(jié)構(gòu)800c也可以替選地形成為具有足夠高以到達(dá)外部諧振器300b的硅基板310b的高度。

本發(fā)明不限于上述示例實(shí)施例，并且不脫離本發(fā)明精神的任何設(shè)計(jì)修改等將包括在本發(fā)明中。

[工業(yè)應(yīng)用]

本申請(qǐng)的發(fā)明可廣泛地應(yīng)用于由半導(dǎo)體光放大器和環(huán)形諧振器型可變波長(zhǎng)濾波器構(gòu)成的可變波長(zhǎng)激光設(shè)備。

本申請(qǐng)要求基于2014年12月12日提交的日本專利申請(qǐng)no.2014-251457的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

[附圖標(biāo)記](méi)

10可變波長(zhǎng)激光設(shè)備

20光波導(dǎo)

30光放大裝置

40波長(zhǎng)控制裝置

50相位控制裝置

60反射裝置

70散熱裝置

100基板

110,120支撐件

200soa

300外部諧振器

410第一光波導(dǎo)

420,420b第二光波導(dǎo)

500波長(zhǎng)控制單元

510,520環(huán)形諧振器

530,540薄膜加熱器

600,600b相位控制單元

610,610b加熱器

620b溫度控制空間

700反射鏡單元

800,800b,800c,800d散熱結(jié)構(gòu)

900可變波長(zhǎng)激光設(shè)備

910soa

920可變波長(zhǎng)單元

930相位可變單元

940反射鏡單元

951第一光波導(dǎo)

952第二光波導(dǎo)

1000,1000b,1000c,1000d可變波長(zhǎng)激光設(shè)備