本發(fā)明實(shí)施例涉及光電子產(chǎn)品領(lǐng)域，尤其涉及一種可調(diào)激光器及其控制方法。

背景技術(shù)：

可調(diào)激光器(tunablelaser,tl)指的是一定范圍內(nèi)可以連續(xù)改變激光輸出波長(zhǎng)的激光器?？烧{(diào)激光器主要應(yīng)用于相干調(diào)制光傳輸，而相干調(diào)制光傳輸已經(jīng)成為100g及以上速率長(zhǎng)途光傳輸?shù)闹髁鞣桨浮ｋS著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)可調(diào)激光器的要求也越來(lái)越高?；诎雽?dǎo)體技術(shù)的可調(diào)半導(dǎo)體激光器具有體積小、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，可調(diào)半導(dǎo)體激光器是可調(diào)激光器領(lǐng)域的一種主流產(chǎn)品。

現(xiàn)有技術(shù)中可調(diào)半導(dǎo)體激光器的反射鏡的反射率可調(diào)，通過(guò)調(diào)整反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件可以改變反射鏡的反射率，根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)固定設(shè)置反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件，但是隨著工作年限或者工作環(huán)境的改變，反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和反射鏡的反射率的關(guān)系可能發(fā)生變化，從而導(dǎo)致可調(diào)激光器的性能劣化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種可調(diào)激光器及其控制方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中可調(diào)激光器的性能劣化問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種可調(diào)激光器，包括第一反射鏡、第二反射鏡、相位調(diào)節(jié)區(qū)，增益區(qū)、第一探測(cè)器、第二探測(cè)器和控制器，其中：所述相位調(diào)節(jié)區(qū)位于所述第一反射鏡和所述增益區(qū)之間，所述增益區(qū)位于所述相位調(diào)節(jié)區(qū)和所述第二反射鏡之間，所述第一反射鏡的反射率可調(diào)，所述第二反射鏡的反射率可調(diào)；所述第一探測(cè)器用于將所述第一反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)；所述第二探測(cè)器用于將所述第二反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)； 所述控制器用于根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二反射鏡的反射率中的至少一個(gè)。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器具體用于根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)的比較結(jié)果調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二反射鏡的反射率中的至少一個(gè)。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器具體用于根據(jù)所述第一電信號(hào)的電流值和所述第二電信號(hào)的電流值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二反射鏡的反射率中的至少一個(gè)。通過(guò)電流值的比值可以方便快捷地調(diào)整反射鏡的反射率。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器具體用于根據(jù)所述第一電信號(hào)的電壓值和所述第二電信號(hào)的電壓值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二反射鏡的反射率中的至少一個(gè)。通過(guò)電壓值的比值可以方便快捷地調(diào)整反射鏡的反射率。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述控制器還用于控制相位調(diào)節(jié)區(qū)的相位和增益區(qū)的增益中的至少一個(gè)。通過(guò)控制相位調(diào)節(jié)區(qū)的相位從而使可調(diào)激光器的諧振腔的模式能夠和目標(biāo)波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)，通過(guò)控制增益區(qū)的增益可以改變輸出光的強(qiáng)度。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述可調(diào)激光器為可調(diào)半導(dǎo)體激光器，所述第一反射鏡包括：n型摻雜半導(dǎo)體材料層；本征摻雜半導(dǎo)體材料層，位于所述n型摻雜半導(dǎo)體材料層的上面；p型摻雜半導(dǎo)體材料層，位于所述本征摻雜半導(dǎo)體材料層的上面。通過(guò)n型摻雜半導(dǎo)體材料層、本征摻雜半導(dǎo)體材料層以及p型摻雜半導(dǎo)體材料層實(shí)現(xiàn)的反射鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。

結(jié)合第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述本征摻雜半導(dǎo)體材料層包括波導(dǎo)，所述p型摻雜半導(dǎo)體材料層包括光柵結(jié)構(gòu)。通過(guò)本征摻雜半導(dǎo)體材料層的波導(dǎo)可以限制光的傳輸，通過(guò)p型摻雜半導(dǎo)體材料層的光柵結(jié)構(gòu)可以有效實(shí)現(xiàn)反射鏡的反射功能。

結(jié)合第一方面或者第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一探測(cè)器包括：n型摻雜半導(dǎo)體材料層；本征摻雜半導(dǎo)體材料層，位于所述n型摻雜半導(dǎo)體材料層的上面；p型摻雜半導(dǎo)體材料層，位于所述本征摻雜半導(dǎo)體材料層的上面；金屬層，位于所述p型摻雜半導(dǎo)體材料層的上面，所述第一探測(cè)器將本征摻雜半導(dǎo)體材料層的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為金屬層的第一電信號(hào)。通過(guò)n型摻雜半導(dǎo)體材料層、本征摻雜半導(dǎo)體材料層、p型摻雜半導(dǎo)體材料層以及金屬層可以組成一個(gè)光電二極管，從而可以通過(guò)金屬層輸出第一點(diǎn)信號(hào)，從而可以檢測(cè)本征摻雜半導(dǎo)體材料層傳輸?shù)墓獾墓β省?/p>

結(jié)合第一方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一反射鏡和所述第一探測(cè)器共用相同的n型摻雜半導(dǎo)體材料層、本征摻雜半導(dǎo)體材料層和p型摻雜半導(dǎo)體材料層。第一反射鏡和第一探測(cè)器共用相同的pn結(jié)，工藝簡(jiǎn)單，大大降低了制作工藝的難度，并且不增加激光器芯片面積，符合光器件的高集成度趨勢(shì)。

結(jié)合第一方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第九種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一反射鏡還包括絕緣介質(zhì)層和加熱層，所述絕緣介質(zhì)層位于所述金屬層的上面，所述加熱層位于所述絕緣介質(zhì)層的上面，所述加熱層用于控制所述第一反射鏡的反射率。通過(guò)加熱層可以精準(zhǔn)控制所述第一反射鏡的反射率，金屬層和加熱層之間的絕緣介質(zhì)層可以有效避免信號(hào)串?dāng)_，保證探測(cè)器的穩(wěn)定工作。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第十種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一探測(cè)器和所述第一反射鏡之間還包括第一分光器。通過(guò)分光器實(shí)現(xiàn)分光，從而可以不影響第一反射鏡端輸出激光。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種可調(diào)激光器的控制方法，包括：根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)設(shè)置第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件，所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第一反射鏡的反射率相關(guān)，所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的反射率相關(guān)；將所述第一反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)，將所述第二反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)；根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第 二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)。

結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)具體包括：根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)的比較結(jié)果調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)。

結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)的比較結(jié)果調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)具體包括：根據(jù)所述第一電信號(hào)的電流值和所述第二電信號(hào)的電流值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)。通過(guò)電流值的比值可以方便快捷地調(diào)整反射鏡的反射率。

結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)的比較結(jié)果調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)具體包括：根據(jù)所述第一電信號(hào)的電壓值和所述第二電信號(hào)的電壓值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)。通過(guò)電壓值的比值可以方便快捷地調(diào)整反射鏡的反射率。

結(jié)合第二方面，在第二方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括：根據(jù)所述目標(biāo)波長(zhǎng)設(shè)置可調(diào)激光器的增益和相位中的至少一個(gè)。通過(guò)控制相位從而使可調(diào)激光器的諧振腔的模式能夠和目標(biāo)波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)，通過(guò)控制增益可以改變輸出光的強(qiáng)度。

本發(fā)明實(shí)施例提供的可調(diào)激光器包括第一探測(cè)器，第二探測(cè)器和控制器，所述第一探測(cè)器用于將所述第一反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)；所述第二探測(cè)器用于將所述第二反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)，所述控制器用于根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二 反射鏡的反射率中的至少一個(gè)，可以通過(guò)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)來(lái)調(diào)整所述第一反射鏡和所述第二反射鏡的反射率進(jìn)而可以防止可調(diào)激光器的性能劣化。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)激光器的示意圖。

圖2.1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2.2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第一反射鏡和第二反射鏡的反射峰隨驅(qū)動(dòng)功率的變化示意圖。

圖2.3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第一反射鏡的反射峰，第二反射鏡的反射峰以及諧振腔的模式和目標(biāo)波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)的示意圖。

圖3.1是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3.2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)激光器的剖面圖。

圖4.1是本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4.2是本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4.3是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種可調(diào)激光器的剖面圖。

圖5.1是本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5.2是本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)激光器的控制方法流程圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)激光器的電流比值和驅(qū)動(dòng)條件的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

產(chǎn)生激光的三個(gè)條件是：實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、滿足閾值條件和諧振條件。產(chǎn)生激光的首要條件是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在半導(dǎo)體中就是要把價(jià)帶內(nèi)的電子抽運(yùn)到導(dǎo)帶，為了獲得粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，通常采用重?fù)诫s的p型和n型材料構(gòu)成pn結(jié)，這樣，在外加電壓作用下，在結(jié)區(qū)附近就出現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在高費(fèi)米能級(jí)中貯存著電子，而在低費(fèi)米能級(jí)中貯存著空穴，當(dāng)然還有很多其它產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的方法。實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)是產(chǎn)生激光的必要條件，但不是充分條件，要產(chǎn)生激光，還要有損耗極小的諧振腔，諧振腔的主要部分是兩個(gè)互相平行的反射鏡，受激輻射光在兩個(gè)反射鏡之間來(lái)回反射，不斷引起新的受激輻射，使受激輻射光不斷被放大。只有受激輻射放大的增益大于激光器內(nèi)的各種損耗，即滿足一定的閾值條件才能在輸出端產(chǎn)生加強(qiáng)干涉，輸出穩(wěn)定激光。諧振條件指的是諧振腔的長(zhǎng)度l和折射率n確定以后，只有特定頻率的光才能形成光振蕩，輸出穩(wěn)定的激光，這說(shuō)明諧振腔對(duì)輸出的激光有一定的選頻作用。

分布式布拉格反射(distributedbraggreflection,dbr)可調(diào)激光器通常由磷化銦(indiumphosphide,inp)襯底上的增益區(qū)和無(wú)源區(qū)對(duì)接而成。增益區(qū)的禁帶寬度較低，當(dāng)受到電注入時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為光能，從而提供增益；無(wú)源區(qū)的禁帶寬度比激光波長(zhǎng)的光子能量更高，對(duì)激光的吸收小，因此能提供很低的吸收損耗；無(wú)源區(qū)在結(jié)構(gòu)上主要包括反射鏡和光波導(dǎo)。為了覆蓋整個(gè)c波段(約35nm范圍)，通常會(huì)利用兩個(gè)反射鏡的“瓦尼爾效應(yīng)”組成反射腔：兩個(gè)反射鏡都有梳狀反射光譜，具有多個(gè)反射峰，反射峰是可以調(diào)節(jié)的。當(dāng)兩個(gè)反射鏡的反射峰同時(shí)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)波長(zhǎng)時(shí)，目標(biāo)波長(zhǎng)在反射腔內(nèi)的反射率最高。由于兩個(gè)反射鏡通常位于增益區(qū)的前面和后面，所以通常被分別被稱為前鏡(frontmirror,fm)和后鏡(backmirror,bm)，分布式布拉格反射鏡(distributedbraggreflectionmirror,dbrmirror)是最典型的梳狀反射鏡。此外，無(wú)源部分還可以包含一個(gè)相 位調(diào)節(jié)區(qū)(phase,ph)，用于對(duì)諧振腔內(nèi)的有效光程進(jìn)行細(xì)調(diào)從而改變激光器輸出波長(zhǎng)。如圖1所示，為一種dbr可調(diào)激光器100的示意圖，其中包括fm110、增益區(qū)段120、相位或無(wú)源區(qū)段130以及bm140。fm110和bm140可以都是具有梳狀反射光譜但是不同梳狀間隔的取樣光柵150和取樣光柵160，其中光柵制作在fm110和bm140下面的半導(dǎo)體材料中，在fm110的光柵和bm140的光柵之間制作有波導(dǎo)用于光的傳輸，通常可以制作在本征摻雜半導(dǎo)體材料層。光柵可以指具有將光分割且衍射成在不同方向上行進(jìn)的不同光束的周期性結(jié)構(gòu)的光學(xué)組件。取樣光柵可以指其中光柵元件以周期性方式移除的光柵。激光器100的組件可以界定腔室。增益區(qū)段120可以生成光，并且特定波長(zhǎng)可以在所述腔室內(nèi)振蕩而其它波長(zhǎng)可能被抑制。最終，激光器100可以從激光器100的左側(cè)沿著頁(yè)面的平面發(fā)出激光束。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種可調(diào)激光器，包括兩個(gè)反射鏡，這兩個(gè)反射鏡位于可調(diào)激光器的兩側(cè)，形成諧振腔以滿足閾值條件，兩個(gè)反射鏡之間包括增益區(qū)，增益區(qū)可以實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，兩個(gè)反射鏡之間還包括相位調(diào)節(jié)區(qū)，相位調(diào)節(jié)區(qū)可以改變可調(diào)激光器的諧振條件，從而改變可調(diào)激光器的輸出光的波長(zhǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)波長(zhǎng)激光的輸出。此外，本發(fā)明實(shí)施例提供的可調(diào)激光器的反射鏡的反射率可調(diào)，在不同的驅(qū)動(dòng)條件下，反射鏡對(duì)不同波長(zhǎng)激光的反射率不同，如果反射鏡的反射率的峰值也對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)波長(zhǎng)的話，那么目標(biāo)波長(zhǎng)激光在諧振腔內(nèi)更容易滿足閾值條件，并且輸出激光的性能較優(yōu)，如果反射鏡的反射率的峰值沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)波長(zhǎng)，那么其他波長(zhǎng)的光的反射率較大，相當(dāng)于增加了噪聲，增大了激光器的線寬，降低了激光器的邊模抑制比。

隨著工作年限或者工作環(huán)境的改變，反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和反射鏡的反射率的關(guān)系可能發(fā)生變化，如果仍然根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)固定設(shè)置反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件，那么其他波長(zhǎng)的光的反射率比目標(biāo)波長(zhǎng)的光的反射率大，相當(dāng)于增加了噪聲，增大了激光器的線寬，降低了激光器的邊模抑制比。因此，在激光器的產(chǎn)品手冊(cè)中，激光器的線寬、邊模抑制比等技術(shù)指標(biāo)需要以工作壽命末期或者工作環(huán)境惡劣時(shí)的性能來(lái)標(biāo)稱，這個(gè)性能相比工作壽命初期和工作環(huán)境良好時(shí)的性能會(huì) 有一定劣化，因此這意味著通過(guò)犧牲產(chǎn)品的性能來(lái)保證產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的真實(shí)性。

本發(fā)明實(shí)施例提供的可調(diào)激光器還包括第一探測(cè)器、第二探測(cè)器和控制器，所述第一探測(cè)器用于將所述第一反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)；所述第二探測(cè)器用于將所述第二反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)，所述控制器用于根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二反射鏡的反射率中的至少一個(gè)。

以可調(diào)半導(dǎo)體激光器為例說(shuō)明反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件，可調(diào)半導(dǎo)體激光器的反射鏡的反射率可調(diào)，通過(guò)調(diào)整反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件可以改變反射鏡的反射率，可調(diào)半導(dǎo)體激光器輸出的激光的波長(zhǎng)與反射鏡的反射率相關(guān)，反射鏡的反射率與反射鏡的折射率相關(guān)，反射鏡的折射率的調(diào)節(jié)可以通過(guò)調(diào)節(jié)反射鏡的載流子濃度或者調(diào)節(jié)反射鏡的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果通過(guò)調(diào)節(jié)反射鏡的載流子濃度來(lái)改變反射鏡的反射率，可以為反射鏡注入電子，從而改變反射鏡的載流子濃度，在這種方式下，反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件可以為反射鏡的注入電流或電壓。如果通過(guò)調(diào)節(jié)反射鏡的溫度來(lái)改變反射鏡的反射率，可以通過(guò)一個(gè)加熱器(電阻)來(lái)調(diào)節(jié)反射鏡的溫度，在這種方式下，反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件可以為加熱器的電流、電壓或功率等。

如圖2.1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括第一反射鏡11、第二反射鏡12、相位調(diào)節(jié)區(qū)13，增益區(qū)14、第一探測(cè)器15和第二探測(cè)器16，其中：

所述相位調(diào)節(jié)區(qū)13位于所述第一反射鏡11和所述增益區(qū)14之間，所述第一反射鏡的反射率可調(diào)；

所述增益區(qū)14位于所述相位調(diào)節(jié)區(qū)13和所述第二反射鏡12之間，所述第二反射鏡的反射率可調(diào)；

所述第一探測(cè)器用于將所述第一反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)；

所述第二探測(cè)器用于將所述第二反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例中的第一反射鏡和/或第二反射鏡的反射率可調(diào)，例如第一反射鏡和第二反射鏡為梳狀反射鏡。梳狀反射鏡的梳狀反射光譜具有多個(gè)反射峰， 反射峰的位置隨著梳狀反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件變化而變化。如圖2.2所示，為第一反射鏡和第二反射鏡的反射峰隨驅(qū)動(dòng)功率的變化示意圖，其中空心點(diǎn)為第一反射鏡的反射峰隨驅(qū)動(dòng)功率的變化曲線，實(shí)心點(diǎn)線為第二反射鏡的反射峰隨驅(qū)動(dòng)功率的變化曲線。當(dāng)調(diào)整第一反射鏡和第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件使得第一反射鏡的反射峰和第二反射鏡的反射峰都對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)波長(zhǎng)的時(shí)候，目標(biāo)波長(zhǎng)的光在可調(diào)激光器的反射腔內(nèi)的反射率最高。

梳狀反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件可以為電注入調(diào)節(jié)，也可以為熱調(diào)節(jié)等其它調(diào)節(jié)方式，以熱調(diào)節(jié)為例，通過(guò)改變第一反射鏡的加熱電功率可以改變第一反射鏡的溫度，從而可以改變第一反射鏡的反射峰的位置。

理想的可調(diào)激光器的工作點(diǎn)為：第一反射鏡的反射峰，第二反射鏡的反射峰以及諧振腔的模式都和目標(biāo)波長(zhǎng)一致，此時(shí)可調(diào)激光器的輸出激光的線寬、邊模抑制比(sidemodesuppressionratio,smsr)等性能好，如圖2.3所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第一反射鏡的反射峰，第二反射鏡的反射峰以及諧振腔的模式都和目標(biāo)波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)的示意圖。

本發(fā)明實(shí)施例的第一反射鏡的反射峰和第二反射鏡的反射峰可以通過(guò)調(diào)節(jié)第一反射鏡和第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件而改變，諧振腔的模式可以通過(guò)調(diào)節(jié)相位調(diào)節(jié)區(qū)而改變。隨著工作年限或者工作環(huán)境的改變，反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和反射鏡的反射率的關(guān)系可能發(fā)生變化，從而導(dǎo)致可調(diào)激光器的性能劣化。本發(fā)明實(shí)施例中可調(diào)激光器還包括第一探測(cè)器和第二探測(cè)器，第一探測(cè)器將第一反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)；第二探測(cè)器將第二反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)，從而可以根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二反射鏡的反射率中的至少一個(gè)，例如可以通過(guò)控制器來(lái)調(diào)整，其中反射鏡的光信號(hào)可以是反射鏡輸出端的光信號(hào)，也可以是從輸出端輸出的光信號(hào)中耦合出的一部分信號(hào)，如果反射鏡是半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的反射鏡，例如通過(guò)n型摻雜半導(dǎo)體材料層、本征摻雜半導(dǎo)體材料層、p型摻雜半導(dǎo)體材料層形成的反射鏡，反射鏡的光信號(hào)也可以是本征摻雜半導(dǎo)體材料層傳輸?shù)墓獾墓庑盘?hào)。

下面給出幾種實(shí)施例對(duì)可調(diào)激光器進(jìn)行具體說(shuō)明。如圖3.1所示，為可調(diào)激 光器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖圖，該可調(diào)激光器為可調(diào)半導(dǎo)體激光器，第一反射鏡11、第二反射鏡12、相位調(diào)節(jié)區(qū)13，增益區(qū)14、第一探測(cè)器15和第二探測(cè)器16集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，第一反射鏡11和第一探測(cè)器15制作在一起，通過(guò)光學(xué)波導(dǎo)和相位調(diào)節(jié)區(qū)13連接，相位調(diào)節(jié)區(qū)13通過(guò)光學(xué)波導(dǎo)和增益區(qū)14連接，增益區(qū)14通過(guò)光學(xué)波導(dǎo)和第二反射鏡12連接，第二反射鏡12和第二探測(cè)器16制作在一起，第一探測(cè)器15和第二探測(cè)器16并不增加額外的芯片面積。在第一反射鏡遠(yuǎn)離增益區(qū)的一端還包括第一光學(xué)接口31，在第二反射鏡遠(yuǎn)離增益區(qū)的一端還包括第二光學(xué)接口32，第一光學(xué)接口31和第二光學(xué)接口32用于輸出兩側(cè)的激光，當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，可以選擇性地通過(guò)增加吸收區(qū)或者鍍膜等方法關(guān)閉其中一個(gè)光學(xué)接口，僅保留一個(gè)光輸出端口。如果選擇第二光學(xué)接口出光，第二反射鏡也可以叫做前鏡，第一反射鏡也可以叫做后鏡。

本發(fā)明實(shí)施例中還可以在反射鏡和光學(xué)端口之間設(shè)置半導(dǎo)體放大器，用于放大從反射鏡輸出的光信號(hào)。例如設(shè)置第二光學(xué)接口32為出光端口，設(shè)置第一光學(xué)接口31為不出光端口的話，則可以在第二反射鏡12和第二光學(xué)接口32之間設(shè)置一個(gè)半導(dǎo)體放大器，在第一反射鏡11或第一光學(xué)接口31采用增加吸收區(qū)或者鍍膜等方法降低從第一光學(xué)接口31輸出的光的強(qiáng)度，甚至降為接近零出光。

如圖3.2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)激光器的剖面圖，其和圖3.1的中間部分相對(duì)應(yīng)。該實(shí)施例中，第一反射鏡11、第二反射鏡12、相位調(diào)節(jié)區(qū)13，增益區(qū)14、第一探測(cè)器15和第二探測(cè)器16都包括n型摻雜半導(dǎo)體材料層301，本征摻雜半導(dǎo)體材料層302和p型摻雜半導(dǎo)體材料層303，其中本征摻雜半導(dǎo)體材料層302位于所述n型摻雜半導(dǎo)體材料層301的上面，p型摻雜半導(dǎo)體材料層303位于所述本征摻雜半導(dǎo)體材料層302的上面。其中n型摻雜半導(dǎo)體材料層301也可以叫做下包層，其摻雜材料可以為inp；本征摻雜半導(dǎo)體材料層302也可以叫做有源層，其摻雜材料可以為磷化銦鎵砷(indiumgalliumarsenidephosphide，ingaasp)，增益區(qū)14的本征摻雜半導(dǎo)體材料層可以包含有多個(gè)量子阱，量子阱的發(fā)光波長(zhǎng)能夠覆蓋激光器的工作波長(zhǎng)范圍；p型摻雜半導(dǎo) 體材料層303也可以叫做上包層，p型摻雜半導(dǎo)體材料層303和n型摻雜半導(dǎo)體材料層301的折射率比本征摻雜半導(dǎo)體材料層302的折射率低，能夠?qū)⒐庀拗圃诒菊鲹诫s半導(dǎo)體材料層內(nèi)傳播。增益區(qū)14的禁帶寬度比激光器的目標(biāo)輸出波長(zhǎng)的光子能量低，當(dāng)受到電注入時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為光能，從而提供增益；無(wú)源區(qū)的禁帶寬度比激光器的目標(biāo)輸出波長(zhǎng)的光子能量更高，對(duì)激光的吸收小，因此能提供很低的吸收損耗，無(wú)源區(qū)在結(jié)構(gòu)上主要包括第一反射鏡11，第二反射鏡12和相位調(diào)節(jié)區(qū)13等。

本實(shí)施例中第一反射鏡11和第一探測(cè)器15共用相同的n型摻雜半導(dǎo)體材料層、本征摻雜半導(dǎo)體材料層和p型摻雜半導(dǎo)體材料層。第一探測(cè)器15還包括金屬層311，金屬層311位于p型摻雜半導(dǎo)體材料層303的上面，該金屬層作為該區(qū)域的p-inp/i-ingaasp/n-inp組成的p-i-n光電二極管的電極接觸層，用于給該p-i-n提供偏置電壓，或者收集光電流信號(hào)。通過(guò)該金屬層，為p-inp/i-ingaasp/n-inp組成的p-i-n光電二極管提供一定的反向偏置電壓，通過(guò)i-ingaasp區(qū)域的光被吸收后產(chǎn)生光電流，光電流通過(guò)該金屬層被輸出，從而可以將第一反射鏡11的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)，即第一探測(cè)器將本征摻雜半導(dǎo)體材料層的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為金屬層的第一電信號(hào)。此外，在金屬層311和p型摻雜半導(dǎo)體材料層303之間還可以加入一層重p型摻雜半導(dǎo)體材料層，這樣可以改善金屬層311的歐姆接觸連接。

本實(shí)施例中第一反射鏡11還包括絕緣介質(zhì)層312和加熱層313，所述絕緣介質(zhì)層312位于所述金屬層311的上面，所述加熱層313位于所述絕緣介質(zhì)層312的上面，所述加熱層用于控制所述第一反射鏡的反射率。其中絕緣介質(zhì)層用來(lái)隔離金屬層和加熱層之間的信號(hào)串?dāng)_，加熱層可以是一個(gè)電阻，通過(guò)給電阻加電流，就可以改變電阻的溫度，第一反射鏡的溫度，第一反射鏡的反射率的改變，第一反射鏡的反射峰波長(zhǎng)也會(huì)因此改變。第一反射鏡11對(duì)應(yīng)的本征摻雜半導(dǎo)體材料層可以包括波導(dǎo)用以限制光的傳輸，第一反射鏡11對(duì)應(yīng)的p型摻雜半導(dǎo)體材料層可以包括光柵結(jié)構(gòu)用以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生梳狀反射譜。

本實(shí)施例中第二反射鏡12和第二探測(cè)器16共用相同的n型摻雜半導(dǎo)體材 料層、本征摻雜半導(dǎo)體材料層和p型摻雜半導(dǎo)體材料層。第二探測(cè)器16還包括金屬層321，金屬層321位于p型摻雜半導(dǎo)體材料層303的上面，該金屬層作為該區(qū)域的p-inp/i-ingaasp/n-inp組成的p-i-n光電二極管的電極接觸層，用于給該p-i-n提供偏置電壓，或者收集光電流信號(hào)。通過(guò)該金屬層，為p-inp/i-ingaasp/n-inp組成的p-i-n光電二極管提供一定的反向偏置電壓，通過(guò)i-ingaasp區(qū)域的光被吸收后產(chǎn)生光電流，光電流通過(guò)該金屬層被輸出，從而可以檢測(cè)第二反射鏡12的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)，即第二探測(cè)器將本征摻雜半導(dǎo)體材料層的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為金屬層的第二電信號(hào)。

本實(shí)施例中第二反射鏡12還包括絕緣介質(zhì)層322和加熱層323，所述絕緣介質(zhì)層322位于所述金屬層321的上面，所述加熱層323位于所述絕緣介質(zhì)層322的上面，所述加熱層用于控制所述第二反射鏡的反射率。其中絕緣介質(zhì)層用來(lái)隔離金屬層和加熱層之間的信號(hào)串?dāng)_，加熱層可以是一個(gè)電阻，通過(guò)給電阻加電流，就可以改變電阻的溫度，第二反射鏡的溫度，第二反射鏡的反射率的改變，第二反射鏡的反射峰波長(zhǎng)也會(huì)因此改變。第二反射鏡12對(duì)應(yīng)的本征摻雜半導(dǎo)體材料層可以包括波導(dǎo)用以限制光的傳輸，第二反射鏡12對(duì)應(yīng)的p型摻雜半導(dǎo)體材料層可以包括光柵結(jié)構(gòu)用以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生梳狀反射譜。

本實(shí)施例中相位調(diào)節(jié)區(qū)13還包括絕緣介質(zhì)層331和加熱層332，所述絕緣介質(zhì)層331位于p型摻雜半導(dǎo)體材料層303的上面，所述加熱層332位于所述絕緣介質(zhì)層331的上面，加熱層332通過(guò)控制溫度調(diào)整諧振腔的模式。

本實(shí)施例中增益區(qū)14還包括金屬層341，所述絕緣介質(zhì)層341位于p型摻雜半導(dǎo)體材料層303的上面，金屬層341用于提供增益區(qū)所需的注入電流。

如圖4.1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖圖，第一反射鏡11、第二反射鏡12、相位調(diào)節(jié)區(qū)13，增益區(qū)14、第一探測(cè)器15和第二探測(cè)器16集成在一塊半導(dǎo)體芯片上。和圖3.1提供的可調(diào)激光器相比，第一探測(cè)器和第一反射鏡相互獨(dú)立，第一反射鏡的光經(jīng)過(guò)分光器43，一定比例的光進(jìn)入第一探測(cè)器15進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，剩余的光經(jīng)過(guò)第一光學(xué)端口41輸出，這里的分光器43可以是定向耦合波導(dǎo)，也可以是其他具有分光功能的可集成的器 件。同樣的，第二探測(cè)器和第二反射鏡相互獨(dú)立，結(jié)構(gòu)類似，在此不再贅述。

如圖4.2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖圖，第一反射鏡11、第二反射鏡12、相位調(diào)節(jié)區(qū)13，增益區(qū)14、集成在一塊半導(dǎo)體芯片上。和圖4.1提供的可調(diào)激光器相比，從第一光學(xué)端口41輸出的光經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)分光器43，一定比例的光進(jìn)入第一探測(cè)器15進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。同樣的，第二探測(cè)器和第二反射鏡相互獨(dú)立，結(jié)構(gòu)類似，在此不再贅述。

如圖4.3所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)激光器的剖面圖，其和圖4.1和4.2的中間部分相對(duì)應(yīng)。和圖3.2提供的可調(diào)激光器相比，第一反射鏡部分和第二反射鏡部分都不包括金屬層，因?yàn)樵诖藢?shí)施例中第一探測(cè)器和第一反射鏡相互獨(dú)立。

如圖5.1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括第一反射鏡11、第二反射鏡12、相位調(diào)節(jié)區(qū)13，增益區(qū)14、第一探測(cè)器15和第二探測(cè)器16，和圖1提供的可調(diào)激光器相比，還包括控制器50，控制器50用于根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡11的反射率和/或所述第二反射鏡12的反射率。具體的，控制器50可以接收來(lái)自第一探測(cè)器15的所述第一電信號(hào)的電流值，接收來(lái)自第二探測(cè)器16的所述第二電信號(hào)的電流值，根據(jù)所述第一電信號(hào)的電流值和所述第二電信號(hào)的電流值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二反射鏡的反射率中的至少一個(gè)?？刂破?0也可以接收來(lái)自第一探測(cè)器15的所述第一電信號(hào)的電壓值，接收來(lái)自第二探測(cè)器16的所述第二電信號(hào)的電壓值，根據(jù)所述第一電信號(hào)的電壓值和所述第二電信號(hào)的電壓值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二反射鏡的反射率中的至少一個(gè)。當(dāng)然，控制器也可以使用第一電信號(hào)和第二電信號(hào)的其它物理量來(lái)調(diào)整反射鏡的反射率，只要該物理量能夠表征反射鏡的光信號(hào)的光功率即可。

此外控制器50還可以控制控制相位調(diào)節(jié)區(qū)的相位和增益區(qū)的增益等。

如圖5.2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種可調(diào)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，其和圖3.1提供的可調(diào)激光器對(duì)應(yīng)。本實(shí)施例提供的第一反射鏡11、第二反射鏡12、相位調(diào)節(jié)區(qū)13，增益區(qū)14、第一探測(cè)器15和第二探測(cè)器16等集成在第一 芯片上，控制器集成在第二芯片上，他們之間通過(guò)各自的電學(xué)接口和光學(xué)接口相連，第一芯片的電學(xué)接口一連接第一反射鏡的加熱層，用于控制第一反射鏡的反射率；第一芯片的電學(xué)接口二連接第一探測(cè)器的金屬層，用于輸出第一電信號(hào)；第一芯片的電學(xué)接口三連接相位調(diào)節(jié)區(qū)的加熱層，用于控制諧振腔的腔膜；第一芯片的電學(xué)接口四連接增益區(qū)的金屬層，用于提供增益；第一芯片的電學(xué)接口五連接第二反射鏡的加熱層，用于控制第二反射鏡的反射率；第一芯片的電學(xué)接口六連接第二探測(cè)器的金屬層，用于輸出第二電信號(hào)。第二芯片的電學(xué)接口一至六和第二芯片的電學(xué)接口一至六相互對(duì)應(yīng)。第二芯片的波長(zhǎng)計(jì)可以接收第二光學(xué)接口的輸出光，對(duì)輸出光的波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)。

如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)激光器的控制方法流程圖，包括：

s601，根據(jù)目標(biāo)波長(zhǎng)設(shè)置第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件，所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第一反射鏡的反射率相關(guān)，所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的反射率相關(guān)。

s602，將所述第一反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)，將所述第二反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)。

s603，根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)。

其中,s603可以具體包括：根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)的比較結(jié)果調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)?？梢愿唧w的包括：根據(jù)所述第一電信號(hào)的電流值和所述第二電信號(hào)的電流值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)。也可以更具體的包括：根據(jù)所述第一電信號(hào)的電壓值和所述第二電信號(hào)的電壓值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)。

此外，還可以根據(jù)所述目標(biāo)波長(zhǎng)設(shè)置可調(diào)激光器的增益和相位。

下面針對(duì)根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū) 動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)進(jìn)行具體說(shuō)明。

首先第一反射鏡的光功率p1與第二反射鏡的光功率p2之間的比值p1/p2與反射率具有關(guān)系，根據(jù)激光原理，對(duì)于可調(diào)激光器，第一反射鏡的光功率p1與第二反射鏡的光功率p2之間的比值p1/p2為t1²*r2/t2²*r1，其中，r1是反射鏡1端面的反射率，t1是反射鏡1端面的透射率；r2是反射鏡2端面的反射率，t2是反射鏡2端面的透射率。對(duì)于熱調(diào)諧的可調(diào)激光器而言，上述公式可以做一個(gè)合理的簡(jiǎn)化：反射鏡是沒(méi)有吸收損耗的，那么t1²+r1²＝1,t2²+r2²＝1。于是，p1/p2可以簡(jiǎn)化為(1/r1-r1)/(1/r2-r2)。由于r1和r2都是大于0而小于1的，所以，固定r1改變r(jià)2時(shí),p1/p2的值會(huì)隨著r2的增大而達(dá)到極大值；固定r2改變r(jià)1時(shí),p1/p2的值會(huì)隨著r1的增大而達(dá)到極小值。r1和r2的改變過(guò)程，就是調(diào)節(jié)反射鏡的過(guò)程。如果第一反射鏡和第二反射鏡都和目標(biāo)波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)，那么r1和r2同時(shí)達(dá)到最大。

對(duì)于將第一反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電信號(hào)，將第二反射鏡的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二電信號(hào)，第一電信號(hào)的電流值i1和所述第二電信號(hào)的電流值i2的比值和第一反射鏡的光信號(hào)的光功率p1與第二反射鏡的光信號(hào)的光功率p2的比值成正比，即i1/i2＝a*p1/p2＝a*(1/r1-r1)/(1/r2-r2)，其中a為大于0的常數(shù)。也就是說(shuō)，可以根據(jù)第一電信號(hào)的電流值和所述第二電信號(hào)的電流值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的反射率和所述第二反射鏡的反射率中的至少一個(gè)。當(dāng)然，第一電信號(hào)的電壓值v1和所述第二電信號(hào)的電壓值v2的比值和第一反射鏡的光信號(hào)的光功率p1與第二反射鏡的光信號(hào)的光功率p2的比值也可以成正比，即可以根據(jù)所述第一電信號(hào)的電壓值和所述第二電信號(hào)的電壓值的比值調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)。此外也可以使用第一電信號(hào)和第二電信號(hào)的其它物理量來(lái)調(diào)整反射鏡的反射率，只要該物理量能夠表征反射鏡的光信號(hào)的光功率即可。

根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)的具體方法可以有很多，例如可以先尋找第二反射鏡的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)條件：固定設(shè)置第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件，改變第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件，監(jiān)控i1/i2(或p1/p2)，當(dāng)i1/i2的值達(dá)到最大值時(shí)，此時(shí)第二 反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件為第二反射鏡的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)條件；然后尋找第一反射鏡的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)條件：固定設(shè)置第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件為第二反射鏡的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)條件，改變第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件，監(jiān)控i1/i2(或p1/p2)，當(dāng)i1/i2的值達(dá)到最小值時(shí)，此時(shí)第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件為第一反射鏡的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)條件；然后可以根據(jù)第一反射鏡的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)條件和第二反射鏡的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)條件設(shè)置可調(diào)激光器進(jìn)行工作。當(dāng)然也可以對(duì)該方法進(jìn)行變形，只要是根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)的比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)整即可。

對(duì)于反射鏡，特別是對(duì)于分布式布拉格反射鏡，反射鏡的反射率可以使用高斯函數(shù)來(lái)描述，例如：

r1＝0.5*exp(-x²),x是第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件(驅(qū)動(dòng)電壓、驅(qū)動(dòng)電流、驅(qū)動(dòng)功率等)與第一反射鏡的理想驅(qū)動(dòng)條件(目標(biāo)驅(qū)動(dòng)條件)之差；r1是第一反射鏡的反射率(這里假設(shè)最高反射率為0.5)。

r2＝0.5*exp(-y²),y是第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件(驅(qū)動(dòng)電壓、驅(qū)動(dòng)電流、驅(qū)動(dòng)功率等)與第二反射鏡的理想驅(qū)動(dòng)條件(目標(biāo)驅(qū)動(dòng)條件)之差；r2是第二反射鏡的反射率(這里假設(shè)最高反射率為0.5)。

將r1和r2的上述表達(dá)式帶入到公式i1/i2＝a*p1/p2＝a*(1/r1-r1)/(1/r2-r2)，可以得到i1/i2和x、y的關(guān)系式，如圖7所示，為i1/i2和x、y的關(guān)系圖，可以看出曲面呈現(xiàn)馬鞍面形狀，當(dāng)x＝0且y＝0時(shí)，r1和r2同時(shí)達(dá)到最大值，i1/i2位于馬鞍面的極值點(diǎn)(最平坦的點(diǎn))。

前面已經(jīng)提到過(guò)，本專利解決的主要問(wèn)題，是保證反射鏡的反射峰能夠與目標(biāo)波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)，即r1和r2同時(shí)達(dá)到最大。所以，i1/i2的極值點(diǎn)就是第一反射鏡和第二反射鏡的理想工作點(diǎn)?？梢栽诘谝环瓷溏R的驅(qū)動(dòng)條件和第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件調(diào)節(jié)過(guò)程中，以i1/i2的值來(lái)作為反饋，來(lái)檢測(cè)第一反射鏡和第二反射鏡的出光功率之比，進(jìn)而判斷第一反射鏡反射率和第二反射鏡的反射率是否理想，對(duì)第一反射鏡的反射率和第二反射鏡的反射率進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)。

假設(shè)：ε(x,y)＝i1/i2,其中x為第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)功率,y為第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)功率。由于功率可以用電流的多項(xiàng)式來(lái)表示。因此x或y也可以用第一反射 鏡或第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)表達(dá)。

ε(x,y)和理想工作點(diǎn)的差值errorsignal可以表示為：f(x,y)＝a*(dε/dx)²+b*(dε/dy)²+c，其中，常數(shù)系數(shù)a和b是同符號(hào)的，即同時(shí)為正或者同時(shí)為負(fù)。c也為常數(shù)系數(shù)。a、b和c的具體數(shù)值根據(jù)激光器的實(shí)際測(cè)試結(jié)果而定。當(dāng)位于理想工作點(diǎn)時(shí)，dε/dx＝0，dε/dy＝0。微分項(xiàng)df/dx＝0且微分項(xiàng)df/dy同時(shí)為0。常數(shù)c可以為0。因此f(x,y)＝0。

嚴(yán)格意義上來(lái)講，f(x,y)嚴(yán)格為0時(shí)，才能認(rèn)為激光器工作在理想工作點(diǎn)。但在實(shí)際工作中，當(dāng)f(x,y)非常接近于0(-d<f(x,y)<d，其中d為非常小的正數(shù))時(shí)，就可以認(rèn)為激光器處于理想工作點(diǎn)了。errorsignalf(x,y)與0的差的絕對(duì)值(即為d)可以根據(jù)激光器的實(shí)際測(cè)試結(jié)果而定。具體判斷標(biāo)準(zhǔn)：為f(x,y)＝d時(shí)，對(duì)激光器的性能的負(fù)面影響可被忽略。

實(shí)際處理中，某個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的微分可以用相鄰幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的斜率來(lái)近似。某個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)位于極值點(diǎn)，也就意味著這點(diǎn)與周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)的斜率最小(理論行為0)，或者說(shuō)這個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)與周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)的差值最小。

根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)的具體方法可以為尋找i1/i2的極值點(diǎn)的方法，可以采用“爬山法”、“十字坐標(biāo)法”等多種數(shù)學(xué)方法來(lái)判斷i1/i2是否為極值點(diǎn)。下面具體說(shuō)明一種尋找極值點(diǎn)的方法：

以工作點(diǎn)(x,y)為中心，此時(shí)第一電信號(hào)的電流值和第二電信號(hào)的電流值的比值ε(x,y)記錄為ε0。分別設(shè)定8個(gè)微小偏離(x方向δ1和y方向δ2)的點(diǎn)，如：(x+δ1,y)，(x-δ1,y)，(x,y+δ2)，(x,y-δ2)，(x,y-δ2)，(x+δ1,y-δ2)，(x+δ1,y+δ2)，(x-δ1,y-δ2)，(x-δ1,y+δ2)。分別記錄這8個(gè)點(diǎn)時(shí)第一電信號(hào)的電流值和第二電信號(hào)的電流值的比值為ε1，ε2，…ε8。計(jì)算中心點(diǎn)ε0與周圍8個(gè)點(diǎn)的差值的絕對(duì)值之和(也可以取絕對(duì)值的平方之和，或者差值的絕對(duì)值的平均數(shù)等)作為f(x,y)，即f(x,y)＝(ε0-ε1)²+(ε0-ε2)²+(ε0-ε3)²+…+(ε0-ε8)²。

接下來(lái)，取一個(gè)與工作點(diǎn)(x,y)有一定偏離的點(diǎn)(x2,y2)，與工作點(diǎn)(x,y)類似計(jì) 算其f(x2,y2).如果f(x,y)>f(x2,y2)，說(shuō)明工作點(diǎn)(x2,y2)比工作點(diǎn)(x,y)更接近理想工作點(diǎn)。

根據(jù)(x2,y2)和(x,y)的偏移量，來(lái)選取下一個(gè)更接近理想工作點(diǎn)的工作點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際結(jié)果判定是否更得到更小的f。如此循環(huán)，直到找到f最小值對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)，即為理想工作點(diǎn)。

第一反射鏡的光功率p1與第二反射鏡的光功率p2之間的差值p1-p2與反射率具有關(guān)系，根據(jù)激光原理，對(duì)于可調(diào)激光器，第一反射鏡的光功率p1與第二反射鏡的光功率p2之間的差值p1-p2為(t1²*r2-t2²*r1)/(t1²*r2+t2²*r1)，其中，r1是反射鏡1端面的反射率，t1是反射鏡1端面的透射率；r2是反射鏡2端面的反射率，t2是反射鏡2端面的透射率。對(duì)于熱調(diào)諧的可調(diào)激光器而言，上述公式可以做一個(gè)合理的簡(jiǎn)化：反射鏡是沒(méi)有吸收損耗的，那么t1²+r1²＝1,t2²+r2²＝1。于是，p1-p2可以簡(jiǎn)化為1-2/(1+(1/r1-r1)/(1/r2-r2))。由于r1和r2都是大于0而小于1的，所以，固定r1改變r(jià)2時(shí),p1-p2的值會(huì)隨著r2的增大而達(dá)到極大值；固定r2改變r(jià)1時(shí),p1/p2的值會(huì)隨著r1的增大而達(dá)到極小值。r1和r2的改變過(guò)程，就是調(diào)節(jié)反射鏡的過(guò)程。如果第一反射鏡和第二反射鏡都和目標(biāo)波長(zhǎng)對(duì)準(zhǔn)，那么r1和r2同時(shí)達(dá)到最大。可以使用和上面提到的調(diào)整方法類似的方法對(duì)反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件進(jìn)行調(diào)整。

同上面提到的比值類似，第一電信號(hào)的電流值i1和所述第二電信號(hào)的電流值i2的差值i1-i2和x、y的關(guān)系圖也是呈現(xiàn)馬鞍面形狀的曲面，當(dāng)x＝0且y＝0時(shí)，r1和r2同時(shí)達(dá)到最大值，i1-i2位于馬鞍面的極值點(diǎn)(最平坦的點(diǎn))。

因此根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)調(diào)整所述第一反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件和所述第二反射鏡的驅(qū)動(dòng)條件中的至少一個(gè)的具體方法可以為尋找i1-i2的極值點(diǎn)的方法，可以采用“爬山法”、“十字坐標(biāo)法”等多種數(shù)學(xué)方法來(lái)判斷i1-i2是否為極值點(diǎn)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件的可互換性，在上述說(shuō)明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決 于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另外，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口、裝置或單元的間接耦合或通信連接，也可以是電的，機(jī)械的或其它的形式連接。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以是兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分，或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于 此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。