本發(fā)明涉及光通信技術領域，尤其涉及一種多通道干涉激光器與半導體光放大器集成的器件。

背景技術：

隨著現(xiàn)代光通信技術的快速發(fā)展，可調諧半導體激光器得到了廣泛的研究和關注。如在波分復用系統(tǒng)中，可調諧半導體激光器可以替代多個固定波長的激光器，不僅極大地降低了備用光源的成本，還能夠提供及時有效的庫存管理和信道快速建立功能。由于損耗的存在，光信號在光纖中傳輸時強度會隨著傳輸距離的增加而逐漸減弱。為了能使光信號傳輸?shù)酶h，在光發(fā)射端對光源的輸出光功率有一定的要求(>13dBm)。雖然通過增大激光器有源區(qū)的注入電流可以增大輸出光功率，但是有源區(qū)注入電流過大會帶來一些新的問題，如發(fā)熱增加，器件性能劣化等。所以激光器有源區(qū)的注入電流一般不能太大。為了克服這個問題，可以通過在可調諧半導體激光器的輸出端集成半導體光放大器來放大激光器的輸出光功率。正向偏置半導體光放大器時，半導體光放大器有源區(qū)內部實現(xiàn)粒子數(shù)反轉，當激光器的輸出光進入半導體光放大器之后，由于受激輻射，光功率會被放大。除此之外，現(xiàn)代光通信系統(tǒng)要求可調諧半導體激光器不同輸出波長的功率變化小于1dB甚至更小。對于可調諧半導體激光器而言，由于受注入電流引起的自由載流子吸收的影響，不同波長的輸出光功率往往變化比較大。因此利用半導體光放大器，不僅可以放大可調諧激光器的輸出光功率，還可以對不同波長的輸出光功率進行補償從而使得不同波長的輸出光功率的變化減小。在現(xiàn)代光通信網絡中，對光源的光譜純凈度也有要求。然而，可調諧半導體激光器在波長切換時，不可避免地會產生一些瞬態(tài)模式。反向偏置半導體光放大器，可以吸收可調諧激光器的輸出光。利用這一點，在可調諧半導體激光器波長切換時反向偏置半導體光放大器可以吸收掉可調諧半導體激光器的輸出光從而避免不需要的波長進入光網絡。

可調諧激光器與半導體光放大器之間的端面連接裝置有多種實現(xiàn)方式：深刻蝕的槽、深刻蝕的光柵、啁啾光柵以及多模干涉反射器。在激光器與半導體光放大器之間刻一個深的槽，槽的兩個槽面分別構成了激光器和半導體光放大器的端面。深刻蝕的光柵和啁啾光柵都是利用光柵將較大波長范圍內的光部分反射回激光器，部分透射進入半導體光放大器。不同的是：深刻蝕的光柵因為耦合系數(shù)大，光柵短，因此反射帶寬大；啁啾光柵通過不同周期的光柵反射不同的波長實現(xiàn)大的反射帶寬。多模干涉反射器則是利用多模干涉和全反射，理論上50％的光被原路反射回激光器腔內，50％的光進入半導體光放大器。

多通道干涉激光器(專利申請?zhí)枺?014107047390)作為一種新型的大范圍可調諧激光器，其調諧范圍超過50納米，足以覆蓋整個通信的C波段，邊模抑制比在整個調諧范圍內超過了40dB。因此，多通道干涉激光器具有極大的商業(yè)應用潛力和價值。然而，多通道干涉激光器同樣具有以上的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種多通道干涉激光器與半導體光放大器集成的器件，克服現(xiàn)有的多通道干涉激光器輸出功率不足以及不同波長功率差異較大等缺陷。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了多通道干涉激光器與半導體光放大器集成的器件，包括多通道干涉激光器、半導體光放大器以及激光器與半導體光放大器之間的端面連接裝置。

所述多通道干涉激光器，用于調諧輸出指定波長的光。

所述半導體光放大器，用于正向偏置放大和補償多通道干涉激光器輸出光功率以及反向偏置濾除多通道干涉激光器波長切換時的雜亂輸出。

所述多通道干涉激光器與半導體光放大器之間的端面連接裝置，用于多通道干涉激光器與半導體光放大器的隔離以及端面連接。

所述多通道干涉激光器、端面連接裝置以及半導體光放大器依次順序連接。所述多通道干涉激光器腔內的光，一部分經端面連接裝置反射回多通道干涉激光器進行諧振選模，一部分通過端面連接裝置進入半導體光放大器；進入半導體光放大器的光通過半導體光放大器之后從半導體光放大器的另一端面輸出。

所述端面連接裝置選擇采用刻蝕的槽，深刻蝕的光柵，啁啾光柵以及多模干涉反射器等。

本發(fā)明基于多通道干涉激光器和半導體光放大器，可以實現(xiàn)大范圍的波長調諧以及輸出光功率的放大調節(jié)。解決了多通道干涉激光器輸出光功率不足，不同波長輸出光功率差異較大等問題。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的技術方案作進一步具體說明。

圖1為多通道干涉激光器與半導體光放大器集成的器件的結構框圖。

圖2為刻蝕的槽作為端面連接裝置的側面示意圖。

圖3為深刻蝕的光柵作為端面連接裝置的側面示意圖。

圖4為啁啾光柵作為端面連接裝置的側面示意圖。

圖5為多模干涉反射器作為端面連接裝置的俯視圖。

圖6為本發(fā)明一個具體實施例中多通道干涉激光器與半導體光放大器集成的器件的示意圖。

圖7為本發(fā)明一個具體實施例中多通道干涉激光器與半導體光放大器集成的器件的半導體光放大器在30mA和50mA注入電流下輸出光的光譜圖。

圖8為本發(fā)明一個具體實施例中多通道干涉激光器與半導體光放大器集成的器件的不同輸出波長的光譜疊加圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種多通道干涉激光器與半導體光放大器集成的器件。其結構框圖如圖1所示。該器件由多通道干涉激光器101、半導體光放大器103以及激光器與半導體光放大器之間的端面連接裝置102組成。

多通道干涉激光器101用于調諧輸出指定波長的光。半導體光放大器103用于正向偏置放大和補償多通道干涉激光器輸出光功率以及反向偏置濾除多通道干涉激光器波長切換時的瞬態(tài)模式。激光器與半導體光放大器之間的端面連接裝置102用于多通道干涉激光器與半導體光放大器的隔離以及端面連接。

端面連接裝置，分別如圖2、圖3、圖4、圖5所示，分別選用深刻蝕的槽201，深刻蝕的光柵301，啁啾光柵401或多模干涉反射器501。

具體地，多通道干涉激光器101、端面連接裝置102以及半導體光放大器103依次順序連接。多通道干涉激光器腔內的光，一部分經端面連接裝置反射回多通道干涉激光器進行諧振選模，一部分通過端面連接裝置進入半導體光放大器；進入半導體光放大器的光通過半導體光放大器之后從半導體光放大器的另一端面輸出。

當半導體光放大器正向偏置時，半導體光放大器可以提供光增益，經過半導體光放大器的光的光功率被放大。通過改變半導體光放大器的注入電流，可以控制半導體光放大器的增益大小。因此，可以通過控制半導體光放大器的注入電流的大小對多通道干涉激光器不同輸出波長的光功率進行補償，減小或消除不同波長的光功率大小的差異；當半導體激光器反向偏置時，半導體光放大器可以吸收進入半導體光放大器的光。因此，在多通道干涉激光器切換波長時，反向偏置半導體光放大器，可以濾除雜亂的輸出。

下面結合一個具體實施例對本發(fā)明公開的一種多通道干涉激光器與半導體光放大器集成的器件進行完整、詳細的說明，如圖6所示。該器件包括，半導體放大器601、雙端口的多模干涉反射器602以及多通道干涉激光器603。多通道干涉激光器603包含有源區(qū)604、公共相位區(qū)605、1x2多模干涉器組成的1x8分束器以及八個不同長度的臂。每個臂上有一個臂相位區(qū)606，以及臂的末端有一個一端口的多模干涉反射器607。半導體光放大器、多通道干涉激光器的有源區(qū)、公共相位區(qū)以及8個臂相位區(qū)上做有電極608，用于電流注入。

向多通道干涉激光器的有源區(qū)注入電流，就可以為多通道干涉激光器內部的光提供光增益。向公共相位區(qū)和臂相位區(qū)注入電流使得八個通道在指定波長同相位進行選模。多通道干涉激光器內部的光通過一個端口進入多模干涉反射器之后，50％的光被多模干涉反射器原路反射回多通道干涉激光器。另外50％的光由另一個端口輸出進入半導體光放大器。如果向半導體光放大器正向注入電流，半導體光放大器將進一步提供光增益，從而使得經過半導體光放大器的光被放大。通過改變注入半導體光放大器電流的大小，可以控制半導體光放大器提供的光增益的大小。圖7展示了該器件的半導體光放大器在30mA和50mA注入電流下輸出光的光譜圖。由圖7可見，在50mA注入電流下，輸出光的光功率明顯被放大了。

圖8展示了該器件半導體光放大器注入50mA電流時不同波長的輸出光譜的疊加圖。說明多通道干涉激光器通過多模干涉反射器集成半導體光放大器之后依然實現(xiàn)了大范圍的波長調諧。

最后所應說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。