專利名稱：集成式波長監測器的制作方法
技術領域：
本發明涉及激光波長的監測，更具體地講涉及用于激光器的子組件的集成式波長監測方法及其設備。
在WDM系統中，各信道間隔的典型差值為100GHz，相當于0.8納米(毫微米)或激光波長的0.05％。為避免信道之間的干擾，必須保證波長偏差在±0.1納米之內。在當今系統級中，典型的方式是使用分離設備對全信道進行監測。
一些用于獲得WDM光傳輸系統的波長監測和控制的解決方法已經被公開。美國專利No.5,825,792公開了用于具有分布式反饋(DFB)的激光發射源的緊湊型波長監測和控制組件，該組件包括具有一定角度的Fabry-Perot校準器和兩個分離的光波檢測器，在反饋環路中使用它們的差動輸出，用于穩定激光源的波長。
另一美國專利No.5,896,201公開了用于波長監測和控制的光學設備。該設備有一楔形光學元件，用于將光束分為成不同的兩束反射光束，并經過濾波器到達第一和第二光波檢測器。根據波長特性的差異，依據第一和第二光波檢測器的輸出可以對光束的波長進行監測。
再有在國際專利申請WO95/20144中公開的光波波長傳感器，包括楔形Fabry-Perot校準器，可顯示在其寬度方向不同波長的光穿過時的諧振波，和檢測器陣列，用于檢測所發生的諧振波峰的空間布置。
另一美國專利No.5,305,330公開一個系統，該系統包括一個激光二級管和用于穩定該激光二極管波長的一個系統。該系統包括光束分束器、用于測量的衍射光柵和數個光檢測器。
迄今發現的解決方法都相對復雜，或多或少地很難在標準激光設備中簡便地實現。然而，具有集成式波長監測器的激光器將是市場上頗具吸引力的產品。因此需要有一種用于監測激光設備波長的簡單緊湊的集成設備。
一種獲得根據本發明的波長監測設備的方法在獨立權利要求1和從屬權利要求2-5中陳述。此外，一種用于控制激光源波長的設備在獨立權利要求6和從屬權利要求7-10中陳述。
根據本發明改進的波長監測器是通過創造性地將位置傳感檢測器和干涉濾波器組合而成。這樣，PSD 10構成光波檢測器，從中可以提取入射光的位置及其強度。PSD是通過在光電二極管檢測器設置幾個電極得到的。通過觀測相應電極的電流導出位置及強度。
在圖2所示的基本實施例中，制作在SPD 10頂部的干涉濾波器12是由沉積數層不同的光透明材料構成。而另一實施例的干涉濾波器是分開制造，然后組合到位置傳感檢測器芯片10上。監測器的分辨率和波長范圍可以通過干涉濾波器12的隔層厚度控制。例如在一典型實施例中濾波器的形狀就如同Fabry-Perot校準器。通過采用熱膨脹低的材料作為隔層，可以使其對溫度依賴降至最小。
在應用本發明的一個典型的實施例中，如上所述制造的波長監測器13在激光器14的背面在一定距離以一定的傾角安裝，如圖3所示。另一可選方案，使從前面的部分光線直接進入監測器。
由于僅以特定角度入射的光可透過濾波器12，因此如圖4所示在位置傳感檢測器10上形成線條15，此處線條的位置依據波長而定。然后從通過光檢測器的電極檢測的電流可以提取光的波長。
檢測器可簡便地采用可用的標準工藝制造。本監測器可直接替代使用在當前激光器件中的功率監測器。例如在瑞典的Partille市的SiTek Electro Optics公司，就有商業生產的位置傳感檢測器。
通過在光纖前端安裝根據本發明的組件13，可得到一低成本、高可靠性的波長檢測儀表。通過在PSD采用更多的電極甚至可以檢測雙模式的激光器。通過測量及時分解的波長信號，可容易地監測到激光器的線性調頻脈沖。
熟知本技術領域的人員應理解對本發明所作的各種修改和變化均沒有脫離本發明的范圍，本發明的范圍由所附權利要求定義。
權利要求
1.一種用于獲得光波波長監測器的方法，其特征在于采用了如下步驟使用位置傳感檢測器(10)，通過從數個檢測電極提取電流，提供入射光的位置和強度信息；將干涉濾波器(12)直接設置在位置傳感檢測器(10)的頂部，從而形成集成式波長傳感設備(13)；在距光源一定距離處以一定傾角安裝形成的波長傳感設備(13)，使其用作光波波長監測器。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于還有以下步驟，通過沉積數個光學透明材料層制成的多層材料的光波濾波器，直接在位置傳感監測器(10)的頂部制造干涉濾波器(12)。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于還有以下步驟，可單獨制造由數個材料層構成的干涉濾波器(12)，然后把得到的干涉濾波器(12)與位置傳感檢測器(10)組合在一起。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于還有以下步驟，干涉濾波器(12)的隔層采用熱膨脹低的材料，使其對溫度依賴降至最小。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于還有以下步驟，使用從位置傳感檢測器導出的輸出信號來控制激光發射器的波長。
6.一種用于形成光波波長監測器的設備，其特征在于，一個位置傳感監測器(10)，用于通過使用從數個位置傳感二級管電極提取的電流，來提供入射光的位置和強度的信息；一個干涉濾波器(12)，直接制作在位置傳感檢測器(10)的頂部，從而構成集成式波長傳感設備(13)，這里，將波長傳感設備(13)距光源一定距離以一定傾角安裝，使波長傳感設備起到光波波長監測設備的作用。
7.如權利要求6所述的設備，其特征在于，通過沉積數層不同的光學透明材料形成一個光波濾波器，直接在位置傳感監測器(10)的頂部制造干涉濾波器(12)，形成集成式波長監測設備。
8.如權利要求6所述的設備，其特征在于，所述干涉濾波器(12)單獨由數個不同的光學透明材料層制造，形成該濾波器，隨后與位置傳感檢測器(10)組合在一起，從而生成集成式波長監測設備。
9.如權利要求6所述的設備，其特征在于，所述干涉濾波器(12)的隔層采用熱膨脹低的材料，使其對溫度的依賴降至最小。
10.如權利要求6所述的設備，其特征在于，所述波長控制器使用從位置傳感檢測器(10)導出的輸出信號控制激光發射器(14)的波長。
全文摘要
公開了集成式波長監測器和獲得該設備的方法。該設備適合集成到用于光纖通信的半導體激光器中，其可由以下方法實現通過沉積數層不同透明材料構成一個光學濾波器，把干涉濾波器直接制作在位置傳感光波檢測器上。干涉濾波器也可以單獨制造，然后直接安裝在檢測器的頂部。集成位置傳感設備(13)以一定傾角安裝在激光器的背面，與標準功率監測器的位置相同。照射在具有干涉濾波器的位置傳感檢測器上的光束的橫向位置，以電流形式導出，它依賴于入射光的波長，這一導出位置用于波長監測。
文檔編號G01J9/00GK1404640SQ01803548
公開日2003年3月19日 申請日期2001年1月8日 優先權日2000年1月10日
發明者K·弗雷德 申請人:艾利森電話股份有限公司