一種多光路輸出的可調諧激光器系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光器領域，具體涉及一種多光路輸出的可調諧激光器系統。
【背景技術】
[0002]可調諧激光器是指在一定范圍內可以連續改變激光輸出波長的激光器，這種激光器的用途廣泛，可用于光譜學、光化學、醫學、生物學、集成光學、污染監測、半導體材料加工、信息處理和通信等，特別是光通信系統，其應用越來越廣泛。
[0003]相干光傳輸系統采用頻譜效率更高的調制格式，從而提供了更高的單信道速率和通信容量。相干檢測光接收機具有靈敏度高、中繼距離長等優勢，而接收機后端的數字信號處理可以對系統的信道損傷，如色散、偏振模色散等進行電域補償。這些優勢使得相干光傳輸系統在長距離得到了廣泛應用。
[0004]相干光傳輸系統對于城域光通信市場的應用顯示出更具規模的市場空間。目前市面上的相干光收發模塊在性能、尺寸、功耗、成本等要素的設計考慮主要基于長距離傳輸，而城域光通信市場對于成本更敏感，并且對于線卡的端口密度要求更高。這就需要開發端口密度更高且成本更低的相干光收發模塊。作為相干光收發模塊的關鍵部件，低成本且具備多路輸出的窄線寬可調諧激光光源便顯得尤為重要。
[0005]目前的可調諧激光器通常采用單波長單路輸出，，不僅系統架構成本較高，其占用空間及功耗也非常大。
【發明內容】
[0006]本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種多光路輸出的可調諧激光器系統，便于光收發模塊的集成化小型化設計。
[0007]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種多光路輸出的可調諧激光器系統，包括:
[0008]可調諧激光器列陣，該可調諧激光器列陣包括若干激光器條，該激光器條同時發射前向激光，依次經過準直透鏡和會聚透鏡，并耦合到光纖列陣中；
[0009]熱電制冷器，該可調諧激光器列陣設置在熱電制冷器上；
[0010]光學鏡組，該光學鏡組至少包括設置在可調諧激光器列陣前的準直透鏡，以及設置在準直透鏡和光纖列陣之間的會聚透鏡；
[0011 ]光纖列陣，包括若干與激光器條對應的光纖，各激光器條分別發射激光入射到對應的光纖中；
[0012]處理器單元，該處理器單元與可調諧激光器列陣連接，用于控制激光器條同時發射激光，且分別控制激光器條發射激光的功率和頻率。
[0013]其中，較佳方案是:該任意相鄰的激光器條之間設置有隔熱槽。
[0014]其中，較佳方案是:還包括與處理器單元連接的波長鎖定組件，該波長鎖定組件設置在可調諧激光器列陣的背面，該可調諧激光器列陣發射背向激光并入射到波長鎖定組件中。
[0015]其中，較佳方案是:該波長鎖定組件包括第一光探測器和第二光探測器，該第一光探測器和第二光探測器之間設置第一光分束器，該第一光探測器和第一光分束器之間設置一波長標準具，該可調諧激光器列陣發射背向激光并經過第一光分束器、波長標準具入射到第一光探測器中，并檢測其光功率為Pa，以及經過第一光分束器直接入射到第二光探測器中，并檢測其光功率為Pb，該處理器單元根據Pa/Pb的比值鎖定可調諧激光器列陣發射激光的波長。
[0016]其中，較佳方案是:該波長標準具的入射端面和出射端面分別鍍有光學薄膜，該光學薄膜的反射率為10%-90%。
[0017]其中，較佳方案是:該可調諧激光器列陣包括第一激光器條和第二激光器條，其中:
[0018]該第一激光器條發射背向激光并經過第一光分束器、波長標準具入射到第一光探測器中，并檢測其光功率為Pl I，以及經過第一光分束器直接入射到第二光探測器中，并檢測其光功率為P21;
[0019]該第二激光器條發射背向激光并經過第一光分束器、波長標準具入射到第一光探測器中，并檢測其光功率為P12，以及經過第一光分束器直接入射到第二光探測器中，并檢測其光功率為P22;
[0020]該處理器單元根據P11/P21和P12/P22的比值分別鎖定第一激光器條和第二激光器條發射激光的波長。
[0021]其中，較佳方案是:該可調諧激光器列陣包括若干與激光器條對應設置的加熱條，該加熱條與處理器單元連接，該處理器單元通過加熱條控制激光器條的溫度，實現對激光器條發射激光的頻率調諧。
[0022]其中，較佳方案是:還包括設置在激光前向光路上的隔離器，該激光器條同時發射激光，依次經過準直透鏡、隔離器和會聚透鏡，并耦合到光纖列陣中。
[0023]其中，較佳方案是:還包括設置在激光前向光路上的第二光分束器、第一光纖列陣和與第一光纖列陣垂直設置的第二光纖列陣，該激光器條同時發射兩束激光，均經過第二光分束器后分別入射到第一光纖陣列和第二光纖陣列中。
[0024]其中，較佳方案是:還包括設置在激光前向光路上的第二光分束器、第一光纖列陣、與第一光纖陣列平行設置的第二光纖陣列和與第二光分束器匹配設置的反射鏡，該激光器條同時發射兩束激光，均經過第二光分束器后分別入射到第一光纖陣列和反射鏡中，其中入射到反射鏡的光束經反射后入射到第二光纖陣列中。
[0025]本發明的有益效果在于，與現有技術相比，本發明通過設計一種多光路輸出的可調諧激光器系統，在可調諧激光器列陣中設置若干激光器條，通過準直透鏡和會聚透鏡的設計實現不同激光器條發射光束的同時輸出，并進而對各個激光器條的發射光束進行功率分束，成倍擴展輸出光束;本發明實現單個可調諧激光器組件的多路光同時輸出，支持相干光傳輸用光收發模塊實現更高集成度以及更小封裝，降低功耗;同時，在每一激光器條上均設置有獨立的溫度控制裝置，從而可以獨立進行頻率調諧，單獨控制鎖定，提高產品性能指標，并簡化控制算法，降低產品復雜度。
【附圖說明】
[0026]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0027]圖1是本發明一種多光路輸出的可調諧激光器系統的結構框圖；
[0028]圖2是本發明一種多光路輸出的可調諧激光器系統的具體結構框圖；
[0029]圖3是本發明可調諧激光器系統的結構示意圖；
[0030]圖4是本發明基于波長鎖定組件的可調諧激光器系統的結構框圖；
[0031 ]圖5是本發明波長鎖定組件的結構框圖；
[0032]圖6是本發明基于波長鎖定組件的結構示意圖；
[0033]圖7是本發明基于發熱條和熱電制冷器的可調諧激光器系統的結構框圖；
[0034]圖8是本發明基于發熱條和熱電制冷器的可調諧激光器列陣的結構示意圖；
[0035]圖9是本發明基于第二光分束器的可調諧激光器列陣的結構示意圖；
[0036]圖10是本發明基于第二光分束器和反射鏡的可調諧激光器列陣的實施例一的結構示意圖；
[0037]圖11是本發明基于第二光分束器和反射鏡的可調諧激光器列陣的實施例二的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0038]現結合附圖，對本發明的較佳實施例作詳細說明。
[0039]如圖1、圖2和圖3所示，本發明提供一種多光路輸出的可調諧激光器系統的優選實施例。
[0040]—種多光路輸出的可調諧激光器系統，包括可調諧激光器列陣1、光學鏡組20和光纖列陣30，可調諧激光器列陣10包括若干激光器條11，可調諧激光器列陣10中的激光器條11同時發射激光，經過光學鏡組20并入射到光纖列陣30中。
[0041]其中，可調諧激光器系統還包括一熱電制冷器70，可調諧激光器列陣10設置在熱電制冷器70上，使可調諧激光器列陣10實時處理規定工作溫度下，保證可調諧激光器列陣10的工作穩定。
[0042]其中，光纖列陣30，包括若干與激光器條11對應的光纖301，各激光器條11分別發射激光入射到對應的光纖301中。
[0043]在本實施例中，光學鏡組20至少包括設置在可調諧激光器列陣10前的準直透鏡21，以及設置在準直透鏡21和光纖列陣30之間的會聚透鏡22，可調諧激光器列陣10中的激光器條11同時發射前向激光，依次經過準直透鏡21和會聚透鏡22，均入射耦合到光纖列陣30中，具體參考圖3。
[0044]可調諧激光器系統還包括一處理器單元40，處理器單元40與可調諧激光器列陣10連接，處理器單元40用于控制激光器條11同時發射前向激光；以及，處理器單元40分別控制激光器條11發射激光的頻率、功率等激光參數。
[0045]在本實施例中，任意相鄰的激光器條11之間設置有隔熱槽。其中，隔熱槽的間隔為I至100微米之間，優選地，隔熱槽的間隔為30微米。在可調諧激光器列陣10工作時，激光器條11同時發射激光，實現一激光器替代多個激光器使用，由于隔熱槽間隔非常小，減少整個系統占用空間，特別是在光收發模塊中，降低能耗，簡化控制復雜度。
[0046]其中，將多束激光分開一定距離，該距離取決于激光器條的間距和透鏡的焦距。
[0047]進一步地，激光器條11并排設置。
[0048]在本實施例中，可調諧激光器系統還包括設置在激光光路上的隔離器，激光器條11同時發射激光，依次經過準直透鏡21、隔離器和會聚透鏡22，并耦合到光纖列陣30中；隔離器用于激光單向通光，防止光的反射及散射。
[0049]在本實施例中，光纖列陣30優選為保偏光纖列陣。
[0050]其中，在本實施例中，可調諧激光器列陣10向前發射的激光為前向激光，該前向激光的激光光路為前向激光光路，或簡稱前向光路;可調諧激光器列陣10向后發射的激光為背向激光，該背向激光的激光光路為背向激光光路，或簡稱背向光路。
[0051]如圖4、圖5和圖6