双向输出的DFB可调谐激光模块及其相干光传输系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光通信技术领域，具体公开了一种双向输出的DFB可调谐激光模块及其相干光传输系统，该双向输出的DFB可调谐激光模块包括一DFB激光芯片、光学系统、与DFB激光芯片电性连接的中央处理器及外围电路；所述DFB激光芯片包括有具有两个端面的谐振腔，该谐振腔的两个端面同时作为激光输出窗口；所述光学系统内包括有数个透镜；所述外围电路包括有分别与中央处理器及DFB激光芯片电性连接的功率控制电路、温度控制电路及频率/功率监控电路。本实用新型专利技术仅使用一个光源模块的光学和控制系统，就实现了两个光源模块的功能，减少了一半光源模块的数量，极大地降低了相干光传输系统的体积、功耗及成本。

Bidirectional output DFB tunable laser module and its coherent optical transmission system

The utility model relates to the technical field of optical communication, in particular discloses a bidirectional output DFB tunable laser module and coherent optical transmission system, the bidirectional output DFB tunable laser module includes a DFB chip, optical system, laser and DFB laser chip is electrically connected in the central processor and peripheral circuit of the DFB; the laser chip comprises a resonant cavity with two end, the two end face of the cavity at the same time as the laser output window; the optical system comprises a plurality of lens; the peripheral circuit comprises a central processor and DFB respectively with the laser chip power connection control circuit, temperature control circuit and frequency / power the monitoring circuit. The utility model uses only one light source module and optical control system, to achieve a two light source module, halved the number of light source module, which greatly reduces the coherent transmission volume, power consumption and cost system.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光通信
，尤其涉及一种分布式反馈(DFB：Distributed Feed Back)可调谐激光模块及其相干光传输系统。
技术介绍
100Gbps相干通信系统已经成为全球长距离光纤网络广泛采用的技术方案。由于相干检测技术具有灵敏度高、中继距离长等优势，而接收机后端的数字信号处理可以对系统的信道损伤，如色散、偏振模色散等进行电域补偿，使得相干技术成为目前DWDM波分复用系统提升容量的关键。目前100Gbps相干光传输系统在城域光网络的应用刚刚起步，随着城域网带宽需求的不断增长，市场空间非常巨大。由于城域网对于成本更敏感，线卡的端口密度要求更高，因此需要密度高且成本低的光收发模块。现有相干光传输系统设计中在发射端和接收端均各需要一个激光器，即两个光源模块，且窄线宽的DFB光源模块又是相干系统中的核心器件，成本较高。因此，造成了目前商用的相干光收发模块尺寸大、功耗高、成本高的弊端，极大的制约了100Gbps相干光传输系统在城域网的应用。
技术实现思路
本技术的一目的在于，提出一种双向输出的DFB可调谐激光模块，其仅需一个激光器即可同时供给发射端和接收端使用，减少了一半光源模块的数量，极大降低相干光传输系统的体积、功耗及成本；本技术的另一目的在于，提出一种相干光传输系统，其包含双向输出的DFB可调谐激光模块，减少了一半光源模块的数量，极大地降低了系统体积、功耗及成本。为实现上述目的，本技术提供了一种双向输出的DFB可调谐激光模块，其包括：一DFB激光芯片、光学系统、与DFB激光芯片电性连接的中央处理器及外围电路；所述DFB激光芯片包括有具有两个端面的谐振腔，该谐振腔的两个端面同时作为激光输出窗口；所述光学系统内包括有数个透镜；所述外围电路包括有分别与中央处理器及DFB激光芯片电性连接的功率控制电路、温度控制电路及频率/功率监控电路。本技术中，所述光学系统内包括至少两组透镜，分别相对于DFB激光芯片谐振腔的两个端面设置，该每组透镜内均包括有一个准直透镜和一个汇聚透镜。进一步地，所述每组透镜内在准直透镜与汇聚透镜之间还分别设有一隔离器。再者，所述与发射输出靠近的一隔离器后端还设有分光器。具体的，所述分光器后端还设有标准具及包括数个光电二极管的光电转换模块。本技术中，所述功率控制电路包括分别与中央处理器电性连接的运算放大器及模数转换模块，该运算放大器一端与DFB激光芯片电性连接，模数转换模块一端与一光电二极管电性连接，该发光二极管一端与DFB激光芯片一端均连接至一直流电压源处。进一步地，所述温度控制电路包括分别与中央处理器电性连接的数模转换模块及模数转换模块，该数模转换模块一端依次电性连接有一电流源及半导体致冷器，该模数转换模块一端电性连接有热敏电阻。具体的，所述频率/功率监控电路包括与中央处理器电性连接的模数转换模块，及分别与该模数转换模块并联连接的两个光电二极管，该两个光电二极管另一端均连接至一直流电压源处，所述一个光电二极管直接接收分光器的一部分分光，另一个光电二极管则接收通过了标准具的一部分分光。更进一步地，本技术还提供了一种相干光传输系统，其包括前述的DFB可调谐激光模块。本技术的双向输出的DFB可调谐激光模块及其相干光传输系统，其利用DFB激光芯片可双向输出的特性，利用DFB激光芯片谐振腔的两个端面同时作为激光输出窗口，设计出一个可双向输出的光模块，同时提供给发射端和接收端使用，即仅使用一个光源模块的光学和控制系统，就实现了两个光源模块的功能，这样减少了一半光源模块的数量，极大地降低了相干光传输系统的体积、功耗及成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术双向输出的DFB可调谐激光模块一种具体实施例的模块框图；图2为本技术中功率控制电路一种具体实施例的模块框图；图3为本技术中温度控制电路一种具体实施例的模块框图；图4为本技术中频率/功率监控电路一种具体实施例的模块框图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，本技术提供一种双向输出的DFB可调谐激光模块，其包括：一DFB激光芯片10、光学系统、与DFB激光芯片10电性连接的中央处理器20及外围电路；所述DFB激光芯片10包括有具有两个端面的谐振腔，该谐振腔的两个端面同时作为激光输出窗口；所述光学系统内包括有数个透镜(Lens)30；所述外围电路包括有分别与中央处理器20及DFB激光芯片10电性连接的功率控制电路40、温度控制电路50及频率/功率监控电路60；所述DFB激光芯片10前向发出的光束经过光学系统的准直和汇聚，耦合到光纤中作为发射输出，该DFB激光芯片10后向发出的光束耦合到另一个光纤中作为接收端的本振输出。本技术利用DFB激光芯片10可双向输出的特性，设计出一个可双向输出的光模块，同时提供给发射端和接收端使用，极大降低相干光传输系统的体积、功耗及成本。本技术中，所述光学系统内包括至少两组透镜，该两组透镜分别相对于DFB激光芯片10谐振腔的两个端面设置。具体的，该每组透镜内均包括有一个准直透镜30和一个汇聚透镜31。DFB激光芯片10前向发出的光束经过准直透镜30和汇聚透镜31的准直和汇聚，耦合到光纤中作为发射输出；DFB激光芯片10后向发出的光束经过准直透镜30和汇聚透镜31耦合到另一个光纤中作为接收端的本振输出。该DFB激光芯片10前后向出光功率的比例和两个端面反射率的比值成反比关系。进一步地，所述每组透镜内在准直透镜30与汇聚透镜31之间还分别设有一隔离器(ISO：Isolator)32、32’，以用于阻止来自于激光器外部的反射光进入谐振腔。在本技术具体实施例中，所述与发射输出靠近的一隔离器32后端还设有分光器(Splitter)34。由于在相干通信系统中，对激光器频率稳定性要求也很高，因此作为本技术的优选实施例，在所述分光器34后端还设有标准具(Etalon)36及包括数个光电二极管(PD：Photodiode)38的光电转换模块，通过所述标准具36来反馈频率偏移信息。本技术中，所述中央处理器20内预设有控制逻辑和补偿算法的固件，该中央处理器20负责运行固件代码，控制外围电路，使得本技术双向输出的DFB可调谐激光模块能够输出所需的功率和频率。在本技术中，所述功率控制电路40会根据中央处理器20的指令提供激光模块的驱动电流。如图2所示，作为本技术的一种可选择的实施例，所述功率控制电路40包括分别与中央处理器10电性连接的运算放大器42及模数转换模块44，该运算放大器42一端与DFB激光芯片10电性连接，模数转换模块4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向输出的DFB可调谐激光模块，其特征在于，包括一DFB激光芯片、光学系统、与DFB激光芯片电性连接的中央处理器及外围电路；所述DFB激光芯片包括有具有两个端面的谐振腔，该谐振腔的两个端面同时作为激光输出窗口；所述光学系统内包括有数个透镜；所述外围电路包括有分别与中央处理器及DFB激光芯片电性连接的功率控制电路、温度控制电路及频率/功率监控电路。

【技术特征摘要】
1.一种双向输出的DFB可调谐激光模块，其特征在于，包括一DFB激光芯片、光学系统、与DFB激光芯片电性连接的中央处理器及外围电路；所述DFB激光芯片包括有具有两个端面的谐振腔，该谐振腔的两个端面同时作为激光输出窗口；所述光学系统内包括有数个透镜；所述外围电路包括有分别与中央处理器及DFB激光芯片电性连接的功率控制电路、温度控制电路及频率/功率监控电路。2.如权利要求1所述的双向输出的DFB可调谐激光模块，其特征在于，所述光学系统内包括至少两组透镜，分别相对于DFB激光芯片谐振腔的两个端面设置，该每组透镜内均包括有一个准直透镜和一个汇聚透镜。3.如权利要求2所述的双向输出的DFB可调谐激光模块，其特征在于，所述每组透镜内在准直透镜与汇聚透镜之间还分别设有一隔离器。4.如权利要求3所述的双向输出的DFB可调谐激光模块，其特征在于，所述与发射输出靠近的一隔离器后端还设有分光器。5.如权利要求4所述的双向输出的DFB可调谐激光模块，其特征在于，所述分光器后端还设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李奕，杨捷，侯小珂，
申请(专利权)人：深圳新飞通光电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44