滤光器、以及使用该滤光器的激光源和光学收发器制造技术

一种滤光器，包括：具有不同周长的第一环形共振器和第二环形共振器；以及波导，其光耦合于第一环形共振器并且将光传输到第一环形共振器。入射在波导上的光通过第一环形共振器传输到第二环形共振器。第一环形共振器的传输光谱的自由光谱范围和第二环形共振器的传输光谱的自由光谱范围彼此交错，并被设定为使得对应于第一环形共振器的传输光谱和第二环形共振器的传输光谱的合成光谱的双环传输光谱在任一波长处具有最高的第一峰值。

Filter, laser source and optical transceiver using the filter

【技术实现步骤摘要】
滤光器、以及使用该滤光器的激光源和光学收发器相关申请的交叉引用本申请基于2018年11月2日提交的日本专利申请号2018-207488，其公开内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及使用环形共振器的波长可变的滤光器，以及使用该滤光器的激光源和光学收发器。
技术介绍
包括滤光器的激光源可以具有以下构造：其中当来自半导体光放大器(semiconductoropticalamplifier，称为“SOA”)的出射光通过波导传输时，该出射光被输入到两个环形共振器，随后由端部上的环形镜反射，以便返回到SOA。各个环形共振器的尺寸被制成为彼此略有不同，使得当输出光被输入时获得的各个环形共振器的传输光谱的自由光谱范围(freespectralranges，称为“FSR”)彼此略有不同。因此，当两个环形共振器的传输光谱的峰值波长重叠时，发生强共振。利用两个环共振器的Vernier效应在SOA端面上的反射镜与环形镜之间产生强共振状态。因此，与两个环形共振器的传输光谱的合成光谱相对应的双环的传输光谱在发生强共振的波长处具有最高峰值，并且可以从SOA端面上的反射镜输出该波长处的强光激光振荡。从SOA向波导的出射光称为内部出射光。从SOA输出到外部的光称为外部出射光。包括这种滤光器的激光源可能具有不期望的情形，即当两个环形共振器之间的温差改变时会发生跳模(modehop)。跳模是由于两个环形共振器之间的温差变化而由两个环形共振器选择的纵向模式的波长从原始波长偏移引起的现象。为了改善波长可变性，使用了具有接近的自由光谱范围的两个环形共振器。发生由两个环形共振器选择的纵向模式改变的跳模。双环的传输光谱在发生强共振的波长处具有最高峰值，并且在两侧上与发生强共振的波长相邻的波长处还具有第二最高峰值。当两个环形共振器之间的温差发生变化时，很可能发生跳模。在具有SOA的激光源中，当由于两个环形共振器之间的温差变化而导致第二最高峰值上升时，在第二最高峰值处很可能发生振荡，并且外部出射光的波长发生偏移。通过作为热源的SOA，热量被传递到每个环形共振器。传热的方式变化，这导致环形共振器之间的温差变化。每个环形共振器设有加热器。可以通过加热器进行温度控制。防止跳模可能很困难。即使在第二最高峰值处发生振荡，由于第二最高峰值的波长接近最高峰值的波长，因此这种状态也可能没有被控制单元等检测到。鉴于这种情况，如WO2009/096431A1中所述，可以通过使用设置有控制环的构造来防止跳模。具体地，除了两个环形共振器之外，还可以提供控制环，如WO2009/096431A1中所述。通过控制光接收元件检测已经通过每个环形共振器和控制环的内部出射光的量，并且基于检测结果来调节加热器以控制控制环的内部出射光的共振波长从而防止跳模。
技术实现思路
如WO2009/096431A1中所述，当使用控制环防止跳模时，除了两个环形共振器之外，可能还需要控制环。可能需要附加的元件，这导致其上形成有滤光器的半导体基板的大型化的情况。在本专利技术的一个或多个实施方式中，滤光器在没有附加元件的条件下防止了跳模，并且激光源和光学收发器设置有滤光器。根据本专利技术的一方面，一种滤光器包括：具有不同周长的第一环形共振器和第二环形共振器；以及光耦合于第一环形共振器并被配置为将光传输到第一环形共振器的波导。入射在波导上的光通过第一环形共振器传输到第二环形共振器。第一环形共振器的传输光谱的自由光谱范围和第二环形共振器的传输光谱的自由光谱范围彼此偏移，并且被设定为使得双环(doublering)的传输光谱在任一波长处具有最高的第一峰值，该双环的传输光谱对应于第一环形共振器的传输光谱和第二环形共振器的传输光谱的合成谱。双环的传输光谱具有第二峰值，第二峰值是紧邻第一峰值的第二高的第二峰值。双环的传输光谱具有比第二峰值低的峰值，该峰值位于第一峰值与第二峰值之间。以此方式，最高的第一峰值的波长和第二高的第二峰值的波长彼此分开。即使第二峰值上升，并且最高的第一峰值与第二峰值互换，由于第二峰值与最初具有第一峰值的波长分开，因此可以相对容易地检测到该互换。因此，可以在没有附加元件的条件下防止跳模。附图说明根据以下参照附图进行的详细描述，本专利技术的以上和其他目的、特征和优点将变得更加明显。图1是示出根据第一实施方式的激光源的示意性构造示意图。图2A是第一波导、第一环形共振器和第二波导的每个部分的尺寸等的说明图。图2B是第一环形共振器的一部分的截面图。图3是由一个比较激光源的各个环形共振器产生的传输光谱的波形图。图4是与由图3所示的各个环形共振器生成的传输光谱的合成光谱相对应的双环的传输光谱的波形图。图5是示出当发生温度变化时波长和透射率的变化的波形图。图6是示出在比较激光源中双环的传输光谱与SOA的增益之间关系的波形图。图7是由根据第一实施方式的激光源的各个环形共振器产生的传输光谱的波形图。图8是示出与由图7所示的各个环形共振器生成的传输光谱的合成光谱相对应的双环的传输光谱与SOA的增益之间关系的波形图。图9是根据第一示例的滤光器的示意性构造图。图10A是示出根据第一示例的滤光器的参数值的表。图10B是示出在条件a1-a3的每个条件下的峰值位置的表。图11是在条件a1-a3的每个条件下双环的传输光谱的波形图。图12A是示出根据第一比较例的滤光器的参数值的表。图12B是示出在条件b1-b3的每个条件下的峰值位置的表。图13是在条件b1-b3的每个条件下双环的传输光谱的波形图。图14A是示出根据第二示例的激光源的参数值的表。图14B是示出在条件c1-c2的每个条件下的峰值位置的表。图15是在条件c1-c2的每个条件下双环的传输光谱的波形图。图16A是示出根据第三示例的激光源的参数值的表。图16B是示出在条件d1-d2的每个条件下的峰值位置的表。图17是在条件d1-d2的每个条件下双环的传输光谱的波形图。图18A是示出根据第二比较例的激光源的参数值的表。图18B是示出在条件e1-e2的每个条件下的峰值位置的表。图19是在条件e1-e2的每个条件下双环的传输光谱的波形图。图20是示出根据第二实施方式的激光源的示意性构造的示意图。图21是示出根据第二实施方式的变形例的激光源的示意性构造的示意图。图22是示出根据第三实施方式的激光源的示意性构造的示意图。图23是示出根据第四实施方式的激光源的示意性构造的示意图。图24是示出根据第五实施方式的激光源的示意性构造的示意图。图25是示出根据第五实施方式的变形例的激光源的示意性构造的示意图。具体实施方式参考附图描述本专利技术的实施方式。在下面的描述中，在整个实施方式中，相同的附图标记表示相同或等同的部件。(第一实施方式)参照图1-8描述第一实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滤光器，包括：/n具有不同周长的第一环形共振器(13)和第二环形共振器(15)；和/n波导(12)，其光耦合于所述第一环形共振器，并被配置为将光传输到所述第一环形共振器，其中：/n入射在所述波导上的光通过所述第一环形共振器传输到所述第二环形共振器；/n所述第一环形共振器的传输光谱的自由光谱范围与所述第二环形共振器的传输光谱的自由光谱范围彼此偏移，并且被设置为使得对应于所述第一环形共振器的传输光谱和所述第二环形共振器的传输光谱的合成光谱的双环的传输光谱在任一波长处具有最高的第一峰值；/n所述双环的传输光谱具有紧邻所述第一峰值的第二高的第二峰值；并且/n所述双环的传输光谱具有比所述第二峰值低的峰值，该峰值位于所述第一峰值与所述第二峰值之间。/n

【技术特征摘要】
20181102 JP 2018-2074881.一种滤光器，包括：
具有不同周长的第一环形共振器(13)和第二环形共振器(15)；和
波导(12)，其光耦合于所述第一环形共振器，并被配置为将光传输到所述第一环形共振器，其中：
入射在所述波导上的光通过所述第一环形共振器传输到所述第二环形共振器；
所述第一环形共振器的传输光谱的自由光谱范围与所述第二环形共振器的传输光谱的自由光谱范围彼此偏移，并且被设置为使得对应于所述第一环形共振器的传输光谱和所述第二环形共振器的传输光谱的合成光谱的双环的传输光谱在任一波长处具有最高的第一峰值；
所述双环的传输光谱具有紧邻所述第一峰值的第二高的第二峰值；并且
所述双环的传输光谱具有比所述第二峰值低的峰值，该峰值位于所述第一峰值与所述第二峰值之间。


2.根据权利要求1所述的滤光器，其中：
所述双环的传输光谱具有紧邻所述第二峰值的第三高的第三峰值；并且
所述第三峰值位于所述第一峰值与所述第二峰值之间。


3.根据权利要求1所述的滤光器，其中：
所述双环的传输光谱在多个波长处具有相应的第一峰值；
所述第一环形共振器的传输光谱和所述第二环形共振器的传输光谱在所述第一峰值之间依次交替存在；并且
所述第一环形共振器的传输光谱和所述第二环形共振器的传输光谱具有顺序被颠倒的顺序反向点。


4.根据权利要求1所述的滤光器，其中：
所述双环的传输光谱在多个波长处具有相应的第一峰值；
所述第一环形共振器的传输光谱的波峰和所述第二环形共振器的传输光谱的波峰在波长的每个第一峰值处重叠；
所述第二峰值位于所述第一峰值之间；并且
所述第一环形共振器的传输光谱的波谷与所述第二环形共振器的传输光谱的波谷在所述第二峰值处重叠。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的滤光器，
其中被配置为将光传输到所述第一环形共振器的波导被定义为第一波导，
所述滤光器还包括：
第二波导(14)，其光耦合于所述第一环形共振器和所述第二环形共振器，并被配置为接收从所述第一环形共振器传输的光并将所述光传输到所述第二环形共振器。


6.根据权利要求1至4中的任一项所述的滤光器，
其中，所述第一环形共振器和所述第二环形共振器彼此直接光耦合，使得所述光从所述第一环形共振器被直接传输到所述第二环形共振器。


7.根据权利要求1至4中的任一项所述的滤光器，
其中被配置为将光传输至所述第一环形共振器的所述波导被定义为第一波导，
所述滤光器还包括：
第二波导(14)，其光耦合于所述第一环形共振器和所述第二环形共振器，并被配置为接收从所述第一环形共振器传输的光并将所述光传输到所述第二环形共振器；以及
第三波导(16)，其光耦合于所述第二环形共振器，并连接于所述第一波导、包括所述第三波导和所述第一波导的Y分支波导。


8.一种激光源，包括：
根据权利要求5所述的滤光器(1)；以及
半导体光放大器(2)，其连接于所述滤光器并被配置为将光输入到所述第一波导，
其中所述半导体光放大器包括：
连接于所述滤光器的第一面(2a)；
与所述半导体光放大器中的所述第一面相反的第二面(2b)；和
第一反射器(21)，其设置在所述第二面(2b)上并被配置为将从所述第一波导传输的光反射到所述半导体光放大器，
其中所述滤光器还包括：
第三波导(16)，其光耦合于所述第二环形共振器并被配置为接收从所述第二环形共振器传输的光；和
第二反射器(18，40)，其被配置为反射传输到所述第三波导的光以使得被反射的光被传输到所述第三波导，
其中构造了法布里-珀罗共振器，其中：
输入到所述第一波导的光被依次传输到所述第一环形共振器、所述第二波导、所述第二环形共振器和所述第三波导，然后由所述第二反射器反射；以及
被所述第二反射器反射的光被依次传输到所述第三波导、所述第二环形共振器、所述第二波导、所述第一环形共振器和所述第一波导，然后被所述第一反射器反射，
其中，在与所述双环的传输光谱的第一峰值对应的波长处发生振荡，并且光从所述第一反射器或所述第二反射器中的一个被发射。


9.根据权利要求8所述的激光源，
其中，对所述第一环形共振器的周长和所述第一环形共振器与所述第一波导之间耦合效率的组合以及所述第二环形共振器的周长和所述第二环形共振器与所述第二波导之间耦合效率的组合来说，具有更长周长的所述组合的耦合效率小于具有更短周长的所述组合的耦合效率。


10.一种激光源，包括：
根据权利要求6所述的滤光器(1)；和
半导体光放大器(2)，其连接于所述滤光器并被配置为将光输入到被配置为将光传输到所述第一环形共振器的波导，所述波导被定义为一个波导，
其中所述半导体光放大器包括：
连接于所述滤光器的第一面(2a)；
与所述第一面相反的第二面(2b)；以及
第一反射器(21)，其设置在所述第二面(2b)上并被配置为将从所述一个波导传输的光反射到所述半导体光放大器，
其中所述滤光器还包括：
附加的一个波导(16)，其光耦合于所述第二环形共振器并被配置为接收从所述第二环形共振器传输的光；以及
第二反射器(18，40)，其被配置为反射传输到所述附加的波导的光以使得被反射的光传输到所述附加的波导，
其中构造了法布里-珀罗共...

【专利技术属性】
技术研发人员：小田敏宏，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP