一种窄线宽外腔激光器及光模块制造技术

本申请公开了一种窄线宽外腔激光器，包括密封壳体、设于密封壳体内的外部谐振腔、设于外部谐振腔内的增益芯片和可调谐的波长选择元件；密封壳体的电学接口用于传输驱动信号、选波信号、腔长控制信号和抖动控制信号等电学信号；其中，腔长控制信号通过调节增益芯片来调节外部谐振腔的光学腔长，以使激光模式与波长选择元件的波长对齐；抖动控制信号用于控制外部谐振腔的光学腔长产生抖动，以锁定输出光束的中心波长。将腔长控制信号作用在增益芯片上，减少了外腔内的元件数量，一方面可大大较小封装尺寸，具有更小的体积；另一方面，可有效减少外腔插损，进而减少插损对激光功率和线宽的影响，配合可微调的激光模式，输出更稳定更窄线宽的激光。窄线宽的激光。窄线宽的激光。

【技术实现步骤摘要】
一种窄线宽外腔激光器及光模块


[0001]本申请涉及光通信
，尤其涉及一种窄线宽外腔激光器及光模块。

技术介绍

[0002]相干光通信是解决光通信领域中长距离传输时存在色散问题的重要技术，波长可调谐激光器是相干光发射机的核心器件，特别是可调谐外腔激光器具有窄线宽特性，很好地解决了长距传输中的色散问题。
[0003]小型化封装一直是可调激光器的发展趋势，要求其可适用于各种不同封装形式的光模块。中国专利申请《小型封装的可调谐激光器组件》(申请号：201410059069.1)公开了一种小型化的可调谐激光器，具有体积小于0.6立方厘米的外壳，壳体内依次设有可调谐半导体激光器、分束器、光学隔离器、光电二极管和耦合光学系统。其中，可调谐半导体激光器包括增益芯片、两个滤波器组成的游标调谐机构和腔长致动器。随着设备集成度越来越高，要求光模块具有更小的体积，因而作为相干光模块核心器件的激光器必然也要求其体积越来越小。上述专利申请公开的可调谐激光器组件虽然具有较小的体积，但是在一些更小型化的光模块中，显然还需要有更小的体积要求。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种窄线宽外腔激光器及光模块，具有封装尺寸小、外腔插损小、激光线宽窄等优点。
[0005]为了实现上述目的之一，本申请提供了一种窄线宽外腔激光器，包括密封壳体，所述密封壳体设有光学接口和电学接口；
[0006]还包括设于所述密封壳体内的外部谐振腔，以及设于所述外部谐振腔内的增益芯片和可调谐的波长选择元件；
[0007]所述电学接口用于传输电学信号，所述电学信号包括驱动信号、选波信号、腔长控制信号和抖动控制信号；
[0008]所述驱动信号驱动所述增益芯片发出光束，所述光束在所述外部谐振腔内谐振产生激光模式；
[0009]所述选波信号调谐所述波长选择元件选择所需的波长；
[0010]所述腔长控制信号用于调节所述外部谐振腔的光学腔长，以使所述激光模式与所述波长选择元件的波长对齐；
[0011]所述抖动控制信号用于控制所述外部谐振腔的光学腔长产生抖动，以锁定输出光束的中心波长；
[0012]所述腔长控制信号通过调节所述增益芯片来调节所述外部谐振腔的光学腔长。
[0013]作为实施方式的进一步改进，所述腔长控制信号叠加在所述增益芯片的偏置电流上，通过调节所述增益芯片的偏置电流来改变所述增益芯片的光学长度，以调节所述外部谐振腔的光学腔长。
[0014]作为实施方式的进一步改进，所述密封壳体内设有TEC，所述增益芯片设于所述TEC上；
[0015]所述腔长控制信号通过控制所述TEC的温度来调节所述增益芯片的光学长度，以调节所述外部谐振腔的光学腔长。
[0016]作为实施方式的进一步改进，所述抖动控制信号叠加在所述增益芯片的偏置电流上，通过调节所述增益芯片的偏置电流来改变所述增益芯片的光学长度，以产生光学抖动。
[0017]作为实施方式的进一步改进，所述外腔激光器还包括致动器，所述外部谐振腔的一个腔面设于所述致动器上；
[0018]所述抖动控制信号通过控制所述致动器的形变使所述致动器上的所述腔面抖动。
[0019]作为实施方式的进一步改进，所述增益芯片设置在所述致动器上，所述外部谐振腔的一个腔面设于所述增益芯片远离所述波长选择元件的端面上。
[0020]作为实施方式的进一步改进，所述激光器还包括一耦合透镜，所述耦合透镜位于所述外部谐振腔的输出光路上；所述耦合透镜包括靠近所述外部谐振腔的平面和远离所述外部谐振腔的球面或非球面；所述外部谐振腔的输出腔面设于所述耦合透镜的所述平面上，所述耦合透镜设于所述致动器上。
[0021]作为实施方式的进一步改进，所述激光器还包括一隔离器，所述隔离器位于所述外部谐振腔的输出光路上；所述外部谐振腔的输出腔面设于所述隔离器靠近所述外部谐振腔的平面上；所述隔离器设于所述致动器上。
[0022]作为实施方式的进一步改进，所述致动器包括压电元件、MEMS或线性电机中的一种。
[0023]作为实施方式的进一步改进，所述外腔激光器还包括一腔长抖动元件，所述腔长抖动元件设于所述外部谐振腔内；
[0024]所述抖动控制信号通过控制所述腔长抖动元件来使所述外部谐振腔产生光学抖动。
[0025]作为实施方式的进一步改进，所述腔长抖动元件包括声光元件、磁光元件、电光元件或液晶组件中的一种。
[0026]作为实施方式的进一步改进，所述腔长抖动元件设于所述波长选择元件与所述外部谐振腔的腔面之间；
[0027]所述腔长抖动元件包括相对的两个平面，所述外部谐振腔的腔面设于所述腔长抖动元件远离所述波长选择元件的平面上。
[0028]作为实施方式的进一步改进，所述密封壳体的体积小于或等于0.3立方厘米。
[0029]本申请还提供一种光模块，包括上述任一项实施例的外腔激光器。
[0030]本申请的有益效果：将腔长控制信号作用在增益芯片上，减少了外腔内的元件数量，一方面可大大较小封装尺寸，具有更小的体积；另一方面，可有效减少外腔插损，进而减少插损对激光功率和线宽的影响，输出更稳定更窄线宽的激光。
附图说明
[0031]图1为本申请窄线宽外腔激光器封装示意图；
[0032]图2为本申请外腔激光器实施例1中激光器组件示意图；
[0033]图3为实施例1中腔长控制信号和抖动控制信号作用在增益芯片的示意图；
[0034]图4为实施例1中腔长控制信号作用的TEC的示意图；
[0035]图5为实施例2中仅腔长控制信号作用的增益芯片的示意图；
[0036]图6为实施例2中仅抖动控制信号作用在增益芯片的示意图；
[0037]图7为实施例3中仅腔长控制信号作用在增益芯片的示意图；
[0038]图8为实施例3中仅抖动控制信号作用在增益芯片的示意图；
[0039]图9为本申请外腔激光器实施例4中激光器组件示意图；
[0040]图10为本申请窄线宽外腔激光器的另一种封装示意图；
[0041]图11为本申请光模块结构示意图。
具体实施方式
[0042]以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。
[0043]在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。
[0044]另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种窄线宽外腔激光器，包括密封壳体，所述密封壳体设有光学接口和电学接口；其特征在于：还包括设于所述密封壳体内的外部谐振腔，以及设于所述外部谐振腔内的增益芯片和可调谐的波长选择元件；所述电学接口用于传输电学信号，所述电学信号包括驱动信号、选波信号、腔长控制信号和抖动控制信号；所述驱动信号驱动所述增益芯片发出光束，所述光束在所述外部谐振腔内谐振产生激光模式；所述选波信号调谐所述波长选择元件选择所需的波长；所述腔长控制信号用于调节所述外部谐振腔的光学腔长，以使所述激光模式与所述波长选择元件的波长对齐；所述抖动控制信号用于控制所述外部谐振腔的光学腔长产生抖动，以锁定输出光束的中心波长；所述腔长控制信号通过调节所述增益芯片来调节所述外部谐振腔的光学腔长。2.根据权利要求1所述的外腔激光器，其特征在于：所述腔长控制信号叠加在所述增益芯片的偏置电流上，通过调节所述增益芯片的偏置电流来改变所述增益芯片的光学长度，以调节所述外部谐振腔的光学腔长。3.根据权利要求1所述的外腔激光器，其特征在于：所述密封壳体内设有TEC，所述增益芯片设于所述TEC上；所述腔长控制信号通过控制所述TEC的温度来调节所述增益芯片的光学长度，以调节所述外部谐振腔的光学腔长。4.根据权利要求2或3所述的外腔激光器，其特征在于：所述抖动控制信号叠加在所述增益芯片的偏置电流上，通过调节所述增益芯片的偏置电流来改变所述增益芯片的光学长度，以产生光学抖动。5.根据权利要求2或3所述的外腔激光器，其特征在于：所述外腔激光器还包括致动器，所述外部谐振腔的一个腔面设于所述致动器上；所述抖动控制信号通过控制所述致动器的形变使所述致动器上的所述腔面抖动。6.根据权利要求5所述的外腔激光器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂文凯，骆亮，
申请(专利权)人：苏州旭创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：