一种外腔可调谐激光器及光模块制造技术

本申请公开了一种外腔可调谐激光器及光模块，激光器包括壳体、外部谐振腔、致动器、增益芯片和可调谐滤波组件；外部谐振腔的一个腔面设于致动器上；壳体的电学接口用于传输包括选波信号、腔长控制信号和抖动控制信号等电学信号；选波信号调谐可调谐滤波组件选择所需要的波长；腔长控制信号控制致动器产生第一形变以调整外部谐振腔的腔长；抖动控制信号控制致动器在上述第一形变的基础上进行抖动以产生波长抖动信号。本申请将调相位和抖动的元件都集成在外腔面和同一致动器上，减少了外腔内的元件数量，缩短了外腔长度，可获得更小的封装尺寸；同时，有效减少了外腔插损，进而减少插损对激光功率和线宽的影响，使输出激光的线宽更窄、模式更稳定。模式更稳定。模式更稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种外腔可调谐激光器及光模块


[0001]本申请涉及光通信
，尤其涉及一种外腔可调谐激光器及光模块。

技术介绍

[0002]随着大数据、物联网以及5G业务的迅速发展，网络容量需要日益激增，这使得具有大带宽、长距离传输的相干光通讯技术成为下一代高速大容量光网络的首选。作为高相干性的光源和本振器，窄线宽可调谐激光器成为相干光通讯的核心器件之一。目前相干光模块封装形式主要有CFP2-ACO、CFP-DCO等，封装进一步小型化如OSFP时，受模块内部器件尺寸限制，iTLA(Integratable Tunable Laser Assembly，可调谐激光器)需要进一步小型化成nano-iTLA，所以光学设计部分需进一步简洁小型化。
[0003]目前，商用的窄线宽可调谐激光器主要有自由空间光外腔、DBR(distributed Bragg reflector，分布式布拉格反射激光器)、DFB(Distributed Feedback Laser，分布式反馈激光器)阵列、微环腔等方案，由于其参数精密，对环境非常敏感，光学封装一般采用气密方案，尺寸根据外腔实现方式可大可小。芯片集成方案控制复杂，且因为其插损大，需要集成SOA(semiconductor optical amplifier，半导体光放大器)来提高出光功率，会带来额外的控制、功耗和占用空间。自由空间光可调谐激光器光学部分包括外腔、波长选择元件和模式锁定元件，模式锁定元件用于锁定腔膜，包含光学抖动、反馈和腔长制动三部分。可控光学元件数量多导致器件尺寸难以进一步缩小。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种外腔可调谐激光器及光模块，具有更小的封装尺寸和较小的外腔插损。
[0005]为了实现上述目的之一，本申请提供了一种外腔可调谐激光器，包括壳体，所述壳体设有光学接口和电学接口；还包括设于所述壳体内的外部谐振腔和致动器，以及设于所述外部谐振腔内的增益芯片和可调谐滤波组件；
[0006]所述外部谐振腔的一个腔面设于所述致动器上；
[0007]所述增益芯片发出的光束在所述外部谐振腔内谐振产生激光模式；
[0008]所述电学接口用于传输电学信号，所述电学信号包括腔长控制信号和抖动控制信号；
[0009]所述腔长控制信号控制所述致动器产生第一形变以调整所述外部谐振腔的腔长；
[0010]所述抖动控制信号控制所述致动器在所述第一形变的基础上进行抖动以产生波长抖动信号。
[0011]作为实施方式的进一步改进，所述致动器包括堆叠式压电陶瓷，所述堆叠式压电陶瓷包括多个堆叠的压电陶瓷切片，所述压电陶瓷切片的堆叠方向与所述外部谐振腔的光轴一致。
[0012]作为实施方式的进一步改进，所述堆叠式压电陶瓷沿其堆叠方向设有一通光孔，
所述外部谐振腔的一个腔面设于所述通光孔的端面或孔内。
[0013]作为实施方式的进一步改进，所述外部谐振腔的一个腔面设于所述增益芯片远离所述可调谐滤波组件的端面上；所述增益芯片设于所述堆叠式压电陶瓷的上表面上。
[0014]作为实施方式的进一步改进，所述外部谐振腔包括输出腔面和反射面；
[0015]所述输出腔面设于所述增益芯片远离所述可调谐滤波组件的端面上；所述反射腔面设于所述堆叠式压电陶瓷靠近所述外部谐振腔的端面上或者所述堆叠式压电陶瓷的上表面上。
[0016]作为实施方式的进一步改进，所述致动器包括MEMS，所述MEMS可沿所述外部谐振腔的光轴方向产生形变。
[0017]作为实施方式的进一步改进，所述MEMS设有一通光孔，所述外部谐振腔的一个腔面设于所述通光孔的端面或孔内。
[0018]作为实施方式的进一步改进，所述外部谐振腔包括输出腔面和反射面；
[0019]所述MEMS包括靠近所述外部谐振腔的一个平面，所述反射腔面设于所述MEMS的平面上。
[0020]作为实施方式的进一步改进，所述可调谐激光器还包括一耦合透镜，所述耦合透镜设于所述外部谐振腔的输出光路上；
[0021]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；
[0022]所述外部谐振腔的输出腔面设于所述耦合透镜的平面上，所述耦合透镜设于所述致动器上。
[0023]作为实施方式的进一步改进，所述可调谐激光器还包括一隔离器，所述隔离器设于所述外部谐振腔的输出光路上；
[0024]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。
[0025]作为实施方式的进一步改进，所述可调谐激光器还包括分光元件和光探测器，所述分光元件和光探测器设于所述壳体外。
[0026]本申请还提供了一种光模块，包括上述任一实施例的可调谐激光器。
[0027]本申请的有益效果：将调相位和抖动的元件都集成在外腔面和同一致动器上，减少了外腔内的元件数量，缩短了外腔长度，可获得更小的封装尺寸；同时，有效减少了外腔插损，进而减少插损对激光功率和线宽的影响，使输出激光的线宽更窄、模式更稳定。
附图说明
[0028]图1为本申请外腔可调谐激光器封装示意图；
[0029]图2为本申请可调谐激光器实施例1壳体内激光器组件示意图；
[0030]图3为实施例1中腔长控制信号和抖动控制信号作用在致动器的示意图；
[0031]图4为实施例1中采用的堆叠式压电陶瓷结构示意图；
[0032]图5为本申请可调谐激光器实施例2壳体内激光器组件示意图；
[0033]图6为实施例2的另一种变形示意图；
[0034]图7为本申请可调谐激光器实施例3壳体内激光器组件示意图；
[0035]图8为本申请可调谐激光器的另一种封装示意图；
[0036]图9为本申请光模块结构示意图。
具体实施方式
[0037]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。
[0038]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。
[0039]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“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。当元件或层被称为在另一部件或层“上”、与另一部件或层“连接”时，其可以直接在该另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外腔可调谐激光器，包括壳体，所述壳体设有光学接口和电学接口；其特征在于：还包括设于所述壳体内的外部谐振腔和致动器，以及设于所述外部谐振腔内的增益芯片和可调谐滤波组件；所述外部谐振腔的一个腔面设于所述致动器上；所述增益芯片发出的光束在所述外部谐振腔内谐振产生激光模式；所述电学接口用于传输电学信号，所述电学信号包括腔长控制信号和抖动控制信号；所述腔长控制信号控制所述致动器产生第一形变以调整所述外部谐振腔的腔长；所述抖动控制信号控制所述致动器在所述第一形变的基础上进行抖动以产生波长抖动信号。2.根据权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于：所述致动器包括堆叠式压电陶瓷，所述堆叠式压电陶瓷包括多个堆叠的压电陶瓷切片，所述压电陶瓷切片的堆叠方向与所述外部谐振腔的光轴一致。3.根据权利要求2所述的可调谐激光器，其特征在于：所述堆叠式压电陶瓷沿其堆叠方向设有一通光孔，所述外部谐振腔的一个腔面设于所述通光孔的端面或孔内。4.根据权利要求2所述的可调谐激光器，其特征在于：所述外部谐振腔的一个腔面设于所述增益芯片远离所述可调谐滤波组件的端面上；所述增益芯片设于所述堆叠式压电陶瓷的上表面上。5.根据权利要求2所述的可调谐激光器，其特征在于：所述外部谐振腔包括输出腔面和反射面；所述输出腔面设于所述增益芯片远离所述可调谐滤波组件的端面上；所述反射腔面设于所述堆叠式压电陶瓷靠近所述外部谐振腔的端面上或者所述堆叠式压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾季南，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：