專利名稱：集成式波長監(jiān)測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光波長的監(jiān)測，更具體地講涉及用于激光器的子組件的集成式波長監(jiān)測方法及其設(shè)備。
在WDM系統(tǒng)中，各信道間隔的典型差值為100GHz，相當于0.8納米(毫微米)或激光波長的0.05％。為避免信道之間的干擾，必須保證波長偏差在±0.1納米之內(nèi)。在當今系統(tǒng)級中，典型的方式是使用分離設(shè)備對全信道進行監(jiān)測。
一些用于獲得WDM光傳輸系統(tǒng)的波長監(jiān)測和控制的解決方法已經(jīng)被公開。美國專利No.5,825,792公開了用于具有分布式反饋(DFB)的激光發(fā)射源的緊湊型波長監(jiān)測和控制組件，該組件包括具有一定角度的Fabry-Perot校準器和兩個分離的光波檢測器，在反饋環(huán)路中使用它們的差動輸出，用于穩(wěn)定激光源的波長。
另一美國專利No.5,896,201公開了用于波長監(jiān)測和控制的光學(xué)設(shè)備。該設(shè)備有一楔形光學(xué)元件，用于將光束分為成不同的兩束反射光束，并經(jīng)過濾波器到達第一和第二光波檢測器。根據(jù)波長特性的差異，依據(jù)第一和第二光波檢測器的輸出可以對光束的波長進行監(jiān)測。
再有在國際專利申請WO95/20144中公開的光波波長傳感器，包括楔形Fabry-Perot校準器，可顯示在其寬度方向不同波長的光穿過時的諧振波，和檢測器陣列，用于檢測所發(fā)生的諧振波峰的空間布置。
另一美國專利No.5,305,330公開一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個激光二級管和用于穩(wěn)定該激光二極管波長的一個系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括光束分束器、用于測量的衍射光柵和數(shù)個光檢測器。
迄今發(fā)現(xiàn)的解決方法都相對復(fù)雜，或多或少地很難在標準激光設(shè)備中簡便地實現(xiàn)。然而，具有集成式波長監(jiān)測器的激光器將是市場上頗具吸引力的產(chǎn)品。因此需要有一種用于監(jiān)測激光設(shè)備波長的簡單緊湊的集成設(shè)備。
一種獲得根據(jù)本發(fā)明的波長監(jiān)測設(shè)備的方法在獨立權(quán)利要求1和從屬權(quán)利要求2-5中陳述。此外，一種用于控制激光源波長的設(shè)備在獨立權(quán)利要求6和從屬權(quán)利要求7-10中陳述。
根據(jù)本發(fā)明改進的波長監(jiān)測器是通過創(chuàng)造性地將位置傳感檢測器和干涉濾波器組合而成。這樣，PSD 10構(gòu)成光波檢測器，從中可以提取入射光的位置及其強度。PSD是通過在光電二極管檢測器設(shè)置幾個電極得到的。通過觀測相應(yīng)電極的電流導(dǎo)出位置及強度。
在圖2所示的基本實施例中，制作在SPD 10頂部的干涉濾波器12是由沉積數(shù)層不同的光透明材料構(gòu)成。而另一實施例的干涉濾波器是分開制造，然后組合到位置傳感檢測器芯片10上。監(jiān)測器的分辨率和波長范圍可以通過干涉濾波器12的隔層厚度控制。例如在一典型實施例中濾波器的形狀就如同F(xiàn)abry-Perot校準器。通過采用熱膨脹低的材料作為隔層，可以使其對溫度依賴降至最小。
在應(yīng)用本發(fā)明的一個典型的實施例中，如上所述制造的波長監(jiān)測器13在激光器14的背面在一定距離以一定的傾角安裝，如圖3所示。另一可選方案，使從前面的部分光線直接進入監(jiān)測器。
由于僅以特定角度入射的光可透過濾波器12，因此如圖4所示在位置傳感檢測器10上形成線條15，此處線條的位置依據(jù)波長而定。然后從通過光檢測器的電極檢測的電流可以提取光的波長。
檢測器可簡便地采用可用的標準工藝制造。本監(jiān)測器可直接替代使用在當前激光器件中的功率監(jiān)測器。例如在瑞典的Partille市的SiTek Electro Optics公司，就有商業(yè)生產(chǎn)的位置傳感檢測器。
通過在光纖前端安裝根據(jù)本發(fā)明的組件13，可得到一低成本、高可靠性的波長檢測儀表。通過在PSD采用更多的電極甚至可以檢測雙模式的激光器。通過測量及時分解的波長信號，可容易地監(jiān)測到激光器的線性調(diào)頻脈沖。
熟知本技術(shù)領(lǐng)域的人員應(yīng)理解對本發(fā)明所作的各種修改和變化均沒有脫離本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
1.一種用于獲得光波波長監(jiān)測器的方法，其特征在于采用了如下步驟使用位置傳感檢測器(10)，通過從數(shù)個檢測電極提取電流，提供入射光的位置和強度信息；將干涉濾波器(12)直接設(shè)置在位置傳感檢測器(10)的頂部，從而形成集成式波長傳感設(shè)備(13)；在距光源一定距離處以一定傾角安裝形成的波長傳感設(shè)備(13)，使其用作光波波長監(jiān)測器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還有以下步驟，通過沉積數(shù)個光學(xué)透明材料層制成的多層材料的光波濾波器，直接在位置傳感監(jiān)測器(10)的頂部制造干涉濾波器(12)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還有以下步驟，可單獨制造由數(shù)個材料層構(gòu)成的干涉濾波器(12)，然后把得到的干涉濾波器(12)與位置傳感檢測器(10)組合在一起。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還有以下步驟，干涉濾波器(12)的隔層采用熱膨脹低的材料，使其對溫度依賴降至最小。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還有以下步驟，使用從位置傳感檢測器導(dǎo)出的輸出信號來控制激光發(fā)射器的波長。
6.一種用于形成光波波長監(jiān)測器的設(shè)備，其特征在于，一個位置傳感監(jiān)測器(10)，用于通過使用從數(shù)個位置傳感二級管電極提取的電流，來提供入射光的位置和強度的信息；一個干涉濾波器(12)，直接制作在位置傳感檢測器(10)的頂部，從而構(gòu)成集成式波長傳感設(shè)備(13)，這里，將波長傳感設(shè)備(13)距光源一定距離以一定傾角安裝，使波長傳感設(shè)備起到光波波長監(jiān)測設(shè)備的作用。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，通過沉積數(shù)層不同的光學(xué)透明材料形成一個光波濾波器，直接在位置傳感監(jiān)測器(10)的頂部制造干涉濾波器(12)，形成集成式波長監(jiān)測設(shè)備。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述干涉濾波器(12)單獨由數(shù)個不同的光學(xué)透明材料層制造，形成該濾波器，隨后與位置傳感檢測器(10)組合在一起，從而生成集成式波長監(jiān)測設(shè)備。
9.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述干涉濾波器(12)的隔層采用熱膨脹低的材料，使其對溫度的依賴降至最小。
10.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述波長控制器使用從位置傳感檢測器(10)導(dǎo)出的輸出信號控制激光發(fā)射器(14)的波長。
全文摘要
公開了集成式波長監(jiān)測器和獲得該設(shè)備的方法。該設(shè)備適合集成到用于光纖通信的半導(dǎo)體激光器中，其可由以下方法實現(xiàn)通過沉積數(shù)層不同透明材料構(gòu)成一個光學(xué)濾波器，把干涉濾波器直接制作在位置傳感光波檢測器上。干涉濾波器也可以單獨制造，然后直接安裝在檢測器的頂部。集成位置傳感設(shè)備(13)以一定傾角安裝在激光器的背面，與標準功率監(jiān)測器的位置相同。照射在具有干涉濾波器的位置傳感檢測器上的光束的橫向位置，以電流形式導(dǎo)出，它依賴于入射光的波長，這一導(dǎo)出位置用于波長監(jiān)測。
文檔編號G01J9/00GK1404640SQ01803548
公開日2003年3月19日 申請日期2001年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月10日
發(fā)明者K·弗雷德 申請人:艾利森電話股份有限公司