Способ частотно-импульсной модуляции излучения одномодового инжекционного лазера Советский патент 1992 года по МПК H01S5/06 

Предлагаемый способ ча стотноИМПуЛЬСНОЙ модуляции излучения ОДНОМОДОВОГО иижекциониого лазера мо- же.т быть применен в системах оптической когерентной связи, в частности в волоконно-оптической к огерент- ной связи, использующих гетеродини- рование принимаемого оптического излучения .

Целью изобретения является повышение стабильности величины сдвига частоты генерации.

Предлагаемьш способ поясняется чертежом.

Одномодопый инжекционный лазер 1, подключенный к источнику 2 инжекционного тока. Лазерный резонатор ограничен отражательными торцами 3 и 4. К электроду инжекционного лазера 1 вместе с источником 2 инжекционного тока подключен также источник 5 управляющих импульсов тока. Со стороны торца 3 с кнжекционным лазером 1 оптически соединен внешний резонатор 6, образующий оптическую обратную связь и состоящий из согласу- юп;его объекта 7, волоконного световода 8, волоконно-оптического атте- шоатора 9, например аттенюатора на мцкроизгибах световода, и отражающего элемента 10, Со стороны торца 4 к икжекционпому лазеру 1 оптичесСП

о

СП

со

00

кн полкл1 чен волоконный спетовод 1 I линии спязи. Физические дакт.тн тле- ментон следутиие: 1 -длина го резонатора, 1 - длина зазора между лазером 1 и согласуюушм объективом 7, 1( - длина объектива 7, Ij - воздушный зазор между объективом 7 и полоконнмм световодом 8, 1 - длина волоконного спетовода 8.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом;

Одномодовый инжекционный лазер при пропускании через него инжекци- онного тоЛ I от источника 2 в отсутствии оптической обратной связи (изолированный лазер) генерирует Б лазерном резонаторе, образованном отражательными торцами 3 и А, оптическое излучение на единственной частоте S)o, распространяющееся в обе стороны от торцов 3 и 4. Частота в пропорциональна (I - Inop) где I пор пороговое значение йн- жекиионного тока

о Sod - Inop ),

L d

где S 7- - крутлэна модуляцнон- dl „

ной характеристики.

Генерация инжекционного лазера 1 охваченного оптической обратной свя зью, может происходить на нескольки модах внешнего резонатора 6, одна из которых, называемая доминантной, преобладает по интенсивности над остальными. Оптическая обратная связь возникает следующим образом. Оптическое излучение, снимаемое с торца 3 одномодового инжекционного лазера 1, поступает через согласующий объектив 7 в волоконный световод 8, проходит через волоконно-оптический атте1тоатор 9 и на выходе и волоконного световода 8 отражается от отражающего элемента 10, вновь проходит волоконный световод 8 и волоконно-оптический аттенюатор 9 и через объектив 7 поступает обратно в лазерный резонатор, ограниченный oтpaжaтeJтьнь м торцами 3 и 4.

Доля г| мошности излучения, воз- BpapiaeMOfo обратно в лазерный резонатор, онроделчется выражением

РОС П Рл

где РА - мощность, снимлемпя с торил 3 11Н(к itiKMinor o лазе- рп 1;

Г

5

0

Of - мспиногт. излучения, нозярлщлемпя оПрлтно в лазерный режжатор..

Величина п может изменена рассогласованием инжекциоиного лазера 1 и внешнего резонатора 6 путем расфокусировки согласующего объектива 7 или введением дополнительных потерь во внешнем резонаторе 6 посредством волоконно-оптического аттенюатора 9о

Пример. Одномодовый иижекци- онный лазер 1 типа ИЛПН-202 генерирует на частоте S 230000 ГГц ( Л « 1,3 мкм). На электрод инжекционного лазера 1 вместе с постоянным инжекционным током I 100 мА (Inop 50 мЛ) подаются управляющие импульсы тока с амплитудой IA 0,07 мЛ. Инжекционный ток I стабилизирован с точностью 10 мкА, температура подложки инжекционного лазера стабилизирована с точностью 5 0,005°С, Инжекциоиный лазер I охвачен оптической обратной связью с оптической длиной L 115 см.

Доля п мощности излучения, возвращаемая оптической обратной свя- 0 зью в лазерный резонатор,составляла 17 4-10, оптическая длина D лазерного резонатора равна 0,04 см, коэффициент 0 4,

Крутизна S модуляционной характеристики инжекционного лазера 1, охваченного оптической обратной связью, была получена равной S 200 МГц/мА, крутизна So изолированного лазера равной SQ 1,8 ГГц/мА, Q Таким образом подучено увеличение стабильности f/uf в 9 раз. Формула изобрет ения

Способ частотно-импульсной модуляции излучения одномодового инжекционного лазера, охваченного оптической обратной связью, основанный на сдвиге частоты его генерации на заданную величину f путем подачи управляющего импульса тока, отличающийся тем, что, с целью повы- 0 шения стабильности величины сдвига частоты генерации, возвращают с помощью оптической обратной связи в лазернь.. резонатор долю мощности п , величину которой выбирают из условий

0,05 П i D /lLVl + а ), L |-, где с - скорость света п вакууме; D - оптическая длина лазерного резонатора;

5

5

Изобретение относится к способам част отной модуляции излучения и может быть использовано в системах оптической связи. Цель изобретения повьгшение стабильности величины сдвига частоты генерации. Способ основан на сдвиге частоты генерации ОДНОМОДОВОГО инжекционного лазера, охваченного оптической обратной связью на заданную величину f путем по-, дачи управляющего импульса тока, nprf этом возвращают в лазерный резонатор долю мощности fj , которую определяют Н31соотношений 0,05 7 I (H ) L nr,/2f, где L - оптическая длина обратной связи, С - скорость света в вакууме, D - оптическая длина лазерного резонатора, « - коэффициент амплитудно-Фазовой связи инжекционного лазера, п - целое число. Применение способа позволяет повысить стабильность величины заданного сдвига частоты генерации инжекционного лазера более чем на порядок. . 1 ил. ч г (/

:„...

5

CX - коэффициент амплитудно-фазовой связи инжекциониого лазера;

7 J 7ff

П

1л li li h

1505389

оптическая длчнл обратной

связи;

целое число.

Ю