可调谐激光器的发展|应用

　　可调谐激光器是新一代密集波分复用系统以及全光网络中光子交换的关键光电子器件，它的运用使得光纤传输系统容量大大增加，灵活性和可扩展性大大增强，目前已经实现了宽波长范围的连续或准连续调谐。

可调谐激光器发展现状

　　世界各公司和研究机构都在积极推进可调谐激光器的研发工作，在这一领域也不断取得新的进展。可调谐激光器的性能不断完善，成本不断降低。目前可调谐激光器主要分为两大类：半导体可调谐激光器和可调谐光纤激光器。

　　半导体激光器是目前光通信系统中Z为重要的光源，具有体积小，重量轻，转换效率高，省电等特点，便于与其他器件实现单片光电子集成。可分为可调谐分布反馈激光器、分布布拉格反射镜激光器、微电机系统垂直腔面发射激光器和外腔半导体激光器。

　　可调谐光纤激光器作为增益介质的掺杂光纤工艺的成熟以及作为泵浦源的半导体激光二极管的发展极大地推动了光纤激光器的发展。可调谐激光器是基于掺饵光纤80nm增益带宽，在回路中加入滤波元件来控制激光器的激射波长，实现波长的调谐。

　　国际上对可调谐半导体激光器的研制十分活跃，进展也很快。随着可调谐激光器在成本和性能方面与固定波长激光器的逐步接近，必然会越来越多地应用于通信系统，并在未来的全光网络中发挥重要作用。

可调谐激光器的发展前景

　　可调谐激光器的类型比较多，一般都是在各种单一波长激光器基础上进一步引入波长调谐机构发展而成的，目前国际上已有部分商品供应市场。除了研制连续光可调谐激光器外，具有集成其他功能的可调谐激光器也已经有了报道，如VCSEL与电吸收调制器单片集成的可调谐激光器，取样光栅布拉格反射器与半导体光放大器、电吸收调制器集成的激光器等。

　　Z近报道了同时集成有放大器和调制器的取样光栅布拉格反射器，目前的工作还集中在通过不断改进工艺实现波长稳定、输出功率大、高边模YZ比等静态特性，同时对可调谐激光器调制特性进行研究，以满足DWDM、光电集成(OEIC)及光子集成(PIC)的需要。

　　由于波长可调谐激光器应用非常广泛，因此出现的各种结构的可调谐激光器可以应用到不同的系统，各有优缺点。外腔半导体激光器由于输出功率大，波长连续可调，因而可用于精密测试仪器中的宽带可调光源。从光子集成以及满足未来全光网的角度来看取样光栅DBR，超结构光栅DBR及与调制器、放大器等集成的可调谐激光器也许可成为Z有前途的可调谐光源。

　　光纤光栅外腔可调谐激光器也是很有前途的一类光源，其结构简单、线宽窄、易于光纤耦合，如果腔内可集成EA调制器还可以作为高速可调谐光孤子源。另外，基于光纤激光器的可调谐光纤激光器近年来有相当大的发展。可以预计，在光通信光源中可调谐激光器性能将会进一步完善，市场占有份额将逐渐加大，具有非常光明的应用前景。

可调谐激光器在DWDM系统的应用

　　可调谐激光器在光传输系统中可能的应用方式很多，如对于实验室，可以利用可调谐激光器模拟整个波段的单波光源进行相关的实验等。可调谐激光器在DWDM光传输系统中可自动实施保护和恢复倒换的通道层保护的应用。

　　常用的保护光通道业务运行的方法有：一种是为设备提供备份的硬件，当单元出现故障时，通过人工方式进行紧急更换的替代装置;第二种方法是在发射端为光转发单元配置保护装置。保护装置处在上电状态，随时可以替代故障单元进行工作。另外还有一种实现通道保护的方法，是使用固定波长的光转发单元，在WDM系统发送端设备所有的通道中，指定一部分光通道保护通道。在受保护的通道光转发单元出现故障时，将故障单元的输入业务切换到保护通道的光转发单元输入端。因此，由于可调谐激光器自身的优点，使得其在DWDM系统大有用武之地。

　　在国内，可调谐激光器首先应用在实验室的长途超大容量(Tb/s以上)光传输设备中。可调谐激光器结合超大容量可升级合分波装置、业务配置和倒换控制装置，可实现设备发射业务的通道级1：N保护或分组1：N保护，构成了大容量系统多样化业务保护手段之一，为运营商构建未来高性能光网络提供了物质准备。

　　采用可调谐激光器实现业务保护，在实现通道保护时，增加了冗余装置，且不减少设备容量。并可具有自动保护倒换和恢复能力。整体设备构造较为简单，实现自动操作控制。