Способ частотно-импульсной модуляции излучения одномодового инжекционного лазера

 

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 (/

СОЮЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5115 "H 01 S 3/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ДВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1

*

1 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (46) 07.02. 92. Бюл. Р" 5 (21) 4194438/35 (22) 16.02.87 (7 1) Институт радиотехники и электроники AH СССР (72) А.В.Мазур, С.К.Моршнев и А.В.Францессон (53) 621.375.8(080.8) (56) Патент США У 4538276, кл. Н 01 S 3/02, 1985.

Myatt R. et all. 140 Mbit/s

optical FSK fibre hetегоdyne experiment et 1,54 рш. — Electron, Letters, 1984, v. 20, р. 912. (54) СПОСОБ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ ОДНОМОДОВОГО ИНЖЕКЦИОННОГО ЛАЗЕРА (57) Изобретение относится к способам частотной модуляции излучения и может быть использовано в системах оптической связи. Цель изобретения Предлагаемый сгособ частотноимпульсной модуляции излучения одномодового инжекциониого лазера может быть применен в системах оптической когерентной связи, в частносk ти в волоконно-оптической когерентиой связи, использующих гетеродинирование принимаемого оптического иэ лучения.

Целью изобретения является повышение стабильности величины сдвига частоты генерации.

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

Одномодовый инжекциоиный лазер 1,,подключенный к источнику 2 инжекци„„SU„„1505 9 А1

2 повышение 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, при этом возвращают в лазерный резонатор долю мощности ?1, которую определяют изсоотношений 0,05 q D / Ь (1+ ?

+ d ? ) Ь пС/2f, где L — оптическая длина обратной связи, С вЂ” скорость света в вакууме, D — оптическая длина лазерного резонатора, Ж вЂ” коэффициент амплитудно-Фазовой связи инжекционного лазера, и — целое число.

Применение способа позволяет повысить стабильность величины эаданного сдвига частоты генерации инжекционного лазера .более чем на порядок.

1 ил. онного 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

I оптически соединен внешний резонатор 6, образующий сптическую о6ратную связь и состоящий пэ согласующего объекта 7, волоконного световода 8, волоконно-оптического аттенюатора 9, например аттенюатора на микроизгибах световода, и отражающего элемента 10, Со стороны торца

4 к иижекциониому лазеру 1 оптичес c) 5o(1 1яор ) э а где 5 — " крутизна модуляционdI ной характеристики.

Генерация инжекцнонного лазера 1, охваченного оптической обратной связью, может происходить на нескольких модах внешнего резонатора 6, одна иэ которых, называемая доминантной, преобладает по интенсивности над остальными. Оптическая обратная связь возникает следующим образом.

Оптическое излучение, снимаемое с торца 3 одномодового инжекционного . 40 лазера 1, поступает через согласующий объектив 7 н волоконный светонод 8, проходит через волоконно-оптический аттенюатор 9 и на выходе из нолоконного снетонода 8 отражается от отражан)щего элемента 10, вновь проходи г волоконный световод 8 и волоконно-оптический аттенюатор 9 и через объектив 7 поступает обратно в лазерный резонатор, ограниченный отражательными торцами 3 и 4.

Доля < NABHocTH излучения, возвращаемого обратно н лазерный резонатор, определяется выражением

1oc

1 n 55

50 где Рл мо<яно ть, снима ема я с торца ) cccc)c < c цв< <))«) го лазера l;

3 l )053 кн ccoaKJcc

5 между лазером 1 и согласующим объективом 7, 1<) — длина объектива 7, 1 — ноздушный зазор между объективом 7 и I)oJcoKoHIBtM снетонодом 8, 1 — длина волоконного световода 8.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом;

Одномодовый инжекционный лазер при пропускании через него инжекционного тойЪ I от источника 2 в от- 15 сутстнин оптической обратной сняэи (изолированный лазер) генерирует ь лазерном резонаторе, образованном отражательными торцами 3 и 4, оптическое излучение на единственной . 20 частоте, распространяющееся в обе стороны от торцов 3 и 4. Частота . пропорциональна (1 - Iccop) где I<)op — пороговое значение инжекиионного тока

25 м о щи <) о т) ic 3 Jl w«c p I c cc cc, н О 3нт)ащаемая об()а гно в лазер нын резонатор., Величина ю) может (ibcTJ изменена рассогласованием инжекционного лазера 1 и внешнего резонатора 6 путем расфокусировки согласующего объектива 7 или введением дополнительных потерь во внешнем резонаторе 6 посредством волоконно-оптического аттенюатора 9.

Пример. Одномодовый инжекционный лазер 1 типа ИЛПИ-202 генерирует на часто ге U = 230000 ГГц ((1

1,3 мкм). На электрод инжекционного лазера 1 вместе с постоянным инжекционным током I = 100 мА (Iccc)p

50 мЛ) подан)тся упранляющие импульсы тока с амплитудой Ip =

0,07 мЛ. Инжекционный ток I стабилиэирован с точностью 10 мкА, температура подложки инжекционного лазера стабилизирована с точностью

0,005 С. Инжекционньтй лазер 1 охвачен оптической обратной связью с оптической длиной L = 11$ см.

Доля q мощности излучения,. возвращаемая оптической обратной связью в лазерный резонатор, составляла

4.10, оптическая длина D лазер-. ного резонатора равна 0,04 см, коэффициент о(= 4.

1:рутиэна SI модуляционной характеристики инжекционного лазера охваченного оптической обратной связью, была получена равной Sq

200 МГц/мА, крутизна S изолированного лазера равной So = l,8 ГГц/мА.

Таким образом пол у .ено увеличение стабильности f/hf н 9 раэ.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ частотно-импульсной модуляции излучения одномодового инжекционного лазера, охваченного оптической обратной связь<о, основанный на сдвиге частоты его генерации на заданную величину f путем подачи управляющего импульса тока, о т л и ч а ю щ н и с я ".ем, что, с целью повышения стабильности величины сдвига частоты генерации, возвращают с помощью оптической обратной связи н лазернь.л резонатор долю мощности q, величину которой выбирают из условий

0 05 c ct D / (1 (l + с 1)3, L

2Е где с — скорость света в вакууме;

D — оптическая длина лазерного резонатора;

1505389

L — - оптическая длина обратной связи; и — целое число.

0(— коэффициент амплитудно-фаэовой связи икжекциоиного лазера;

Составитель Ю, Маслобоев

Техред Л.Олийнык Корректор С. Черни

Редактор Н. Коляда

Заказ 1302 Тирам Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101