Infinera、Juniper等公司用COEO耦合光电振荡器来形成可调谐窄线宽,且波长锁定的激光器。
光电谐振环,实现锁波,和光放大,光谐振环由一个可饱和吸收体,一个增益,一组滤波,共同实现超窄线宽的设计。
可饱和吸收体和光增益放大,都可以用半导体来做,混合激光器(比如Juniper,Intel等),InP(Infinera等)。 SOA,做增益,半导体放大器。 把SOA的PN做反相偏置,就是一个可饱和吸收体。
可饱和吸收体,就是在不饱和的光输入,吸收率很大。而在饱和后基本不吸收。换句话说,功率小,吸收大,功率大反而是透明的,吸收很小。
基于COEO,第一步,给调制器一定脉冲的电信号,这是主动锁定波长,因为可控。
第二步,光产生谐振,输出一段像FP激光器一样的多个纵模。这和腔长的设计相关。
腔长决定了纵模间隔。
接着,在OEO的环路,通过滤波,电信号的部分谐振点幅度降低
当上图的电信号,再次反馈在调制器时,之前的多个纵模,开始在环路滤波过程中,出现主模和边模,边模抑制比随着谐振得到增强。
在OEO的环路外,增加的一个耦合的COEO,会继续收窄线宽,增大边模抑制比。
这个作用,就是由反偏的半导体制作的可饱和吸收体SA实现的,主模功率很大,在SA中损耗极低,几乎没有被吸收,边模在穿过SA时,产生吸收,幅度降低。
经过COEO的环路,实现波长锁定,单纵模激射,窄线宽控制,以及通过调谐,可控制主模光的中心波长。
下图是2018年Juniper的一个锁模激光器的示意图。