專利名稱：無色密集波分復(fù)用發(fā)射器的制作方法
無色密集波分復(fù)用發(fā)射器本發(fā)明要求琳達(dá)·鄧巴等人于2009年11月17年遞交的美國(guó)專利申請(qǐng) US12/619717和2009年8月14日遞交的美國(guó)專利申請(qǐng)US61/234175的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的發(fā)明名稱為“傳送復(fù)用器-用于迫使來自一個(gè)域的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)切換到不同(外部) 域白勺機(jī)構(gòu)(Transport Multiplexer-Mechanisms to Force Ethernet Traffic from One Domain to Be Switched in a Different (External) Domain) ”，該在先申請(qǐng)的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中。
背景技術(shù)：
在一些應(yīng)用中，光發(fā)射器可包括半導(dǎo)體激光器，例如法布里-珀羅(FP)激光器或分布反饋(DFB)激光器。FP激光器包括半導(dǎo)體增益塊(激光器芯片)，其具有例如在發(fā)射方向上位于其相對(duì)側(cè)上的兩個(gè)反射面。兩個(gè)反射面之間的半導(dǎo)體增益塊可確定FP激光器的腔。FP激光器的輸出波長(zhǎng)由腔的長(zhǎng)度及增益塊的折射系數(shù)界定。對(duì)于對(duì)應(yīng)于腔中的多個(gè)縱向模的多個(gè)波長(zhǎng)，可滿足FP激光器的激光作用條件。FP激光器可具有圍繞增益峰值的相對(duì)廣的輸出波長(zhǎng)頻譜，例如從幾毫微米(nm)到約十nm。在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，此波長(zhǎng)頻譜可能不適合長(zhǎng)發(fā)射距離(例如，大于約十公里(km))及/或高數(shù)據(jù)速率發(fā)射(例如，大于約每秒一吉比特tebps))，原因在于光纖中的色散。例如DFB激光器等單模激光器可能更加適合長(zhǎng)發(fā)射距離及/或高數(shù)據(jù)速率發(fā)射， 原因在于其單模操作(單輸出波長(zhǎng))對(duì)于光纖色散有較高的容限。類似于FP激光器，DFB 可包括具有兩個(gè)面的激光器芯片。但是，DFB激光器的激光作用波長(zhǎng)由激光器芯片中的布拉格光柵界定，且兩個(gè)面上可涂覆有抗反射(AR)薄膜以抑制多種激光作用模。通常在波分復(fù)用(WDM)網(wǎng)絡(luò)中，使用多個(gè)DFB激光器來發(fā)射多個(gè)不同波長(zhǎng)信道。舉例來說，波長(zhǎng)信道隔開約50GHz或約100GHz，這與國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)部門(ITU-T)規(guī)定的波長(zhǎng)網(wǎng)格匹配。但是，為了支持WDM網(wǎng)絡(luò)操作及提供額外的備用部分，需要包括不同DFB激光器的大量庫(kù)存的網(wǎng)絡(luò)卡(應(yīng)答器卡)，這會(huì)增加WDM網(wǎng)絡(luò)中的成本?；蛘?，可用少量的可調(diào)諧激光器來替代固定波長(zhǎng)DFB激光器以減少庫(kù)存大小。但是，由于可調(diào)諧激光器的制造成本高于DFB激光器，所以系統(tǒng)的總體成本可能并未實(shí)質(zhì)性降低。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包含一種設(shè)備，其包括多個(gè)激光發(fā)射器，其各自包括偏振旋轉(zhuǎn)器；偏振旋轉(zhuǎn)器鏡，其耦合到所述激光發(fā)射器；及復(fù)用器，其位于所述激光發(fā)射器與所述偏振旋轉(zhuǎn)器鏡之間。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包含一種設(shè)備，其包括第一旋轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以使光偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度；第二旋轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以使光偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度；鏡， 其耦合到所述旋轉(zhuǎn)器一側(cè)，且經(jīng)配置以反射所述光的至少一部分；及WDM濾波器，其位于所述第一旋轉(zhuǎn)器與所述第二旋轉(zhuǎn)器之間。在又一實(shí)施例中，本發(fā)明包含一種方法，其包括使來自半導(dǎo)體激光器的光波的偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度；將所述光波與其它光波復(fù)用成組合光波；旋轉(zhuǎn)且反射所述組合光波以產(chǎn)生偏振被旋轉(zhuǎn)了約90度或約-90度的反射光波；將所述反射光波中對(duì)應(yīng)于激光器的反射光波解復(fù)用；及將所述反射光波的偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。從結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求書進(jìn)行的以下詳細(xì)描述將更清楚地理解這些和其它特征。附圖簡(jiǎn)述為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)在參考以下結(jié)合附圖及詳細(xì)描述進(jìn)行的簡(jiǎn)要描述， 其中相同參考標(biāo)號(hào)表示相同部分。

圖1是無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的一實(shí)施例的示意圖。圖2是WDM發(fā)射器的一實(shí)施例的示意圖。圖3是WDM發(fā)射器的另一實(shí)施例的示意圖。圖4是常規(guī)激光發(fā)射器的示意圖。圖5是激光發(fā)射器的一實(shí)施例的示意圖。圖6是光反射器的一實(shí)施例的示意圖。圖7是單激光偏振操作方法的一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式首先應(yīng)理解，盡管下文提供一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的說明性實(shí)施方案，但可使用任何種技術(shù)，不管是當(dāng)前已知還是現(xiàn)有的，來實(shí)施所揭示的系統(tǒng)及/或方法。本發(fā)明決不應(yīng)限于下文所說明的所述說明性實(shí)施方案、圖式及技術(shù)，包含本文所說明并描述的示范性設(shè)計(jì)和實(shí)施方案，而是可在所附權(quán)利要求書的范圍以及其等效物的完整范圍內(nèi)修改。近些年來，針對(duì)WDM網(wǎng)絡(luò)提出了基于FP激光器設(shè)計(jì)的多波長(zhǎng)密集WDM (DWDM)發(fā)射器。如2007年1月23日頒發(fā)給宋(Song)等人的發(fā)明名稱為“使用法布里-珀羅激光二極管的自注入鎖定的密集波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(Dense Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network System Utilizing Self-Injection Locking of Fabry-Perot Laser Diodes) ”的第7，167，649號(hào)美國(guó)專利中所描述，多波長(zhǎng)密集DffDM 發(fā)射器可包括多個(gè)耦合到WDM濾波器的FP激光器，該專利的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中。DWDM發(fā)射器中的每一 FP激光器的輸出可由濾波器在選定波長(zhǎng)下濾波，接著可被反饋到FP激光器中。濾波器的帶寬(或頻譜)可能比FP激光器的頻譜寬度窄(通常< Inm)。 此外，值得注意的是，第7，167，649號(hào)美國(guó)專利中并未論述模間距。無論如何，F(xiàn)P激光器可在可能與濾波器的峰值發(fā)射重疊的波長(zhǎng)下操作。激光器的光輸出可具有特定偏振，例如橫向電(TE)模。使用FP激光器及濾波器配置，可減少DWDM發(fā)射器系統(tǒng)的成本。但是，由于 FP激光器可經(jīng)配置以在單偏振下操作，所以任何在不同偏振下反射回到FP激光器中的光都可能會(huì)影響FP激光器的操作，例如改變其輸出波長(zhǎng)及/或強(qiáng)度。光可從任何耦合到FP 激光器的組件，例如WDM復(fù)用器反射回去，且可能因在組件之間耦合的光纖中的固有雙折射而具有任何偏振。光纖中的雙折射可能會(huì)隨著例如震動(dòng)及溫度變化等環(huán)境改變而變化， 因此反射光的偏振可能會(huì)隨時(shí)間而變，這可能會(huì)導(dǎo)致隨時(shí)間不穩(wěn)定的激光器輸出。本文中揭示一種用于改善光網(wǎng)絡(luò)中的光發(fā)射器的操作的系統(tǒng)及設(shè)備。所述光發(fā)射器可經(jīng)配置以在選定波長(zhǎng)及單偏振下操作。所述光發(fā)射器設(shè)計(jì)可經(jīng)改善以提供穩(wěn)定的光發(fā)射器操作，且維持輸出波長(zhǎng)及/或強(qiáng)度。具體來說，光發(fā)射器可經(jīng)配置以允許反射光的具有與激光器相同的偏振的部分重新回到激光器中，且大致隔離可具有不同偏振的反射光。由于反射回到激光器中的光可具有與激光器內(nèi)部的光大致相同的偏振，所以激光器的操作可保持穩(wěn)定，因此其輸出波長(zhǎng)及/或強(qiáng)度可得以維持。改善窄頻譜激光器的操作，可例如與可調(diào)諧激光器及DFB激光器相比減少光網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射器的成本?；诟纳频募す馄鞯陌l(fā)射器可在多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)中使用，例如DWDM傳送或接入網(wǎng)絡(luò)、 無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)、同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET) /同步數(shù)字體系(SDH)網(wǎng)絡(luò)及光以太網(wǎng)。圖1圖解說明PON 100的一個(gè)實(shí)施例。PON 100包括一光線路終端(OLT) 110、多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT) 120 及一光分布網(wǎng)絡(luò)(ODN) 130。PON 100是不需要任何有源組件來在OLT 110與ONU 120之間分配數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，PON 100使用ODN 130中的無源光組件來在OLT 110與 ONU 120之間分配數(shù)據(jù)。合適的PON 100的實(shí)例包含由ITU-T G. 983標(biāo)準(zhǔn)界定的異步傳遞模式PON(APON)及寬帶PON(BPON)、由ITU-T G. 984標(biāo)準(zhǔn)界定的吉比特PON(GPON)、由IEEE 802. 3ah標(biāo)準(zhǔn)界定的以太網(wǎng)PON(EPON)及波分復(fù)用PON(WDM-PON)，其全部以全文引用的方式并入本文中。在一實(shí)施例中，WDM發(fā)射器可包括多個(gè)激光器，其可經(jīng)配置以提供無色光發(fā)射器。 舉例來說，發(fā)射器可為WDM或DWDM發(fā)射器，其包括多個(gè)FP激光器，所述FP激光器可在大約相同的波長(zhǎng)頻譜下操作。發(fā)射器可包括離散組件，例如FP激光器、WDM激光器、旋轉(zhuǎn)器及反射器。所述組件可彼此耦合，且安裝在卡或光平臺(tái)上?；蛘?，發(fā)射器可為集成在芯片上的激光發(fā)射器。如下文所細(xì)述，激光器可經(jīng)配置以用于進(jìn)行改善的單模操作，例如通過允許選擇與WDM濾波器波長(zhǎng)重疊的單FP腔模及激光器芯片或腔內(nèi)的單偏振，且維持輸出波長(zhǎng)及強(qiáng)度。在另一實(shí)施例中，發(fā)射器可包括多個(gè)反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA)替代FP激光器，其可經(jīng)配置以用于在WDM定義的波長(zhǎng)下進(jìn)行窄頻譜操作。在使用RSOA的情況下，輸入/輸出面可能反射性不強(qiáng)。因此，可能并不形成腔，因此可能不存在單模操作。圖2圖解說明WDM發(fā)射器200的一個(gè)實(shí)施例，其可基于改善的單模激光器設(shè)計(jì)。 WDM發(fā)射器200可包括多個(gè)激光發(fā)射器210、多個(gè)第一光纖215、WDM復(fù)用器220、耦合器235、 光反射器230及第二光纖M0，其如圖2所示布置。第二光纖240可將WDM發(fā)射器200耦合到光網(wǎng)絡(luò)，例如耦合到其它網(wǎng)絡(luò)組件。在一實(shí)施例中，激光發(fā)射器210及WDM復(fù)用器220可全部處于不同的物理位置，甚至可能相距幾公里。在一實(shí)施例中，激光發(fā)射器210可經(jīng)配置以在一波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)光。每一激光發(fā)射器210可包括激光器，例如FP激光器或RS0A，其可耦合到偏振器及旋轉(zhuǎn)器。如下文所細(xì)述， 激光發(fā)射器210中的偏振器及旋轉(zhuǎn)器以及光反射器230可經(jīng)配置以支持激光器內(nèi)部的單偏振。可經(jīng)由對(duì)應(yīng)的第一光纖215將從每一激光發(fā)射器210發(fā)射的光傳送到復(fù)用器220。在復(fù)用器220處，可將第一光纖215從激光發(fā)射器210傳送的光波組合成單個(gè)光波。激光發(fā)射器210中的每一者還可例如使用可耦合到激光發(fā)射器210的電驅(qū)動(dòng)器單獨(dú)調(diào)制。在一實(shí)施例中，激光發(fā)射器210的輸出波長(zhǎng)可隨時(shí)間漂移，且可例如通過調(diào)諧激光發(fā)射器210的輸出波長(zhǎng)來使輸出波長(zhǎng)與復(fù)用器220的所要發(fā)射波長(zhǎng)(發(fā)射峰值)重新對(duì)準(zhǔn)。激光發(fā)射器210可包括FP激光器，且FP激光器的輸出波長(zhǎng)可使用溫度控制來精微調(diào)諧，其中每一 FP激光器可耦合到加熱器及/或熱電冷卻器(TEC)?？衫缃?jīng)由電流來控制加熱器及/或冷卻器的溫度，以便提高或降低FP激光器中的激光器芯片的溫度，因此提高或降低輸出波長(zhǎng)。在另一實(shí)施例中，激光發(fā)射器210可包括RS0A，其可具有廣增益頻譜，且可能并不需要進(jìn)行溫度控制。但是，在一些情況下，RSOA的增益頻譜可例如受到進(jìn)入RSOA 的非預(yù)期外反射的影響，其可能導(dǎo)致RSOA中出現(xiàn)不合宜的周期性增益峰值。此外，RSOA中的半導(dǎo)體二極管的固有增益峰值可能會(huì)隨溫度波動(dòng)而位移，溫度波動(dòng)例如是從約0. 4nm每攝氏度(nm/°C )到約0. 7nm/°C。在操作溫度的范圍可介于約80°C到約100°C的電信應(yīng)用中，可能發(fā)生RSOA增益峰值的顯著位移(例如，從約40nm到約70nm)，這可能會(huì)影響系統(tǒng)的性能。在這類情況下，可對(duì)激光發(fā)射器210使用溫度控制以補(bǔ)償RSOA增益峰值中的位移。在一實(shí)施例中，復(fù)用器220可為經(jīng)配置以將來自第一光纖215的多個(gè)光波組合成在第二光纖240中傳播的組合光波的陣列波導(dǎo)光柵(AWG)。AWG還可對(duì)不同波長(zhǎng)下的對(duì)應(yīng)于不同激光發(fā)射器210的光波進(jìn)行濾波。因此，所發(fā)射的組合光可包括多個(gè)不同波長(zhǎng)信道，例如ITU-T標(biāo)準(zhǔn)G. 694. 1中說明的DWDM信道，及/或ITU-T G. 694. 2中說明的粗WDM(CTOM) 信道。在其它實(shí)施例中，復(fù)用器220可為光交錯(cuò)器、光纖布拉格光柵復(fù)用器、光分插復(fù)用器 (OADM)、可重新配置的OADM(ROADM)或任何類型的WDM濾波器。復(fù)用器220還可經(jīng)配置以將從光反射器230反射的光解復(fù)用成多個(gè)光波或信道，且將每一信道轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的激光發(fā)射器210。具體來說，解復(fù)用器220可將從光反射器230反射的光分離成多個(gè)不同波長(zhǎng)的反射光波，且將每一波轉(zhuǎn)發(fā)回到對(duì)應(yīng)的激光發(fā)射器210。耦合器235可經(jīng)配置以將來自復(fù)用器220的組合光波的一部分轉(zhuǎn)發(fā)到光反射器 230，且將從光反射器230反射的光轉(zhuǎn)發(fā)回到復(fù)用器220。舉例來說，耦合器235可為部分反射鏡，其允許來自復(fù)用器220的光的一部分沿光纖240發(fā)射，且將光的另一部分反射或引導(dǎo)回到光反射器230。光反射器230可包括耦合到鏡的旋轉(zhuǎn)器，其可將經(jīng)配置以從耦合器235 接收光，使光偏振旋轉(zhuǎn)，且將經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光反射回到復(fù)用器220。因此，被發(fā)送到復(fù)用器220且接著發(fā)送到激光發(fā)射器210的反射光可進(jìn)一步在激光發(fā)射器210中旋轉(zhuǎn)，以允許具有與激光器腔中相同偏振的反射光回到激光發(fā)射器210中，且大致消除具有不同偏振的反射光。 大致僅允許具有相同偏振的反射光回到激光器腔中，這樣可改善激光器操作并維持穩(wěn)定的輸出。在一實(shí)施例中，復(fù)用器220可為具有有限自由頻譜范圍(FSR)的AWG，其FSR可小于激光發(fā)射器210中的激光器的增益頻譜或與其相當(dāng)。舉例來說，對(duì)于大約等于1，500nm 的發(fā)射光波長(zhǎng)來說，AWG的(FSR)可等于約50nm。FSR可包括多個(gè)發(fā)射峰值，其可在頻譜上大約等距隔開。因此，無需使用額外濾波器，AWG即可實(shí)現(xiàn)從激光發(fā)射器210發(fā)射多個(gè)波長(zhǎng)帶。為了從激光發(fā)射器210提供單個(gè)波長(zhǎng)帶，光反射器230可經(jīng)配置以將具有比FSR窄的帶寬的光的一部分反射回到復(fù)用器220。具體來說，光反射器230中的鏡的反射帶寬可與 FSR的發(fā)射峰值中的一者對(duì)準(zhǔn)，且大致排除其余發(fā)射峰值。因此，光反射器230的反射帶寬可促進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)帶，例如C帶(例如，從約l，529nm到約l，562nm)中的光發(fā)射，而抑制其它波長(zhǎng)帶的發(fā)射。圖3圖解說明WDM發(fā)射器300的另一實(shí)施例，其可基于改善的單模激光器設(shè)計(jì)。 WDM發(fā)射器300可包括多個(gè)激光發(fā)射器310、多個(gè)第一光纖315、復(fù)用器320、光反射器330及第二光纖340，其如圖3所示配置。WDM發(fā)射器300的組件除了光反射器330以外，配置方式均可類似于WDM發(fā)射器200的對(duì)應(yīng)組件。但是，光反射器330例如不使用耦合器，可直接耦合到第二光纖340。具體來說，光反射器330可一側(cè)耦合到復(fù)用器320，另一側(cè)耦合到第二光纖340，且可在第二光纖340側(cè)包括多個(gè)反射鏡。因此，光反射器330可將來自復(fù)用器320的光的一部分沿光纖340發(fā)射，且將光的另一經(jīng)旋轉(zhuǎn)部分反射回到復(fù)用器320。與WDM 發(fā)射器200的情況下一樣，WDM發(fā)射器300的光反射器330可包括旋轉(zhuǎn)器及鏡，其反射且旋轉(zhuǎn)一部分光以促進(jìn)激光發(fā)射器310中的單偏振，因此改善單模激光器操作。圖4圖解說明常規(guī)激光發(fā)射器400的一實(shí)施例。激光發(fā)射器400可包括激光器 410及隔離器420，其可彼此耦合且封裝在外殼430中。激光器410及隔離器420可彼此直接對(duì)準(zhǔn)及定位，或經(jīng)由光纖(未圖示)耦合。在一些實(shí)施例中，激光器410及隔離器420也可使用至少一個(gè)透鏡(未圖示)耦合，所述透鏡可位于這兩者之間。激光發(fā)射器400還可包括光纖440，其可耦合到隔離器420。在一些實(shí)施例中，激光器410及隔離器420可集成或耦合在平臺(tái)或芯片上。隔離器420可包括法拉第旋轉(zhuǎn)器424，其可耦合到兩個(gè)偏振器422、426。偏振器 422可經(jīng)配置以發(fā)射可類似于激光器410中的光而經(jīng)偏振的光的一部分，例如相對(duì)于激光器腔中的光的偏振約零度。此外，偏振器422可僅允許具有與激光器腔中的光大致相同偏振的反射光回到激光器410中。相對(duì)于激光器腔具有正交偏振的反射光可能會(huì)影響激光器的操作，改變其輸出強(qiáng)度及/或波長(zhǎng)，這可能是不合宜的?？赏ㄟ^偏振器422阻止不合宜的光偏振，以便維持激光器腔中的光偏振。類似地，偏振器似6可經(jīng)配置以發(fā)射可相對(duì)于激光器腔中的光的偏振而偏振約45度或約-45度且與法拉第旋轉(zhuǎn)器424的輸出對(duì)準(zhǔn)的一部分光。因此，全部反射光將首先被偏振器似6濾波以變成偏振45 (或-4 度，接著被法拉第旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)而變成90度偏振，其將被偏振器422阻止。圖5圖解說明激光發(fā)射器500的一實(shí)施例，其可經(jīng)配置以實(shí)現(xiàn)改善的單模操作，例如改善的單波長(zhǎng)/偏振操作。激光發(fā)射器500可用于WDM發(fā)射器，例如WDM發(fā)射器200或 WDM發(fā)射器300。激光發(fā)射器500可包括激光器510及經(jīng)修改的隔離器520，其可彼此耦合且封裝在外殼530中。激光器510及經(jīng)修改的隔離器520可彼此直接對(duì)準(zhǔn)及定位，或經(jīng)由光纖(未圖示)耦合。在一些實(shí)施例中，激光器510及經(jīng)修改的隔離器520也可使用至少一個(gè)透鏡(未圖示)耦合，所述透鏡可位于這兩者之間。激光發(fā)射器500還可包括光纖M0， 其可耦合到經(jīng)修改的隔離器520。在一些實(shí)施例中，激光器510及經(jīng)修改的隔離器520可集成或耦合在平臺(tái)或芯片上。與常規(guī)隔離器420相比，經(jīng)修改的隔離器520將允許旋轉(zhuǎn)器鏡 O30或330)的預(yù)期反射通過，但阻擋光路徑中的大部分雜散反射。在一實(shí)施例中，激光器 510可為FP激光器，其包括激光器增益芯片512，及第一反射面514以及第二反射面515， 位于激光器芯片512的相對(duì)側(cè)上。激光器芯片512可包括半導(dǎo)體增益塊，其可使用電流或電壓偏置，從而以某一波長(zhǎng)范圍發(fā)光。半導(dǎo)體增益塊可具有相對(duì)寬的增益頻譜，例如頻譜寬度從約40nm到約50nm。激光器芯片512、第一反射面514及第二反射面515可確定激光器 510的腔。第一反射面514上可涂覆有高反射(HR)涂層(例如，金屬或薄電介質(zhì)膜)，其反射激光器芯片發(fā)射的光。第二反射面515可在與第一反射面514相反的方向上反射光。因此，半導(dǎo)體增益塊發(fā)射的光的一部分可經(jīng)歷多次內(nèi)反射，例如在腔的內(nèi)部前后跳動(dòng)，且在第一反射面514與第二反射面515之間跳動(dòng)。第二反射面515可允許一部分光例如經(jīng)由小孔從激光器512中退出。此外，第二反射面515可在面向經(jīng)修改的隔離器520的側(cè)面上涂覆有AR涂層。因此，可允許反射回到激光器510的光的相當(dāng)大部分進(jìn)入激光器腔。腔長(zhǎng)度及半導(dǎo)體增益塊的折射系數(shù)可支持腔中的多個(gè)縱向模的激光作用條件。縱向?？蓪?duì)應(yīng)于可與半導(dǎo)體增益塊的波長(zhǎng)范圍重疊的多個(gè)波長(zhǎng)?？芍С值目v向模的數(shù)目可能受到增益頻譜的寬度限制。舉例來說，對(duì)于每一模，可根據(jù)λ = 2nl/m獲得波長(zhǎng)，其中λ 是波長(zhǎng)，η是半導(dǎo)體增益塊的折射系數(shù)，1是腔長(zhǎng)度，m是模數(shù)目。模之間的間距可由腔的長(zhǎng)度確定。舉例來說，可根據(jù)Av = c/2nl獲得模間距的數(shù)目，其中Δ ν是模間距，c是光速。腔中的光的內(nèi)反射可引起光增益，其可產(chǎn)生從激光器510輸出的相干光。所輸出的相干光可從第二反射面515發(fā)射到經(jīng)修改的隔離器520。使用濾波器(未圖示)在比半導(dǎo)體增益塊的波長(zhǎng)范圍窄的單個(gè)波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍對(duì)所發(fā)射的光進(jìn)行濾波，所述濾波器可為 WDM濾波器，例如陣列波導(dǎo)光柵(AWG)。濾波器可位于第二反射面515前面，或激光發(fā)射器 500前面。因此，激光器510可經(jīng)配置以在單模及單波長(zhǎng)下發(fā)射光，其可與WDM濾波器的發(fā)射峰值實(shí)質(zhì)性重疊。通常，腔中的模間距可大于約100GHz，且WDM濾波器可具有在-3分貝 (dB)下約等于50GHz的帶寬。在替代實(shí)施例中，激光器510可為RS0A，其僅包括第一反射面或還包括第二反射面，其反射量顯著小于FP激光器的對(duì)應(yīng)反射面。因此，RSOA的腔中的光增益與波長(zhǎng)的周期性相依性比FP激光器弱。此外，RSOA的光增益對(duì)腔中的光的偏振的相依性可能較低。經(jīng)修改的隔離器520可包括偏振器522，其可耦合到法拉第旋轉(zhuǎn)器5 。偏振器522 可經(jīng)配置以發(fā)射可類似于激光器510中的光而經(jīng)偏振的光的一部分，例如相對(duì)于激光器腔中的光的偏振約零度。此外，偏振器522可僅允許具有與激光器腔中大致相同偏振的反射光回到激光器510中。相對(duì)于激光器腔具有正交偏振的反射光可能會(huì)影響激光器的操作， 改變其輸出強(qiáng)度及/或波長(zhǎng)，這可能是不合宜的。可通過偏振器522阻止不合宜的光偏振， 以便維持激光器腔中的光偏振。腔中的光偏振也可對(duì)應(yīng)于激光器的理想的輸出波長(zhǎng)。因此， 可改善腔中的單波長(zhǎng)及單偏振。法拉第旋轉(zhuǎn)器5 可經(jīng)配置以將一側(cè)傳入的光旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度，且在相對(duì)的側(cè)上傳輸經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光。法拉第旋轉(zhuǎn)器5M可包括能使光旋轉(zhuǎn)的光介質(zhì)，例如順磁玻璃。法拉第旋轉(zhuǎn)器5M可從兩側(cè)中的任一側(cè)提供光，所述光可相對(duì)于另一側(cè)旋轉(zhuǎn)約45度或約-45 度。舉例來說，法拉第旋轉(zhuǎn)器5M可旋轉(zhuǎn)從激光器510傳入的光，且將經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光發(fā)射到復(fù)用器(未圖示)。法拉第旋轉(zhuǎn)器5M還可使從復(fù)用器傳入的反射光旋轉(zhuǎn)，且將經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光發(fā)射到激光器510。因此，兩次穿過法拉第旋轉(zhuǎn)器524的光，例如來回路徑中的反射光可被法拉第旋轉(zhuǎn)器5M旋轉(zhuǎn)約90度或約-90度。因此，可被光纖連接器或光纖中的片引入的大多數(shù)雜散反射將被偏振器522抑制。應(yīng)了解，經(jīng)修改的隔離器520可能不包括常規(guī)隔離器中通常使用的位于法拉第旋轉(zhuǎn)器5M與光纖540之間的第二偏振器，例如45度或-45度偏振
ο圖6圖解說明光反射器600的一實(shí)施例，其可用于WDM發(fā)射器中，例如WDM發(fā)射器 200中的光反射器230。具體來說，光反射器600可配合例如激光發(fā)射器500等激光發(fā)射器使用，以便改善激光器的單模操作。光反射器600可包括法拉第旋轉(zhuǎn)器鏡610，其可耦合到光纖620。法拉第旋轉(zhuǎn)器鏡610可包括法拉第旋轉(zhuǎn)器612及耦合到法拉第旋轉(zhuǎn)器612的鏡 614。法拉第旋轉(zhuǎn)器612可經(jīng)配置以將一側(cè)傳入的光旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度，且在相對(duì)的側(cè)上傳輸經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光。舉例來說，法拉第旋轉(zhuǎn)器612可旋轉(zhuǎn)從復(fù)用器(未圖示)傳入的光，且將經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光發(fā)射到鏡614。鏡610可經(jīng)配置以將傳入的經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光朝法拉第旋轉(zhuǎn)器612反射回去。在一些實(shí)施例中，鏡612可經(jīng)配置以如上所述通過反射具有較窄帶寬的一部分光對(duì)傳入光進(jìn)行濾波。舉例來說，鏡612可涂覆有與所要的波長(zhǎng)帶匹配的帶通涂層。 法拉第旋轉(zhuǎn)器612還可使從鏡614傳入的反射光旋轉(zhuǎn)，且將經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光發(fā)射到復(fù)用器。因此，兩次穿過法拉第旋轉(zhuǎn)器612的光，例如來回路徑中的反射光可被法拉第旋轉(zhuǎn)器612旋轉(zhuǎn)約90度或約-90度。當(dāng)法拉第旋轉(zhuǎn)器612與沿反射光的來回路徑的另一法拉第旋轉(zhuǎn)器組合時(shí)，反射光可旋轉(zhuǎn)約180度或約0度，因此可與起初發(fā)射的光大致對(duì)準(zhǔn)。舉例來說，當(dāng)在同一 WDM發(fā)射器中組合激光發(fā)射器500與光反射器600時(shí)，反射回到激光器510中的光可旋轉(zhuǎn)約180度或約0度，因此可與激光器510內(nèi)的光對(duì)準(zhǔn)。兩個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)器的組合可用于使反射光與起初發(fā)射的光大致對(duì)準(zhǔn)，與激光器同反射器組件之間的光纖中可能存在的隨機(jī)或任意雙折射無關(guān)。因此，可維持激光器510內(nèi)部的光的偏振，且可改善單操作模的穩(wěn)定性。具體來說，在發(fā)射側(cè)上，第一旋轉(zhuǎn)器(例如，法拉第旋轉(zhuǎn)器524)可位于激光器(例如，激光器510) 前面，在反射側(cè)上，第二旋轉(zhuǎn)器(例如，法拉第旋轉(zhuǎn)器612)可位于反射器(例如，光反射器 600)前面。此外，如果有復(fù)用器位于第一旋轉(zhuǎn)器與第二旋轉(zhuǎn)器之間，則復(fù)用器組件可能產(chǎn)生的光偏振的多余改變可能在激光器中大致重新對(duì)準(zhǔn)，或者與激光器隔開。組合旋轉(zhuǎn)器配置還可大致消除可能由光纖連接器或光纖中的片產(chǎn)生的偏振的多余改變?？煞治黾霸赪DM發(fā)射器的激光器與反射器之間的不同組件處追蹤沿來回路徑的光的偏振。舉例來說，光傳播可首先在ζ方向上發(fā)生(例如，從激光器到反射器)，且可在大約零度使光偏振，其還可與激光器的腔內(nèi)部的光大致對(duì)準(zhǔn)。光可接著穿過激光器前面的第一旋轉(zhuǎn)器，且可旋轉(zhuǎn)大約45度。經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光可接著穿過復(fù)用器，且可進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)任意的旋轉(zhuǎn)程度，然后到達(dá)光反射器(例如，光反射器600)，原因是固有的雙折射及/或系統(tǒng)中的其它效應(yīng)。光可接著通過復(fù)用器前面的光反射器反射，其中光可兩次經(jīng)過第二旋轉(zhuǎn)器。因此， 光可進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)約90度，且反射光傳播可在-ζ方向發(fā)生(例如，從反射器到激光器)。對(duì)應(yīng)于到達(dá)反射器的光的光場(chǎng)可表達(dá)為alX+ y，其中 是在χ方向上對(duì)準(zhǔn)的第一光場(chǎng)分量， 是在y方向上對(duì)準(zhǔn)的第二光場(chǎng)分量。第一光場(chǎng)分量可與第二光場(chǎng)分量正交。因此，在經(jīng)歷約90度的旋轉(zhuǎn)之后，從反射器反射的光場(chǎng)可表達(dá)為-a2X+aiy。在來回路途中，反射光可先再次穿過復(fù)用器然后才到達(dá)激光器，且可因固有雙折射及/或系統(tǒng)中的其它效應(yīng)而進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。但是，由于反射光傳播是在與起初發(fā)射的光相反的方向上發(fā)生，所以反射的光可通過對(duì)起初發(fā)射的光的反向任意旋轉(zhuǎn)而進(jìn)一步實(shí)質(zhì)性旋轉(zhuǎn)，這可能會(huì)有效地抵消引入到在系統(tǒng)中傳播的光的固有雙折射及/或其它任意偏振效應(yīng)。反射光場(chǎng)可接著再次穿過第一旋轉(zhuǎn)器，然后到達(dá)回到激光器，因此可進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)約45 度。因此，到達(dá)回到激光器的反射光的整體偏振可等于約180度，因此反射光可大致與激光器的腔內(nèi)部的光對(duì)準(zhǔn)。將了解，雖然本文中說明的是45/45/45/45旋轉(zhuǎn)，但可替代使用 45/-45/-45/45、-45/-45/-45/-45 或-45/45/45/-45 旋轉(zhuǎn)。圖7圖解說明單激光器偏振操作方法700的一個(gè)實(shí)施例，其可用于在激光器或 RSOA的激光器腔內(nèi)維持單偏振，以便改善其在外部濾波器定義的波長(zhǎng)下的操作。舉例來說， 單激光器偏振操作方法700可用于WDM發(fā)射器200或WDM發(fā)射器300。方法700可在710 處開始，其中來自多個(gè)激光器的多個(gè)光波中的每一者的偏振可旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。舉例來說，從激光器510發(fā)射的光可被法拉第旋轉(zhuǎn)器5M旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。在一些實(shí)施例中，在使所發(fā)射的光旋轉(zhuǎn)之前，可使來自激光器中的每一者的光與激光器腔內(nèi)的單模的偏振對(duì)準(zhǔn)。舉例來說，可在激光器510與法拉第旋轉(zhuǎn)器5M之間使用偏振器522來使來自激光器的光與激光器腔內(nèi)的單模對(duì)準(zhǔn)。在框720處，可在不同波長(zhǎng)下對(duì)經(jīng)旋轉(zhuǎn)的光波進(jìn)行濾波，且將其復(fù)用成組合光波。舉例來說，復(fù)用器220可在不同波長(zhǎng)下對(duì)來自激光發(fā)射器 210的光波進(jìn)行濾波，且將光波組合成單個(gè)光波。在框730處，可使組合光波的偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。在框740處，可反射經(jīng)組合且旋轉(zhuǎn)的光。在框750處，可使反射光的偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。舉例來說， 在光反射器230處，可使從復(fù)用器220傳入的組合光波首先旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度，反射， 然后進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。在框760處，可將經(jīng)旋轉(zhuǎn)且反射的光解復(fù)用成對(duì)應(yīng)于不同激光器的多個(gè)反射光波。舉例來說，復(fù)用器220可將從光反射器230反射的光分離成多個(gè)不同波長(zhǎng)的光波，可將每一光波轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的激光發(fā)射器210。在框770處，可使每一反射光波的偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。舉例來說，從復(fù)用器220的一個(gè)端口反射的光可被激光發(fā)射器210中的法拉第旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)約45度或約-45 度。在一些實(shí)施例中，在使所反射的光旋轉(zhuǎn)之后，可使光與激光器腔內(nèi)的單模的偏振對(duì)準(zhǔn)。 舉例來說，偏振器522可使從法拉第旋轉(zhuǎn)器5M轉(zhuǎn)發(fā)到激光器510的反射光與激光器腔內(nèi)的單模對(duì)準(zhǔn)。方法700隨后可結(jié)束。揭示至少一個(gè)實(shí)施例，且所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所述實(shí)施例和/或所述實(shí)施例的特征的變化、組合及/或修改在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因組合、整合及/或省略所述實(shí)施例的特征而產(chǎn)生的替代實(shí)施例也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在明確陳述數(shù)值范圍或限制的情況下，應(yīng)將此些表達(dá)范圍或限制理解為包含屬于明確陳述的范圍或限制內(nèi)的類似量值的重復(fù)范圍或限制(例如，從約1到約10包含2、3、4等；大于0. 10包含0. 11,0. 12,0. 13等)。舉例來說， 每當(dāng)揭示具有下限R1和上限Ru的數(shù)值范圍時(shí)，具體是揭示屬于所述范圍的任何數(shù)字。確切地說，具體來說揭示處于所述范圍內(nèi)的以下數(shù)字R =禮+k* (Ru-R1)，其中k是范圍從百分之 1到百分之100的變量，且增量為百分之1，即，k為百分之1、百分之2、百分之3、百分之4、 百分之5，...，百分之50、百分之51、百分之52，...，百分之95、百分之96、百分之97、百分之98、百分之99，或百分之100。此外，還特定揭示由如上文所定義的兩個(gè)R數(shù)字定義的任何數(shù)值范圍。相對(duì)于權(quán)利要求的任一元素使用術(shù)語“任選地”意味著所述元素是需要的，或者所述元素是不需要的，兩種替代方案均在所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)。使用例如包括、包含及
具有等較廣術(shù)語應(yīng)被理解為提供對(duì)例如由......組成、基本上由......組成以及大體上
由......組成等較窄術(shù)語的支持。因此，保護(hù)范圍不受上文所陳述的描述限制，而是由所
附權(quán)利要求書界定，所述范圍包含所附權(quán)利要求書的標(biāo)的物的所有等效物。每一及每個(gè)權(quán)利要求作為進(jìn)一步揭示內(nèi)容并入說明書中，且所附權(quán)利要求書是本發(fā)明的實(shí)施例。所述揭示內(nèi)容中的參考的論述并不是承認(rèn)其為現(xiàn)有技術(shù)，尤其是具有在本申請(qǐng)案的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)日期之后的
公開日期的任何參考。本發(fā)明中所引用的所有專利、專利申請(qǐng)案和公開案的揭示內(nèi)容特此以引用的方式并入本文中，其提供補(bǔ)充本發(fā)明的示范性、程序性或其它細(xì)節(jié)。雖然本發(fā)明中已提供若干實(shí)施例，但應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，所揭示的系統(tǒng)和方法可以許多其它特定形式來體現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)例應(yīng)被視為說明性的而非限制性的，且本發(fā)明不限于本文所給出的細(xì)節(jié)。舉例來說，各種元件或組件可在另一系統(tǒng)中組合或集成，或某些特征可省略或不實(shí)施。
另外，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，各種實(shí)施例中描述和說明為離散或單獨(dú)的技術(shù)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)及方法可與其它系統(tǒng)、模塊、技術(shù)或方法組合或整合。展示或論述為彼此耦合或直接耦合或通信的其它項(xiàng)目也可以電方式、機(jī)械方式或其它方式通過某一接口、 裝置或中間組件間接地耦合或通信。改變、替代及更改的其它實(shí)例可由所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員確定，且可在不脫離本文所揭示的精神和范圍的情況下作出。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，其包括多個(gè)激光發(fā)射器，其各自包括偏振旋轉(zhuǎn)器；偏振旋轉(zhuǎn)器鏡，其耦合到所述激光發(fā)射器；及復(fù)用器，其位于所述激光發(fā)射器與所述偏振旋轉(zhuǎn)器鏡之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述激光發(fā)射器中的每一者包括偏振旋轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以使光偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述偏振旋轉(zhuǎn)器是法拉第旋轉(zhuǎn)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述激光發(fā)射器中的每一者進(jìn)一步包括激光器芯片與位于所述激光器芯片同所述偏振旋轉(zhuǎn)器之間的零度偏振器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述激光器芯片中的至少一些包括法布里-珀羅 (FP)激光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述激光器芯片中的至少一些包括反射半導(dǎo)體光放大器(RSOA)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括位于所述偏振旋轉(zhuǎn)器鏡與所述復(fù)用器之間的耦合器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括位于所述復(fù)用器與所述偏振旋轉(zhuǎn)器鏡之間、所述復(fù)用器與所述耦合器之間，或這兩種情況的帶通光濾波器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述偏振旋轉(zhuǎn)器鏡包括部分反射鏡，其經(jīng)配置以反射除了單波長(zhǎng)信道內(nèi)的光之外的所有光。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述偏振旋轉(zhuǎn)器鏡經(jīng)配置以使光偏振反射且旋轉(zhuǎn)約90度或約-90度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述復(fù)用器是陣列波導(dǎo)光柵(AWG)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述復(fù)用器經(jīng)配置以對(duì)對(duì)應(yīng)于不同波長(zhǎng)的光波進(jìn)行濾波。
13.一種設(shè)備，其包括第一旋轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以使光偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度；第二旋轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以使光偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度；鏡，其耦合到所述第二旋轉(zhuǎn)器一側(cè)，且經(jīng)配置以反射所述光的至少一部分；及波分復(fù)用(WDM)濾波器，其位于所述第一旋轉(zhuǎn)器與所述第二旋轉(zhuǎn)器之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括激光器芯片，其經(jīng)配置以發(fā)光；偏振器，其位于所述激光器芯片與所述第一偏振器之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述第一旋轉(zhuǎn)器及所述第二旋轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以使反射回到所述激光器芯片的光偏振旋轉(zhuǎn)約0度或約180度，且使所述反射光與所述激光器芯片發(fā)射的光大致對(duì)準(zhǔn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中通過使反射回到所述激光器芯片的光旋轉(zhuǎn)約0 度或約180度，可大致消除與所述激光器芯片腔中的光的偏振不同的光的多余偏振。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述激光器芯片包括涂覆有高反射(HR)涂層的背面及涂覆有抗反射(AR)涂層的正面。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中所述鏡具有與所述WDM濾波器的多個(gè)發(fā)射峰值中的一者對(duì)準(zhǔn)的反射帶寬。
19.一種方法，其包括使來自半導(dǎo)體激光器的光波的偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度； 將所述光波與其它光波復(fù)用成組合光波；旋轉(zhuǎn)且反射所述組合光波以產(chǎn)生偏振被旋轉(zhuǎn)了約90度或約-90度的反射光波； 將所述反射光波中對(duì)應(yīng)于多個(gè)激光器中的每一者的反射光波解復(fù)用； 及將所述反射光波的偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中使所述組合光波的偏振旋轉(zhuǎn)且反射約90度或約-90度包括使傳入組合光波的偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度，反射經(jīng)旋轉(zhuǎn)的組合光波，且進(jìn)一步使經(jīng)反射的組合光波旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中復(fù)用及解復(fù)用所述光波包括對(duì)對(duì)應(yīng)于不同波長(zhǎng)下的多個(gè)激光器的光波進(jìn)行濾波。
全文摘要
本發(fā)明包含一種設(shè)備，其包括多個(gè)激光發(fā)射器，其各自包括偏振旋轉(zhuǎn)器；偏振旋轉(zhuǎn)器鏡，其耦合到所述激光發(fā)射器；及復(fù)用器，其位于所述激光發(fā)射器與所述偏振旋轉(zhuǎn)器鏡之間。本發(fā)明還包含一種設(shè)備，其包括第一旋轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以使光偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度；第二旋轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以使光偏振旋轉(zhuǎn)約45度或約-45度；鏡，其耦合到所述第二旋轉(zhuǎn)器一側(cè)，且經(jīng)配置以反射所述光的至少一部分；及波分復(fù)用(WDM)濾波器，其位于所述第一旋轉(zhuǎn)器與所述第二旋轉(zhuǎn)器之間。
文檔編號(hào)H04J14/02GK102405607SQ201080029161
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者白聿生 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司