基于反馈式射频调制DBR可调激光器的光模块及控制方法与流程

文档序号:13837601阅读:355来源:国知局

本发明涉及一种基于反馈式射频调制分布式布拉格反射(dbr)可调激光器的光模块及控制方法。



背景技术:

近年来,随着4k/8k视频、数据中心、云服务、5g移动网、百兆(mbps)光纤到户、吉兆(gbps)光纤到办公桌面、智慧家庭、远程医疗/教育等各种业务的快速发展,全球对互联网固网的城域网和接入网,手机移动网,wi-fi,云计算和数据中心等的网络流量均出现了空前的持续爆发式的增长需求。为此,波分复用(wdm)方式必然地被引入上述各种光网络的升级换代。由于光网络的价格极为敏感,光网络建设中光器件和光模块的成本占比很大,所以降低光网络中光器件和光模块的价格至关重要。射频(rf)数据信号直接调制式激光器是一种把激光器光源和光调制器集成为一体的直接调制激光器(dml)。这类激光器具有价格低,体积小,易于封装,使用简单等特色,是上述各类光网络升级换代的关键技术,能够极大地降低这些光网络的建设与维护成本。

当前的光网络传输系统中,共有三种调制方式的激光器:1)直接调制激光器(dml,directlymodulatedlaser);2)电吸收调制激光器(eml,electroabsorptionmodulatedlaser);3)采用外置式迈式光调制器(mzmodulator,machzhendermodulator)的激光器。相比于后两种方式,dml所拥有的上述独特优势,将对新一代光网络的成功部署与推广起到决定性的作用。

然而,目前对于标准的单模光纤传输10gbps的1.55微米波长信号来说,通常eml和mz调制信号能传输较长的距离,典型距离为80公里。但是,在光通信中,对于射频(rf)数据信号直接调制状态下的单纵模激光器来说,其载流子的密度随着注入电流的变化而变化,从而使得增益区的折射率发生变化,导致激光器的输出波长随着时间发生偏移,出现啁啾现象。当受到啁啾效应影响的光脉冲经过光纤传输后,在光纤色散的作用下,光脉冲波形会发生展宽,从而限制了光信号的传输距离。一般而言,由于受到与传输时间相关的固有的啁啾效应带来的信号严重畸变的影响,dml的信号传输距离基本上不超过5公里,这极大地限制了dml的推广与应用。而且,对于高于10gbps速率的数据传输来说,上述dml的啁啾问题会更加严重。

为了减小直接调制激光器(dml)的啁啾效应,提高其信号传输距离,一些不同的旨在减小啁啾效应的技术改进方案,特别是啁啾管理激光器,和直接调制补偿激光器技术相继问世,但这些方法各有弊端,前者需要在封装时添加一个光谱整形(osr)带通滤波单元和一个隔离器,增加了光模块的封装难度、体积与成本。后者只能有限地补偿一点啁啾效应,无法彻底解决dml的啁啾效应造成的传输距离极度缩短的问题。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的不足,本发明提供了一种基于反馈式射频调制分布式布拉格反射可调激光器的光模块,同时在分布式布拉格反射可调激光器的增益区和与之集成在同一芯片上的半导体放大器区域,以及相位调谐区同时或有选择性地按一定的强度比例加载射频数据调制信号,会减小输出光信号的啁啾效应,并能够增大其消光比和传输功率。

本发明的技术方案为:

一种基于反馈式射频调制的、带半导体放大器的分布式布拉格反射(distributedbraggreflector,dbr)可调激光器的光模块,包括带半导体放大器的分布式布拉格反射可调激光器和控制电路;所述带半导体放大器的分布式布拉格反射可调激光器包括增益区、半导体放大器区、相位调谐区和至少一个光栅调谐区;所述半导体放大器区位于光信号出射端,相位调谐区、光栅调谐区和增益区可更换次序地排列在半导体放大器区之后;所述控制电路包括直流偏置电流控制电路和交流射频数据调制信号控制电路;

所述增益区用于产生光信号;所述半导体放大器区用于放大和输出光信号,所述相位调谐区用于对增益区产生的光信号的波长进行微调谐;所述光栅调谐区用于对增益区产生的光信号的波长进行主调谐,并决定输出光信号波长的调谐范围和调谐效率;

所述直流偏置电流控制电路为所述增益区、半导体放大器区、相位调谐区和光栅调谐区根据设计要求分别加载不同大小的直流偏置电流,分别用于控制光信号的产生、放大与输出、输出光波长的微调谐和主调谐;

所述交流射频数据调制信号控制电路为所述增益区、半导体放大器区,和相位调谐区同时加载或选择性加载强度不同的射频数据调制信号,所述射频数据调制信号按照不同的强度比例分配,用以最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应,增大其消光比和传输功率。

所述增益区和半导体放大器区采用相同的多量子井生长层结构,或不同的多量子井生长层结构。

进一步的,所述光栅调谐区和相位调谐区具有相同的晶体生长层结构,该晶体生长层结构包括与所述增益区直接耦合连接的晶体生长层,所述晶体生长层具有第一波导层,第一波导层的能带隙大于增益区量子井区域的能带隙,所述第一波导层用于控制光信号的波长调谐效率与波长调谐范围;

在光栅调谐区第一波导层上直接制作布拉格光栅;或,在第一波导层的上方或下方生长一个大于第一波导层能带隙的第二波导层,在第二波导层上制作布拉格光栅。

本发明还提供了一种基于反馈式射频调制分布式布拉格反射可调激光器的光模块,包括分布式布拉格反射可调激光器和控制电路;所述分布式布拉格反射可调激光器包括增益区、相位调谐区和至少一个光栅调谐区;所述增益区位于光信号出射端,相位调谐区和光栅调谐区可更换次序地排列在增益区之后;所述控制电路包括直流偏置电流控制电路和交流射频数据调制信号控制电路;

所述增益区用于产生和输出光信号,所述相位调谐区用于对增益区产生的光信号的波长进行微调谐;所述光栅调谐区用于对增益区产生的光信号的波长进行主调谐,并决定输出光信号波长的调谐范围和调谐效率;

所述直流偏置电流控制电路为所述增益区、相位调谐区和光栅调谐区根据设计要求而分别加载不同大小的直流偏置电流,分别用于控制光信号的产生与输出、输出光波长的微调谐和主调谐;

所述交流射频数据调制信号控制电路为所述增益区和相位调谐区同时加载或选择性加载强度不同的射频数据调制信号,所述射频数据调制信号按照不同的强度比例分配,用以最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应,增大其消光比和传输功率。

进一步地,所述光栅调谐区包括至少两个晶体生长结构相同、但具有不同光栅设计的光栅调谐区域,所述至少两个光栅调谐区域与增益区、相位调谐区可更换次序排列。

上述两种光模块中,均包括第一反馈控制电路,实时检测所述可调激光器的出射光,分析出射光信号,检测光信号的啁啾效应,并对射频调制控制电路输出的射频数据调制信号强度进行反馈控制和实时调节,用以最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应,增大其消光比和传输功率;

或;

还包括第二反馈控制电路,实时检测与所述可调激光器出射光方向相反的背光,分析背光信号,检测背光信号的啁啾效应,并对射频调制控制电路输出的射频数据调制信号强度进行反馈控制和实时调节,用以最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应、增大其消光比和传输功率。

上述两种光模块中,在分布式布拉格反射可调激光器的光信号出射端采用低反射涂层镀膜,低反射涂层的反射率低于6%;在分布式布拉格反射可调激光器的末端采用高反射涂层镀膜,高反射涂层的反射率高于90%;若光栅调谐区位于分布式布拉格反射可调激光器的末端,则分布式布拉格反射可调激光器的末端采用低反射涂层镀膜,低反射涂层的反射率同样低于6%;若光栅调谐区位于分布式布拉格反射可调激光器的出射端,则分布式布拉格反射可调激光器的出射端采用低反射涂层镀膜,低反射涂层的反射率同样低于6%。

上述两种光模块中,所述直流偏置电流控制电路的输出与交流射频数据调制信号控制电路的输出通过各个偏置器(biastee)分别连接增益区、半导体放大器区和相位调谐区的各个区域的唯一正极电极,或直接连接各个区域上电分离式的各自单独正极电极。

上述两种光模块中,分布式布拉格反射可调激光器的负极电极采用各个区域共用的负极电极,或采用电分离式的各区域负极电极。

在第一种光模块中,在增益区与相位调谐区、增益区与光栅调谐区、半导体放大器区与相位调谐区或半导体放大器区与光栅调谐区的连接断面之间引入夹角;用以减小或消除由于连接断面两侧半导体材料的有效折射率不同而造成的腔内界面反射。

在第二种光模块中,在增益区与相位调谐区或增益区与光栅调谐区的连接断面之间引入夹角;用以减小或消除由于连接断面两侧半导体材料的有效折射率不同而造成的腔内界面反射。

上述两种光模块中,所述带半导体放大器的分布式布拉格反射可调激光器的脊波导(ridgewaveguide)或掩埋波导(buriedwaveguide)采用弧型(curved)光波导输出,在光器件输出端引入光输出端面的光输出夹角(如图51所示);或把整个脊波导(ridgewaveguide)或掩埋波导(buriedwaveguide)可调激光器斜置(如图52所示),使之与光输出端面形成夹角,从而避免输出光返回到可调激光器谐振腔中。上述两种光模块中,分布式布拉格反射可调激光器的光栅调谐区的光栅可以采用啁啾光栅(chirpedgrating),以便有效地最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应。

本发明还提出了一种基于反馈式射频调制分布式布拉格反射可调激光器的光模块控制方法,包括:

在分布式布拉格反射可调激光器的基础上,将直流偏置电流按照设计要求,同时加载到所述分布式布拉格反射可调激光器的各个区域,用于控制光信号的产生、放大和输出,以及对输出光信号波长的微调谐和主调谐;将交流射频数据调制信号按照设计的比例,同时加载或选择性地加载到所述分布式布拉格反射可调激光器的各有关区域;通过实时检测输出光、或与所述可调激光器出射光方向相反的背光,用以检测输出光或背光信号的啁啾效应,从而反馈控制上述射频数据调制信号在各有关区域的加载强度,用以最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应,增大其消光比和传输功率。

当所述分布式布拉格反射可调激光器包含半导体放大器区时,实时调节所述半导体放大器区的直流偏置电流,用于实现可调激光器在波长调谐范围内的输出功率基本保持不变。

本发明的有益效果:

在分布式布拉格反射可调激光器的增益区加载交流射频数据调制信号产生的啁啾效应与在其相位调谐区加载该信号而产生的啁啾效应正好相反。因此,采用同时在这两个区域加载交流射频数据调制信号时,能有效减小总的啁啾效应。

在分布式布拉格反射可调激光器的增益区和与之集成在同一芯片上的半导体放大器区上同时加载交流射频数据调制信号,会减小总的啁啾效应,并能够增大可调激光器输出光的消光比和传输功率。

把射频数据调制信号按照一定的比例,同时加载到集成了半导体放大器的分布式布拉格反射可调激光器的增益区、相位调谐区和半导体放大器区;或没有集成半导体放大器区的分布式布拉格反射可调激光器的增益区、相位调谐区;通过实时检测输出光信号的啁啾效应,或实时检测与输出光信号相反方向的背光信号的啁啾效应,来反馈控制上述射频数据调制信号在各个区域的加载强度,从而最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应,同时增大可调激光器输出光的消光比和传输功率。

附图说明

图1本发明的各种实施例中的第一示意图;

图2本发明的各种实施例中的第二示意图;

图3本发明的各种实施例中的第三示意图;

图4本发明的各种实施例中的第四示意图;

图5本发明的各种实施例中的第五示意图;

图6本发明的各种实施例中的第六示意图;

图7本发明的各种实施例中的第七示意图;

图8本发明的各种实施例中的第八示意图;

图9本发明的各种实施例中的第九示意图;

图10本发明的各种实施例中的第十示意图;

图11本发明的各种实施例中的第十一示意图;

图12本发明的各种实施例中的第十二示意图;

图13本发明的各种实施例中的第十三示意图;

图14本发明的各种实施例中的第十四示意图;

图15本发明的各种实施例中的第十五示意图;

图16本发明的各种实施例中的第十六示意图;

图17本发明的各种实施例中的第十七示意图;

图18本发明的各种实施例中的第十八示意图;

图19本发明的各种实施例中的第十九示意图;

图20本发明的各种实施例中的第二十示意图;

图21本发明的各种实施例中的第二十一示意图;

图22本发明的各种实施例中的第二十二示意图;

图23本发明的各种实施例中的第二十三示意图;

图24本发明的各种实施例中的第二十四示意图;

图25本发明的各种实施例中的第二十五示意图;

图26本发明的各种实施例中的第二十六示意图;

图27本发明的各种实施例中的第二十七示意图;

图28本发明的各种实施例中的第二十八示意图;

图29本发明的各种实施例中的第二十九示意图;

图30本发明的各种实施例中的第三十示意图;

图31本发明的各种实施例中的第三十一示意图;

图32本发明的各种实施例中的第三十二示意图;

图33本发明的各种实施例中的第三十三示意图;

图34本发明的各种实施例中的第三十四示意图;

图35本发明的各种实施例中的第三十五示意图;

图36本发明的各种实施例中的第三十六示意图;

图37本发明的各种实施例中的第三十七示意图;

图38本发明的各种实施例中的第三十八示意图;

图39本发明的各种实施例中的第三十九示意图;

图40本发明的各种实施例中的第四十示意图;

图41本发明的各种实施例中的第四十一示意图;

图42本发明的各种实施例中的第四十二示意图;

图43本发明的各种实施例中的第四十三示意图;

图44本发明的各种实施例中的第四十四示意图;

图45本发明的各种实施例中的第四十五示意图;

图46本发明的各种实施例中的第四十六示意图;

图47本发明的各种实施例中的第四十七示意图;

图48本发明的各种实施例中的第四十八示意图;

图49本发明的各种实施例中的第四十九示意图;

图50本发明的各种实施例中的第五十示意图;

图51是在脊波导(ridgewaveguide)或掩埋波导(buriedwaveguide)光器件的光放大器区引入弧形波导设计,使之在输出端面以一定的设计夹角出射光的示意图;

图52是脊波导(ridgewaveguide)或掩埋波导(buriedwaveguide)可调激光器斜置,使之在输出端面以一定的设计夹角出射光的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明:

应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如前述背景技术所提到的,旨在减小啁啾效应的技术改进方案包括以下缺点,啁啾管理激光器需要在封装时添加一个光谱整形(osr)带通滤波单元和一个隔离器,增加了光模块的封装难度、体积与成本。直接调制补偿激光器技术只能有限地补偿一点啁啾效应,无法彻底解决dml的啁啾效应造成的传输距离极度缩短的问题。

为了解决上述问题,如图1所示,给出了本发明的一种典型实施例:一种基于反馈式射频调制分布式布拉格反射可调激光器的光模块,包括分布式布拉格反射可调激光器和控制电路;分布式布拉格反射可调激光器包括半导体放大器区、增益区、相位调谐区和至少一个光栅调谐区;控制电路包括直流偏置电流控制电路和交流射频数据调制信号控制电路;

增益区:一个包含多量子井的晶体生长层结构(即发光区);增益区用于产生和输出光信号,

半导体放大器区:一个包含多量子井晶体生长层结构、具有与增益区相同或不同的晶体生长层结构;半导体放大器区用于放大和输出光信号。

光栅调谐区:一个通过再生长方式直接耦合连接到增益区的被动晶体生长层,其晶体生长层含有一个比增益区量子井区域能带隙(bandgap)间隔更大的厚波导层(典型厚度为0.2-0.6微米,可以高达10微米厚),用以控制dbr可调激光器的波长调谐效率与波长调谐范围。可以在该厚波导层上直接制作布拉格(bragg)光栅,或着在该厚波导层的上方或下方生长的一个比其能带隙间隔更大的波导层(典型厚度0.1-0.4微米,可以高达数微米厚)上制作布拉格(bragg)光栅;光栅调谐区用于主要调谐输出光信号的波长,和控制器件的波长调谐范围和波长调谐效率。

相位调谐区,其晶体生长层结构与光栅调谐区的相同,只是没有制作上布拉格(bragg)光栅。相位调谐区用于对增益区产生的光信号的波长进行微调谐。

以上,增益区与半导体放大器区为含多个量子井的有源区,相位调谐区与光栅调谐区为无源区。

直流偏置电流控制电路为所述增益区、半导体放大器区、相位调谐区和光栅调谐区根据设计要求而分别加载不同大小的直流偏置电流,分别用于控制光信号的产生、放大与输出、输出光波长的微调谐和主调谐;

在上述所述的不同区域分别通过直流偏置电流控制电路加载直流偏置电流(图中黑色箭头):

1)在增益区加载超过阈值电流数倍(典型情况为2-10倍阈值电流,可以高达100倍)的直流偏置电流igain,以便产生所需功率的激光输出;

2)在半导体放大器区域加载超过阈值电流(典型情况为1-3倍阈值电流,可以高达100倍)的直流偏置电流isoa,以便进一步放大dbr可调激光器的输出功率。另外,还能在波长调谐的同时,通过对其直流偏置电流的调节来调节可调激光器的输出功率,以便实现在波长调谐范围内可调激光器的输出功率基本保持不变;

3)在光栅调谐区加载直流偏置电流idbr,并对加载的电流强度在一定范围内(典型变化范围0-100ma,可以高达2000ma)进行调谐控制,以便主要地控制可调激光器输出光的波长调谐;

4)在相位调谐区加载直流偏置电流iphase,并对加载的电流强度在一定范围内(典型变化范围0-10ma,可以高达1000ma)进行调谐控制,以便控制可调激光器输出光波长的小幅度微调。

交流射频数据调制信号控制电路为所述增益区、半导体放大器区,和相位调谐区同时加载或选择性加载强度不同的交流射频数据调制信号,所述交流射频数据调制信号按照不同的强度比例分配,用以最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应,增大其消光比和传输功率。

在可调激光器上述有源区和无源区相接触的各个连接断面,可以引入夹角,用于消除腔内界面反射,例如,在同时包括增益区、相位调谐区、光栅调谐区和半导体放大器区的可调激光器中,在增益区与相位调谐区、增益区与光栅调谐区、半导体放大器区与相位调谐区、半导体放大器区与光栅调谐区的连接断面之间即可引入夹角,也就是在有源区与无源区相接触的断面之间引入夹角;设置不同大小的夹角,用以减小或消除由于连接断面两侧半导体材料的有效折射率不同而造成的腔内界面反射。

在仅包括增益区、相位调谐区以及光栅调谐区的可调激光器中,可以在增益区与相位调谐区或增益区与光栅调谐区的连接断面之间引入夹角,用以减小或消除由于连接断面两侧半导体材料的有效折射率不同而造成的腔内界面反射。

在上述所述的不同区域分别通过交流射频数据调制信号控制电路加载交流射频数据调制信号,交流射频(图中灰色区域)(rf)数据信号通过区域加载驱动器分别按照不同的强度分配比例(典型情况为1:1:0.5,可以为任意比例)同时加载或选择性地加载到增益区、半导体放大器区和相位调谐区,以便最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应。通过实时检测输出光信号或与输出光信号相反方向的背光信号的啁啾效应,反馈控制上述交流射频(rf)数据调制信号在各个区域的加载强度,从而最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应,增大输出光信号的消光比和传输功率。

本实施例的反馈控制电路可以采用多种形式,包括实时检测可调激光器的出射光,分析出射光信号,检测光信号的啁啾效应,并对射频调制控制电路输出的射频数据调制信号强度进行反馈控制和实时调节;

也可以实时检测与可调激光器出射光方向相反的背光信号,即芯片末端向光输出的相反方向出射的微量激光,分析该背光信号的啁啾效应,对射频调制控制电路输出的射频数据调制信号强度进行反馈控制和实时调节,用以最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应、增大输出光信号的消光比和传输功率。

把射频数据调制信号按照一定的比例,同时加载到集成了半导体放大器的分布式布拉格反射可调激光器的增益区、相位调谐区和半导体放大器区;或没有集成半导体放大器区的分布式布拉格反射可调激光器的增益区、相位调谐区;通过实时检测输出光信号或与输出光信号相反方向的背光信号的啁啾效应,来反馈控制上述射频数据调制信号在各个区域的加载强度,从而最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应,同时增大其消光比和传输功率。

在本实施例中,参见图1-图10,半导体放大器区固定位于光信号的出射端,增益区,相位调谐区和光栅调谐区可更换次序地排列在半导体放大器区之后;其半导体放大器区出射光的前端镜面一般是采用低反射涂层镀膜(anti-reflection,orarcoating),低反射涂层的反射率应尽量低,最好低于0.2%。

如果是布拉格(bragg)光栅调谐区位于光芯片的末端的话,末端镜面的镀膜应采用低反射涂层镀膜(anti-reflection,orarcoating),也就是低于6%反射率。如果不是布拉格(bragg)光栅调谐区位于光芯片的末端的话,末端镜面的镀膜都是采用高反射涂层镀膜(highreflectivity,orhrcoating),反射率高于90%。

直流偏置电流控制电路的输出与交流射频数据调制信号控制电路的输出可以通过各个偏置器(biastee)分别连接增益区、半导体放大器区和相位调谐区的各个区域的唯一正极电极,或直接连接各个区域上电分离式的各自单独正极电极。

负极电极可以采用各个区域共用的负极,或采用电分离式的各区域负极电极。增益区、相位调谐区,和半导体放大器区域的直流和交流电极可以通过一个偏置器(biastee)合二为一连接到各自区域的一个共用正极电极上,也可以分别连接到电分离式的各自区域的单独的直流和交流两个正极电极上。

根据dbr可调激光器上述各个区域的不同次序的排列,还可以去掉半导体放大器区,利用增益区作为光产生与输出区,构成如图11-图16的基于交流射频(rf)数据调制信号直接调制dbr可调激光器的光模块,增益区固定位于光信号出射端,相位调谐区和光栅调谐区可更换次序地排列在增益区之后;同样地,其增益区出射光的前端镜面一般采用低反射涂层镀膜(anti-reflection,orarcoating),也就是低于6%反射率的镀膜。

如果是布拉格(bragg)光栅调谐区位于光芯片的末端的话,末端镜面的镀膜则采用低反射涂层镀膜(anti-reflection,orarcoating),也就是低于6%反射率。

偏置电流控制电路的输出与射频调制控制电路的输出可以通过各个偏置器(biastee)分别连接到增益区和相位调谐区的各个区域的唯一正极电极,或直接连接各个区域上电分离式的各自单独正极电极。负极电极可以采用各个区域共用的负极,或采用电分离式的各区域负极电极。

根据dbr可调激光器上述各个区域的不同次序的排列,还可以构成如图17-图32和图39-图44的基于交流射频(rf)数据调制信号直接调制dbr可调激光器的光模块,此时,dbr可调激光器包括至少两个晶体生长结构相同、但具有不同光栅设计的光栅调谐区域,在本实施例中为光栅调谐区i和光栅调谐区ii,此时在光栅调谐区加载直流偏置电流(idbr1和idbr2),光栅调谐区i、光栅调谐区ii、增益区、相位调谐区可更换次序地排列在半导体放大器区之后。半导体放大器区固定位于可调激光器的光出射端,增益区、相位调谐区和光栅调谐区ii,光栅调谐区i可更换次序地排列在增益区之后;其半导体放大器区出射光的前端镜面采用低反射涂层镀膜(anti-reflection,orarcoating),低反射涂层的反射率应尽量低,最好低于0.2%。

如果是布拉格(bragg)光栅调谐区位于光芯片的末端的话,末端镜面的镀膜则采用低反射涂层镀膜(anti-reflection,orarcoating),也就是低于6%。如果不是布拉格(bragg)光栅调谐区位于光芯片的末端的话,末端镜面的镀膜都是采用高反射涂层镀膜(highreflectivity,orhrcoating),反射率高于90%。

偏置电流控制电路的输出与交流射频数据调制信号控制电路的输出可以通过各个区域的偏置器(biastee)分别连接增益区、半导体放大器区和相位调谐区的各个区域的唯一正极电极,或直接连接各个区域上电分离式的各自单独正极电极。负极电极可以采用各个区域共用的负极,或采用电分离式的各区域负极电极。

类似的,可以去掉半导体放大器区,利用增益区作为光产生与输出区,如图33-图38和图45-图50所示,该dbr可调激光器包含至少两个光栅调谐区,具有相同的晶体生长层,但采用不同的光栅设计。这两个光栅调谐区也可以与相位调谐区任意更换位置排列。

上述两种光模块中,带半导体放大器的分布式布拉格反射可调激光器的半导体放大器部分的脊波导(ridgewaveguide)或掩埋波导(buriedwaveguide)采用弧型(curved)光波导输出,在光器件输出端引入光输出端面的光输出夹角(如图51所示);或把整个脊波导(ridgewaveguide)或掩埋波导(buriedwaveguide)可调激光器斜置(如图52所示),使之与光输出端面形成夹角,从而避免输出光返回到可调激光器谐振腔中。

为了与本发明提供的基于反馈式射频调制分布式布拉格反射可调激光器的光模块实施例相对应,本发明还提供了一种基于反馈式射频调制分布式布拉格反射可调激光器的光模块控制方法。

在分布式布拉格反射可调激光器的基础上,将直流偏置电流信号按照设计要求,同时加载到所述分布式布拉格反射可调激光器的增益区、半导体放大器区、相位调谐区和光栅调谐区,分别用于控制光信号的产生、放大、输出光波长的微调谐和主调谐;将交流射频数据调制信号按照一定的比例,同时或选择性地加载到增益区、半导体放大器区和相位调谐区。交流射频数据调制信号加载到增益区和相位调谐区所产生的啁啾效应正好相反,同时在增益区和半导体放大器区加载交流射频数据调制信号可以减小总的啁啾效应,并能够增大光输出光信号的消光比和传输功率。

可以通过实时调节半导体放大器区的直流偏置电流来实现可调激光器在波长调谐范围内的光输出功率基本保持不变。

把交流射频数据调制信号按照一定的比例,同时加载到集成了半导体放大器的分布式布拉格反射可调激光器的增益区、相位调谐区和半导体放大器区;或没有集成半导体放大器区的分布式布拉格反射可调激光器的增益区、相位调谐区;通过实时检测输出光信号或与输出光信号相反方向的背光信号的啁啾效应,来反馈控制上述射频数据调制信号在各个区域的加载强度,从而最大限度地实时补偿与消除输出光信号的啁啾效应,同时增大输出光信号的消光比和传输功率。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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