专利名称：外腔激光器和波分复用无源光网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤接入技术领域，尤其涉及一种外腔激光器和一种波分复用无源光 Mt^ (Wave Division Multiplexing-Passive Optical Network, WDM-PON)胃 5 ■。
背景技术：
目前，在众多的光纤接入网解决方案中，WDM-PON技术由于其具有较大的带宽容 量、类似点对点的通信方式保证信息安全性等优点而备受关注。但是WDM-PON成本比较高， 其中，激光器是WDM-PON中对成本影响最大的因素。在WDM-PON系统中，为了解决成本高的问题，需要找到一种低成本的激光器解决 方案。如图1所示，其为现有技术一种采用自种子无色外腔激光器的WDM-PON的结构示意 图。以波长为λ 1的通道为例，用户侧的光网络单元(Optical Network Terminal, 0NU)的注入锁定法布里-珀罗激光器(injection-locked FP-LD, IL FP-LD)发出的光 信号，经过波长λ 1对应的分支光纤传输之后，透过远端节点阵列波导光栅(Remote Node Array Waveguide Grating, RN-AWG) , ^ β,ΜIt PRM2 (partial reflection mirror)，有一部分光透射并经过主干光纤上发到局端(Central Office)的光线路终端 (Optical Line Terminal，0LT)，另一部分光被反射回来再次经过RN-AWG后，通过波长入1 对应的分支光纤重新注入回IL FP-LD,IL FP-LD的增益腔会对反射回来的光再次放大然后 又发射出去，如此往返多次，在IL FP-LD和PRM2之间便形成一个光纤激光腔并输出稳定的 光信号。同时，IL FP-LD也具有调制功能，因此所述ONU的上行数据可调制到上述振荡生成 的光信号中，且其至少一部分透射过部分反射镜PRM2和PRMl以及局端阵列光栅(CO-AWG)， 进入所述OLT中与波长λ 1对应的接收机(Rx)。在上述WDM-PON系统中，由于IL FP-LD本身是单偏振的多纵模激光器，其对不同 偏振方向的输入光的增益是不同的，而经过部分反射镜PRM2反射回来的光经过分支光纤 传输之后其偏振方向为随机的，因此现有的WDM-PON系统采用的IL FP-LD无法保证反射 回来的光注入回IL FP-LD后可以获得稳定的增益，这就导致了 IL FP-LD的输出光功率 无法稳定，任何环境因素，如温度、风吹、地面震动等变化引起的光纤的细微摆动都导致IL FP-LD的输出光功率急剧变化。因此，现有技术无法解决外腔激光器的偏振相关性问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种外腔激光器和WDM-PON系统，以解决了现有的激光器由 于偏振相关性而引起的输出光功率不稳定的问题。—种外腔激光器，包括增益介质和滤波器，还包括法拉第旋转反射镜，所述增益介 质、所述滤波器和所述法拉第旋转反射镜构成一个激光振荡腔，所述增益介质发出的光在 所述振荡腔内往返振荡。一种无源光网络系统，其特征在于，包括光线路终端和多个光网络单元，其中所述光线路终端和所述多个光网络单元以波分复用的方式进行通信，所述光线路终端包括用于 提供数据调制发射功能的外腔激光器，所述外腔激光器为上述外腔激光器。本发明实施例提供的外腔激光器和WDM-PON系统，通过在外腔激光器的反射端引 入法拉第旋转反射镜，使得反射光注入增益介质的偏振方向是可控的，有效解决了传统外 腔激光器由于偏振相关性而引起的外腔激光器输出光功率不稳定的问题。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术或 实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。图1为现有技术中采用自种子无色外腔激光器的WDM-PON ；图2本发明实施例提供的一种外腔激光器的结构图；图3为本发明实施例中外腔激光器的工作原理图；图4为本发明实施例提供的另一种外腔激光器的结构图；图5为本发明实施例提供的又一种外腔激光器的结构图；图6为本发明实施例中外腔激光器的输出端的实测光谱；图7为本发明实施例中外腔激光器的发射眼图；图8为本发明实施例中外腔激光器的另一发射眼图；图9为本发明实施例提供一种WDM-PON系统的结构示意图；图10为本发明实施例提供另一种WDM-PON系统的结构示意图；图11为本发明实施例提供的又一种WDM-PON系统的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例首先提供了一种外腔激光器，如图2所示，包括增益介质1、滤波器 2、法拉第旋转反射镜(FRM)3以及连接上述器件的光纤。其中，所述法拉第旋转反射镜3可 以为45度旋转发射镜，其耦合至所述滤波器2和所述外墙激光器的输出端(未标识)之 间的光纤，可将通过光纤入射的至少一部分光信号的偏振方向旋转45X2度并反射回所述 光纤。并且，在具体实施例中，所述法拉第旋转反射镜3可以包括法拉第旋转器(Faraday Rotator)和部分反射镜，其中所述法拉第旋转器为45度旋转器，其可以将光的偏振方向旋 转45度，因此入射光从进入所述法拉第旋转反射镜3到经过其内部的部分反射镜对部分入 射光进行反射之后产生反射光射出所述法拉第旋转反射镜3过程中，需要穿过所述法拉第 旋转器两次，由此使得所述反射光的偏振方向与所述入射光的偏振方向相差90度，即所述 反射光的偏振方向与所述入射光的偏振方向相互垂直。所述增益介质1、滤波器2及法拉 第旋转反射镜3通过所述光纤构成一个激光振荡腔，所述滤波器2在激光振荡腔内起波长(模式)筛选的作用，所述增益介质1发出的光在所述振荡腔内往返振荡形成激射光。在应用过程中，增益介质1发出的光在上述激光振荡腔里往返振荡形成自注入外 腔激光器。为便于描述，以下将增益介质1的TM模(Transverse Magnetic)增益记为GTM， 将增益介质1的TE模CTransverse Electric)的增益记为Gte，将从增益介质1到45度FRM 之间的单程链路损耗记为L，其中，所述单程链路损耗L包括增益介质1与光纤的耦合损耗、 滤波器2对光的损耗、光纤传输损耗以及法拉第旋转反射镜3中的法拉第旋转器和部分反 射镜对光的损耗。如图3所示，本实施例中的外腔激光器功能原理可以如下首先，增益介质1发出放大自发辐射光信号(Amplified Spontaneous Emission, ASE)，其偏振方向与增益介质1的TE方向相同，如图3所示发射1 (即第一发射光)的偏振 方向。所述光信号经过滤波器2的过滤之后，只有与滤波器2通带相匹配的光可以通过，而 通带以外的光都被衰减掉了。所述通过滤波器2的光信号进一步通过光纤传输到法拉第 旋转反射镜3，其中有一部分光透过法拉第旋转反射镜3的发射镜输出，另一部分被所述法 拉第旋转反射镜3的反射镜反射回去，在反射前后往返两次经过45度法拉第旋转器，并且 反射光重新注入回增益介质1。在此过程中，光信号总共经过两次链路传输损耗，总损耗为 2L。在本实施例中，所述法拉第旋转反射镜3为45度法拉第旋转反射镜，其可在对所 述光信号进行反射的前后分别通过其内部的45度法拉第旋转器对所述光信号的偏振方向 进行两次45度的旋转，从而使得反射光与入射光的偏振方向相垂直。根据上述45度法拉 第旋转反射镜的反射特性，反射光回到增益介质1时，其偏振方向与步骤a中第一发射光的 偏振方向是相互垂直，因此，当所述反射光注入回增益介质1时，其偏振方向与增益介质1 的TM模方向相同，如图3中注入1(即第一注入光)偏振方向所示。并且，相对应地，所述 第一注入光在增益介质1内部所获得的增益为Gtm。所述第一注入光注入到增益介质1后会 经过一次增益为Gtm的放大到达增益介质1的后端面，并经增益介质1的后端面反射回来， 再经过一次放大后发射出去，形成第二发射光(即图3中的发射2)。需要注意的是，在此 过程中，由于所述反射光的偏振方向在增益介质1内部是保持不变的，因此所述第二发射 光的偏振方向与所述第一注入光的偏振方向保持一致。另外，所述第一注入光在增益介质 1内部往返两次过程中，获得了两次TM方向的增益，因此总增益为2Gtm。进一步地，所述第二发射光在振荡腔内往返传输之后(链路传输损耗同样为2L)， 有一部分光被法拉第旋转反射镜3反射回来并重新注入回增益介质1形成第二注入光，即 如图3所示注入2，同理可知，所述第二注入光的偏振方向与所述第二发射光是互相垂直 的，因此，所述第二注入光的偏振方向将被还原到与所述第一发射光的偏振方向相同，即与 增益介质1的TE模方向相同。因此，所述第二注入光在增益介质1内部所获得的增益为 Gteo另外，所述第二注入光在增益介质1保持偏振方向不变，并且经过往返两次TE放大之 后形成第三发射光并发射出去，即图3所示的发射3，所述第三发射光偏振方向与发射1完 全一致。在此过程，所述第二注入光在增益介质1内部往返两次过程中，获得了两次TE方 向的增益，所获得的总增益为2GTE。从上面关于所述外腔激光器的工作过程可看到，所述增益介质1发出第一发射 光到发射第三发射光，光在振荡腔内经过了两次往返之后，所述第三反射光的偏振方向被调整到与所述第一发射光的偏振方向相一致，因此上述过程可认为已完成一次完整的振 荡。在上述一次完整振荡过程中，经历的总损耗为4L，在增益介质内部获得的总增益为 2GTM+2Gte。根据增益介质工作原理，如果OGTM+2GTE) > 4L，则经过多次完整振荡之后，光会 不断得到加强，当增强到一定程度，增益介质的增益饱和，并最终会达到一个稳定工作的平 衡状态，此时，在输出端将输出稳定的光功率。本实施例的外腔激光器的工作波长主要是由滤波器2决定的，而不是由增益介质 1本身决定的，当然增益介质自身的腔模以及增益介质与法拉第旋转反射镜3之间的腔模 对最终的外腔激光器的输出波长也有一定影响，但通常而言影响比较小。换言之，本实施例 的外腔激光器中的增益介质1主要起增益作用，其波长主要取决于滤波器2，因而增益介质 1的工作波长可以自动适应振荡腔内滤波器的通带波长，而且无须任何波长校准和稳定机 制，因此外腔激光器简单易用、工程实施起来比较简单、且成本较低。应当理解，在本发明实施例提供的外腔激光器中，所述法拉第旋转反射镜3并不 局限于为45度法拉第旋转反射镜3，其只需保证在进行多次反射之后回到所述增益介质1 的注入光的偏振方向与原来所述增益介质1的发射光的偏置方向相一致片刻。比如，在其 他替代实施例中，所述法拉第旋转反射镜3还可以为22. 5度旋转反射镜，其可以使得在经 过四次反射之后产生的注入光与原发射光的偏振方向相一直，或者所述法拉第旋转反射镜 3还可以为具有其他偏振旋转角度的旋转发射镜。本实施例提供的外腔激光器由于采用了法拉第旋转反射镜3，使得反射光注入增 益介质1的偏振方向是可控的，从而保证注入到增益介质的注入光的偏振方向与发射光相 一致，有效解决了传统外腔激光器由于偏振相关性而引起的外腔激光器输出光功率不稳定 的问题。作为本实施例的一种改进，增益介质1、滤波器2和法拉第旋转反射镜3之间除可 通过光纤连接(耦合)之外，也可通过其它方式连接(耦合)，如，在一种替代实施例中，增 益介质1与滤波器2之间可以通过空间或平面波导耦合，然后滤波器2与法拉第旋转反射 镜3之间通过光纤耦合。在本发明实施例提供的外腔激光器由于引入了法拉第旋转反射镜，使得在外腔激 光器的振荡腔内引入光纤成为可能，可以极大地方便工程安装和部署，降低外腔激光器的 成本，于是应用光纤实现本实施例的外腔激光器为一种较佳的实现方式。进一步地，本发明另一个实施例还提供另一种外腔激光器，如图4所示，包括增益 介质4、法拉第旋转器(FR) 7、滤波器5和法拉第旋转反射镜6。所述增益介质4、法拉第旋 转器7、滤波器5和法拉第旋转反射镜6构成一个振荡腔，增益介质4发出的光在振荡腔内 往返振荡。在一种实施例中，所述法拉第旋转器7可以为45度法拉第旋转器，所述法拉第旋 转反射镜6可以为45度旋转发射镜。其中所述法拉第旋转器7耦合在所述增益介质4和 滤波器5之间，所述法拉第旋转反射镜6耦合在所述滤波器5和所述外腔激光器的输出端 之间，其中所述法拉第旋转器7可以与所述法拉第旋转反射镜6构成一个用于稳定振荡腔 内激光偏振方向的装置，确保所述增益介质4发出的发射光经过一次往返之后反射光能够 具有与发射光相同的偏振方向，并注入回增益介质4。比如，在本实施例中，所述法拉第旋转 器7可以将往返往返光信号进行两次45度的偏振旋转，，从而使得光在所述振荡腔中传输过程中器偏振方向的旋转刚好与所述法拉第旋转反射镜6产生的90度旋转抵消，因此，在 经过一次往返之后注入到所述增益介质4的注入光的偏振方向就与原来发射光的偏振方 向相同了。在具体实施例中，所述法拉第旋转器7可以设置在靠近增益介质4的一侧，并通过 空间耦合或采用平面波导的方式与所述增益介质4进行光的耦合，并且，所述法拉第旋转 器7与所述滤波器5和所述法拉第旋转反射镜6之间既可通过光纤耦合，也可通过其它方 式華禹合。为更好理解本实施例，以下进一步介绍所述外腔激光器的工作过程。具体而言，增益介质4发出的发射光(比如ASE)经过所述法拉第旋转器7之后， 其偏振方向被旋转了 45度，并经过所述滤波器5的滤波处理之后，传输到达所述法拉第旋 转反射镜6。根据所述法拉第旋转反射镜6的光特性，进入所述法拉第旋转反射镜6的一部 分入射光将透过所述法拉第旋转反射镜6并输出，而另一部分入射光将被所述法拉第旋转 反射镜6反射，且所述光在反射前后将经过往返两次45度偏振，从而导致反射光与入射光 之间的偏振方向相差90度，且与所述增益介质4的发射光的方向相差45度或135度(取 决于所述法拉第旋转器7与所述法拉第旋转反射镜6的旋转方向是否相同)。所述反射光 经过滤波器5返回到所述法拉第旋转器7，其偏振方向被进一步旋转了 45度，并重新注入到 所述增益介质4，由此保证所述反射光的偏振方向与所述增益介质4发出的发射光的偏振 方向相一致。因此，增益介质4发出的发射光在经过所述法拉第旋转器7、滤波器5和法拉第旋 转发射镜6处理之后，反射光重新注入回所述增益介质4。由于所述发射光从所述增益介质 4发出到最终注入回所述增益介质4，其偏振方向经过了总共4次45度的旋转(包括在法 拉第旋转器7进行的往返两次45度偏振旋转以及在所述法拉第旋转发射镜6进行的往返 两次45度偏振旋转)，因此，所述光的偏振方向将被旋转0度或180度(取决于所述法拉第 旋转器7与所述法拉第旋转反射镜6的旋转方向是否相同)。因此所述增益介质4发出的 发射光的偏振方向与经过一次往返注入回所述增益介质4的注入光的偏振方向相同。也就 是说，所述注入光的偏振方向就回到了原来发射光的偏振方向。在本实施例中，通过所述法拉第旋转器7与所述法拉第旋转反射镜6，所述外腔激 光器的增益介质4发出的发射光在经过仅仅一次往返之后便可以使得反射回来并注入回 所述增益介质4的注入光的偏振方向回到了原来的发射光偏振方向，从而减小了光在所述 振荡腔传播过程中的损耗，有效降低了对增益介质4的增益要求，因此，本实施例提供的外 腔激光器可以达到更优的性能。另外，在上述各个实施例中，所述滤波器2或5可由一个或一个以上具有选波功能 的滤波器构成。作为一种实施方式，所述滤波器2或5可以为阵列波导光栅、高斯型阵列波 导光栅、薄膜型光滤波器或者高斯薄膜型光滤波器；在其他实施方式中，所述滤波器2或5 还可以由高斯型阵列波导光栅和以太龙滤波器组成的组合滤波器、由高斯型阵列波导光栅 和光纤光栅组成的组合滤波器或者由其它类似的光滤波器组成的组合滤波器。作为本实施例的一种实施方式，所述增益介质1或4可以包括前端和后端面，其中 所述前端面可以为低反射端面，而所述后端面可以为高反射端面。并且，该增益介质的前端 面通过镀膜或其它技术手段，比如斜波导的方法，实现极低的反射率，而后端面具有极高的反射率。作为本实施例的一种实施方式，所述增益介质可以是偏振相关的，即增益介质在TE 方向上的增益与TM方向上的增益是不一致的，这有利于避免偏振模竞争。如果所述增益介 质是具有偏振相关性的，即Gte是远大于Gtm的，则最终TE方向的偏振模会压制住TM方向的 偏振模而占主导，从而解决了偏振模竞争的问题，实现了激光腔内偏振模的稳定。作为本实施例的一种实施方式，所述增益介质为具有调制功能的反射半导体放大 器(Reffective Semiconductor Optical Amplifier, RS0A)，即数据所对应的电信号可通 过改变增益介质的注入电流强弱，把数据调制到振荡生成的光信号中。请参阅图5，本发明另一种实施例提供的外腔激光器的法拉第旋转反射镜可以为 45度全反射法拉第旋转反射镜，其包括45度法拉第旋转器和全反射型反射镜，并且，所述 法拉第旋转反射镜可以通过分支器耦合到滤波器(AWG)与所述外腔激光器的输出端之间 的光纤。其中，所述分支器可以从所述光纤将经过所述滤波器的发射光提取一部分出来并 提供给所述法拉第旋转反射镜，并且所述法拉第旋转反射镜可以对在此部分发射光进行发 射前后对其进行往返两次45度偏振旋转，并将反射光耦合反射回所述增益介质(RSOA)。以下结合图6至图8，介绍本发明实施例提供的外腔激光器的仿真结果。图6为本发明实施例中外腔激光器的输出端的实测光谱，其中比较平坦的带有小 波纹的曲线是增益介质在没有外部反射时的ASE光谱，4个窄谱峰是外腔激光器依次采用4 个不同滤波器时，形成振荡后的光谱。实验证明，本发明实施例的外腔激光器中的增益介质的工作波长取决于所连接的 滤波器，如在若干公里之外的AWG的通道波长，实现了完全无色化，即增益介质接在AWG的 哪个通道上，外腔激光器的工作波长就稳定工作在所连接的AWG通道波长上。同时，输出端 的光谱稳定，光谱不受增益介质和45度FRM之间光纤摆动的影响，验证了本发明实施例的 外腔激光器的偏振无关性，即是偏振不敏感性。图7、图8给出了增益介质通过误码测试仪(BERT，Bit Error Ratio Tester)加 载1. 25Gbps的伪随机系列数据之后稳定的发射眼图，发射眼图ER的说明，结合电域处理和 优化手段，本发明实施例的基于45度FRM实现的光纤外腔激光器能够满足通信用发射机的 用途。基于以上实施例提供的外腔激光器，本发明实施例还进一步提供了一种WDM-PON 系统，如图9所示，其为本发明一种实施例提供的WDM-PON系统的结构示意图。所述WDM-PON 系统包括至少两个用于提供数据调制发射功能的外腔激光器，所述外腔激光器的具体结构 和工作过程可以参照上述实施例，即，上述实施例提供的外腔激光器的所有内容可以通过 引用结合到本实施例提供的WDM-PON系统。具体而言，请参阅图9，所述WDM-PON系统包括位于局端的光线路终端(OLT)、位于 用户侧的多个光网络单元(ONUl-ONUn)以及位于所述光线路终端和所述光网络单元之间 且用于进行波分复用/解复用的远程节点(Remote Node，RN)，其中所述光线路终端和所述 多个光网络单元通过波分复用的方式进行通信。所述光线路终端通过主干光纤连接到所述 远程节点，且所述远程节点进一步通过多个分支光纤分别连接到所述多个光网络单元。所述远程节点包括波分复用/解复用模块，比如阵列波导光栅(AWG2)。所述阵列 波导光栅的网络侧端口连接所述主干光纤，用于接收来自所述光线路终端的下行光信号， 并且，所述阵列波导光栅还包括多个用户侧端口，每个用户侧端口分别对应于一个波长通带(即每个用户侧端口可相当于一个滤波器，且各个滤波器的通带不同)，并且分别通过一 个分支光纤连接到工作在与所述波长通带相对应的波长通道的光网络单元。所述阵列波导 光栅可用于将来自所述光线路终端的下行光信号进行波长解复用处理，并分别通过各个网 络侧端口和分支光纤发送给对应的光网络单元，并且，其还可用于将来自各个光网络单元 的上行光信号进行波分复用处理，并通过用户侧端口和主干光纤上发给所述光线路终端。所述光网络单元可以包括光发射器(LD)和光接收器(Rx)，所述光发射器和光接 收器通过波分复用器(WDM)耦合到所述分支光纤。所述波分复用器可以将所述分支光纤 传送的下行光信号提供给所述光接收器以给用户提供对应下行数据，并将所述光发射器发 出的与用户的上行数据相对应的上行光信号提供到所述分支光纤，以进一步通过所述远程 节点和主干光纤将所述上行光信号上发给所述光线路终端。其中，所述光发射器可以为具 有调制功能的反射半导体放大器，其可以具有如上述各个外腔激光器实施例所述的增益介 质，所述增益介质的具体特性可以参阅以上实施例的介绍，以下不在赘述。并且，在本实施例中，所述远程节点还可以包括法拉第旋转发射镜(FRlC)，所述 法拉第旋转发射镜FRM2耦合在所述上行光信号的传输通道上，比如，其可以直接耦合在邻 近于所述阵列波导光栅的网络侧端口的主干光纤，或者通过一个分支器耦合到所述阵列波 导光栅的网络侧端口的主干光纤。所述光网络单元的光发射器内部的增益介质、所述阵列 波导光栅AWG2以及所述法拉第旋转发射镜FRM2可组成如以上实施例所述的外腔激光器。 该外腔激光器工作波长能够自动适应其所对应的阵列波导光栅AWG2的端口的波长。通过 所述外腔激光器，本发明实施例提供的WDM-PON系统可以保证在上行方向采用自注入激光 器中注入到所述增益介质的注入光的偏振方向是可控的，从而使得上行输出光功率保持稳 定。另外，所述光线路终端具有相类似的结构，比如，所述光线路终端可以具有多个光 模块，每个光模块分别对应于一个光网络单元，并且与所述光网络单元工作在同一个波长 通道。所述多个光模块同样通过一个阵列波导光栅(AWGl)耦合到主干光纤，所述阵列波导 光栅可以将由所述主干光纤传送来的上行光信号进行波分解复用并分别提供给对应的光 模块，并且还可以将各个光模块发出的下行光信号进行复用处理并通过所述主干光纤提供 给所述各个光网络单元。在所述光线路终端中，各个光模块的光发射器同样具有如上所述的增益介质，且 所述光线路终端还包括耦合到所述主干光纤的法拉第旋转发射镜FRM1。所述光模块的光发 射器中的增益介质、所述阵列波导光栅AWGl和所述法拉第旋转发射镜FRMl同样可以组成 如以上实施例所述的外腔激光器。该外腔激光器的工作波长也能够自动适应其所对应的阵 列波导光栅AWGl端口波长。同样地，通过所述外腔激光器，本发明实施例提供的WDM-PON 系统可以保证在下行方向采用自注入激光器中注入到所述增益介质的注入光的偏振方向 是可控的，从而使得下行输出光功率保持稳定。为了实现单纤双向数据通信，所述阵列波导光栅AWGl和AWG2可以具有循环 (cyclic)特性，以实现在同一个端口上可通过不同波段的光信号。同时，所述法拉第旋转反 射镜FRMl只能反射特定波段的光信号，而对于所述法拉第旋转反射镜FRMl不能反射波段 的光信号则可无反射通过。所述法拉第旋转反射镜FRM2也只能反射特定波段的光信号，对 于所述法拉第旋转反射镜FRM2不能反射波段的光信号则可无反射通过。
作为本实施例的一种改进，请参阅图10，其为本发明实施例提供的另一种 WDM-PON系统的结构示意图。如图10所示，局端的光线路终端包括两个阵列波导光栅AWGl和AWG3，其中所述 阵列波导光栅AWGl用于复用各个光发射器(LDl-LDn)发送的下行数据，所述阵列波导光栅 AWG3用于将来自各个光网络单元(ONUl-ONUn)的上行光信号解复用并传送给各个光接收 器Rxl-Rxn。在具体实施例中，所述阵列波导光栅AWG3通过环行器耦合到主干光纤，且所述 光线路终端的法拉第旋转反射镜FRMl设置在所述环行器和所述阵列波导光栅AWGl之间。 其中，所述法拉第旋转反射镜FRM1、所述阵列波导光栅AWGl和所述光发射器LDl-LDn中的 增益介质组成如以上实施例所述的外腔激光器，并且该外腔激光器的工作波长也能够自动 适应其所对应的阵列波导光栅AWGl的端口波长。作为本实施例的进一步改进，请参阅图11，其为本发明实施例提供了另一种 WDM-PON系统的结构示意图。图11所示的WDM-PON系统的局端光线路终端的结构与图10所 示的WDM-PON系统相同，其主要改进点在于远程节点与用户侧的光网络单元的连接结构。如图11所示，所述远程节点包括两个阵列波导光栅AWG2和AWG4，其中所述阵列 波导光栅AWG2用于复用各个光网络单元的光发射器LD发送的上行数据，所述阵列波导光 栅AWG4用于将来自光线路终端的下行光信号解复用并传送给各个光网络单元的光接收器 Rx。在具体实施例中，所述阵列波导光栅AWG4通过环行器耦合到主干光纤，且所述远程节 点还配备由法拉第旋转反射镜FRM2，其设置在所述环行器和所述阵列波导光栅AWG2之间。 其中，所述法拉第旋转反射镜FRM2、所述阵列波导光栅AWG2和所述光网络单元的光发射器 LD中的增益介质组成如以上实施例所述的外腔激光器，并且该外腔激光器的工作波长也能 够自动适应其所对应的阵列波导光栅AWGl的端口波长。通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借 助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳 的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部 分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计 算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机， 服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种外腔激光器，包括增益介质和滤波器，其特征在于，还包括法拉第旋转反射镜， 所述增益介质、所述滤波器和所述法拉第旋转反射镜构成一个激光振荡腔，所述增益介质 发出的光在所述振荡腔内往返振荡。
2.根据权利要求1所述的外腔激光器，其特征在于，所述增益介质发出的发射光通过 所述滤波器入射到所述法拉第旋转反射镜时，至少一部分入射光被所述法拉第旋转反射镜 反射回所述增益介质并重新注入所述增益介质，且在反射前后所述法拉第旋转反射镜分别 将所述入射光的偏振方向旋转预设角度，其中所述预设角度使得注入光的偏振方向与所述 发射光的偏振方向相同。
3.根据权利要求1所述的外腔激光器，其特征在于，所述法拉第旋转反射镜为45度法 拉第旋转反射镜，且在所述增益介质和所述滤波器之间还设有45度法拉第旋转器，所述45 度法拉第旋转器设置在靠近所述增益介质的一侧，所述增益介质与所述45度法拉第旋转 器之间采用空间耦合或者平面波导耦合的方式进行通信。
4.根据权利要求3所述的外腔激光器，其特征在于，所述滤波器由至少一个具有选波 功能的滤波器构成。
5.根据权利要求4所述的外腔激光器，其特征在于，所述滤波器为阵列波导光栅，或者 高斯型阵列波导光栅，或者薄膜型光滤波器，或者由高斯型阵列波导光栅和以太龙滤波器 组成，或者由高斯型阵列波导光栅和光纤光栅组成，或者其它类似的光滤波器的组合。
6.根据权利要求1至5任一项所述的外腔激光器，其特征在于，所述法拉第旋转反射镜 为在线型部分反射功能45度法拉第旋转反射镜，或者由分支器和45度全反射型法拉第旋 转反射镜组成。
7.根据权利要求1至5任一项所述的外腔激光器，其特征在于，所述增益介质为具有调 制功能的反射半导体放大器。
8.根据权利要求1至5任一项所述的外腔激光器，其特征在于，所述增益介质具有偏振 相关性。
9.一种无源光网络系统，其特征在于，包括光线路终端和多个光网络单元，其中所述光 线路终端和所述多个光网络单元以波分复用的方式进行通信，所述光线路终端包括用于提 供数据调制发射功能的外腔激光器，所述外腔激光器为权利要求1至8任一项所述的外腔 激光器。
10.根据权利要求9所述的无源光网络系统，其特征在于，还包括远程节点，所述远程 节点设置有法拉第旋转反射镜和阵列波导光栅，所述阵列波导光栅的网络侧端口通过主干 光纤连接至所述光线路终端，且其用户侧端口通过分支光纤分别连接至所述多个光网络单 元，所述光网络单元包括具有增益介质的光发射器，且所述光发射器的增益介质、所述阵列 波导光栅和所述法拉第旋转反射镜构成如权利要求1至8任一项所述的激光振荡腔。
全文摘要
本发明实施例公开了一种外腔激光器，涉及WDM-PON技术领域，有效解决由于偏振相关性而引起的外腔激光器输出光功率不稳定的问题。该外腔激光器包括增益介质、滤波器和法拉第旋转反射镜，所述增益介质、所述滤波器和所述法拉第旋转反射镜构成一个振荡腔，所述增益介质发出的光在所述振荡腔内往返振荡。
文档编号H04Q11/00GK102136674SQ201010588118
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者彭桂开, 徐之光, 林华枫 申请人:华为技术有限公司