具有多个序列式区段的可调谐激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明关于可调谐激光器，尤其是一种具有多个序列式区段的可调谐激光器，被配置为在多个不同范围的信道波长中调谐以用于波分复用(wavelength divis1nmultiplexed ；WDM)的无源光网络(Passive Optical Network ；P0N)中的可调谐发射机或收发器。
【背景技术】
[0002]曾经光通讯网络通常是“点对点”类型的网络，包括通过光纤连接的发射机和接收机。这种网络相对容易构造，但配备许多光纤来连接多个用户。随着与此网络连接的用户数目增加以及光纤数迅速增加，配备和管理许多光纤变得复杂且昂贵。
[0003]通过使用从网络的发送端例如光线路终端(Optical Line Terminal，0LT)到远达20公里或以上的远程分支点的单个“主干(trunk)”光纤，无源光网络解决了这个问题。开发这种无源光网络的一个挑战是有效利用主干光纤的容量，从而在主干光纤上传送最大可能数量的信息。使用波分复用在不同波长上将不同的光信号多路复用，光纤通讯网络可以增加在单个光纤上载送的信息量。举例来说，波分复用的无源光网络(WDM-P0N)中，单个主干光纤将多信道波长的光信号载送至光分支点，以及载送来自光分支点的多信道波长的光信号，以及通过引导到个体用户或者来自个体用户的不同波长的信号，分支点提供简单的路由功能。在每一用户位置，光网络终端(optical networking terminal ；0ΝΤ)或光网络单元(optical networking unit ；0NU)被分配一个或多个信道波长以用于发送和/或接收光信号。
[0004]然而，波分复用的无源光网络中的挑战在于设计一种网络，允许在任意用户位置的光网络终端或光网络单元中使用相同的发射机。为了便于波分复用的无源光网络中的配置和维护，期望具有其波长可被改变或调谐的“无色”的光网络终端/光网络单元(0ΝΤ/0NU)，这样单一装置可用于无源光网络上的任意光网络终端/光网络单元中。利用“无色”的光网络终端/光网络单元，操作人员仅仅需要具有可被配备在任意用户位置的单一、通用的发射机或收发器装置。
[0005]在波分复用系统或者网络例如WDM-P0N中，一个或多个可调谐激光器用于针对光信号选择不同的波长。这些年来已经开发了多种不同类型的可调谐激光器，但是大多数被开发用于高容量的骨干网连接以实现高性能以及成本相对较高。与高容量、长距离的波分复用系统相比，很多WDM-P0N应用具有较低的资料速率和较短的传输距离，因此较低性能和较低成本的激光器则可以满足。然而，当用于覆盖WDM-P0N中相对广范围的信道(例如，16个信道)时，费用较低的可调谐激光器经常遭遇挑战。举个例子，通过控制温度被调谐的费用较低的分布反馈式激光器，波长变化仅仅大约0.lnm/°C。使用这种激光器覆盖16个信道波长，需要120°C的温度范围。
【发明内容】
[0006]符合一个实施例的可调谐激光器包括在前端面和后端面之间延伸的半导体激光器主体。激光器主体包括多个序列式激光器区段，各自被配置为单独驱动以在不同的各个波长范围内产生一个波长的激光。与温度变化响应，多个序列式激光器区段的每一个可调谐，以产生各个波长范围内的选定波长，每一选择的激光器区段其中之一所产生的激光从前端面发射。
[0007]符合另一实施例的光网络单元包括光检测器和可调谐激光器，光检测器用于接收一个接收信道波长的光信号，可调谐激光器用于发射一个发射信道波长的光信号。接收信道波长和发射信道波长为c-波段或L-波段其中之一。可调谐激光器包括半导体激光器主体，在前端面和后端面之间延伸。激光器主体包括多个序列式激光器区段，各自被配置为独立驱动以产生不同的各个波长范围内的一个波长的激光。与温度变化回应，多个序列式激光器区段的每一个可调谐，以产生各个波长范围内的选定波长，每一个选择的激光器区段其中之一所产生的激光从前端面发射。
[0008]符合另一实施例的一种波分复用系统包括与不同的各个信道波长相关的多个终端，并且被配置为在不同的各个信道波长上发射光信号。多个终端至少其一包括至少一个可调谐激光器，被配置为被调谐到信道波长各自其一。可调谐激光器包括半导体激光器主体，在前端面和后端面之间延伸。激光器主体包括多个序列式激光器区段，各自被配置为独立驱动以产生不同的各个波长范围内的一个波长的激光。与温度变化响应，多个序列式激光器区段的每一个可调谐以产生各自波长范围内的一个选定波长，以及每一个选择的激光器区段其中之一所产生的激光从前端面发射。
[0009]符合再一实施例的一种方法包括:提供一种可调谐激光器，包括在前端面和后端面之间延伸的半导体激光器主体，激光器主体包括多个序列式激光器区段，被配置为在不同的各个波长范围内产生激光；独立于其他序列式激光器区段，驱动选择的序列式激光器区段其中之一，以在各个波长范围内产生来自选择的序列式激光器区段其中之一的激光；对可调谐激光器调谐，这样在各个波长范围内依照选择的波长在选择的序列式激光器区段其一中产生激光；以及从可调谐激光器的前端面依照选择的波长发射激光。
【附图说明】
[0010]通过阅读以下【具体实施方式】以及结合图式，将更好地理解这些和其它特征和优点，其中:
[0011]图1为符合本揭露实施例的包括至少一个多区段可调谐激光器的波分复用光通信系统的示意图。
[0012]图2为符合本揭露实施例的包括至少一个多区段可调谐激光器的波分复用的无源光网络的示意图。
[0013]图3为符合本揭露实施例的多区段可调谐激光器的示意图。
[0014]图4为符合本揭露实施例的在每一激光器区段中的具有光栅的多区段可调谐激光器的示意图。
[0015]图5A和图5B为图4所示的多区段可调谐激光器的运作示意图。
[0016]图6为符合本揭露实施例的在每一激光器区段中具有光栅和相移的多区段可调谐激光器的示意图。
[0017]图6A为与图6所示的多区段可调谐激光器中的一个区段相关的波长谱和激射点的图形。
[0018]图7为符合本揭露另一实施例的在每一激光器区段中具有光栅和相移的多区段可调谐激光器的示意图。
[0019]图7A为与图7所示的多区段可调谐激光器中的一个区段相关的波长谱和激射点的图形。
[0020]图8A和图8B为图6和图7所示的多区段可调谐激光器的运作示意图。
【具体实施方式】
[0021]符合本文所述实施例的具有多个序列式区段的可调谐激光器通常包括半导体激光器主体，具有多个序列式激光器区段，分别被配置为独立驱动以在不同的各个波长范围内产生一个波长的激光。与温度变化响应，激光器区段的每一个中产生的光线的波长被调谐到各个波长范围内的信道波长。从激光器主体的前端面(facet)发射每一个选择的激光器区段其中之一所产生的激光。通过选择性地产生激光器区段的一个或多个中的光线，选择一个或多个信道波长用于激射和传输。
[0022]举个例子，可调谐发射机中可以使用具有多个序列式区段的可调谐激光器，以产生选择的信道波长的光信号和/或在复用的光发射机中产生和组合多个不同信道波长的光信号。一种应用中，具有多个序列式区段的可调谐激光器用于波分复用光系统中的光发射机或收发器中。举个例子，具有多个序列式区段的可调谐激光器用于波分复用系统中的可调谐发射机或收发器中，例如波分复用的无源光网络中的光网络终端或光网络单元中，为光网络终端/光网络单元选择合适的传输信道波长。举个例子，具有多个序列式区段的可调谐激光器还用于波分复用的无源光网络中的光线路终端，以提供不同信道波长的多个光信号。
[0023]本文所使用的“信道波长”指与光信道相关的波长且包括中心波长周边的特定波长。一个例子中，国际电信联盟(Internat1nal Telecommunicat1n Un1n, ITU)标准定义信道波长，比如是ITU-T高密度波分复用(DWDM)网格(grid)。本文所使用的“调谐到信道波长”指调整激光器输出，这样发射的激光包括此信道波长。本文所使用的术语“耦合”指任何连接、耦合、链接等方式，以及“光耦合”指耦合这样来自一个元件的光线能传递至另一元件。这种“耦合”装置并非必须直接与另一个连接，以及可藉由操纵或修改这些信号的中间组件或装置被分离。本文所使用的“热耦合”指两个组件之间的直接或非直接连接或接触，导致热量从一个组件传导到另一组件。
[0024]请参考图1，图中表示和描述了符合本揭露实施例的波分复用光通信系统100，包括一个或多个多区段可调谐激光器101。波分复用系统100包括一个或多个终端110、112，耦合于主干光纤或路径114的每一端部，用于在主干光路径114上发射和接收不同信道波长的光信号。波分复用系统100的每一端部的终端110、112包括与不同信道(例如，Ch.1至Ch.η)相关的一个或多个发射机120 (例如，TX1至T Xn)和接收机122 (例如，RX1至R Xn)，用于在一个或多个终端110、112之间发射和接收不同信道波长的光信号。
[0025]每一终端110、112包括一个或多个发射机120和接收机122，发射机120和接收机122可以分离或者被集成为终端内的一个收发器。波分复用系统100的每一端部的光复用器/解复用器116、118将不同信道波长的光信号组合和分离。聚集的波分