一種增強(qiáng)消光比的裝置和光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增強(qiáng)消光比的裝置和光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光模塊，涉及通信領(lǐng)域，可以增強(qiáng)消光比。所述裝置包括：由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，用于讓光信號通過。
【專利說明】一種增強(qiáng)消光比的裝置和光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種增強(qiáng)消光比的裝置和光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著用戶對帶寬需求的不斷增長，帶寬容量巨大的光纖通信技術(shù)日益成熟，光纖接入網(wǎng)成為下一代寬帶接入網(wǎng)的有力競爭者，其中尤其以無源光網(wǎng)絡(luò)(PON，PassiveOptical Network)系統(tǒng)更具競爭力。
[0003]隨著接入帶寬的需求越來越高，將導(dǎo)致PON系統(tǒng)中的光模塊收發(fā)速率也不斷提高。然而，對于高調(diào)制速率的PON系統(tǒng)，即使在20km的傳輸距離內(nèi)也將引起明顯的色散代價(jià)，由此導(dǎo)致系統(tǒng)接收靈敏度嚴(yán)重下降，傳輸信號質(zhì)量劣化嚴(yán)重。
[0004]現(xiàn)階段的IOG PON光發(fā)射機(jī)大多采用電吸收調(diào)制器(EML, Electro-absorptionModulated Laser)發(fā)射系統(tǒng)。對于10G及以上調(diào)制速率的光接入模塊，EML顯然能很好的解決色散弓I起的信號畸變問題，但是EML成本高昂，且引入了較大的插入損耗(6?8dB)，同時也導(dǎo)致模塊功耗居高不下。
[0005]為了降低成本，希望使用結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)且成本低廉的直接調(diào)制激光器DML(Direct Modulated Laser), DML通過改變注入電流來調(diào)制半導(dǎo)體激光器的輸出，但調(diào)制電流會引起有源層折射率的變化，導(dǎo)致光的相位受到調(diào)制，存在較大的頻率啁啾現(xiàn)象，導(dǎo)致DML只能在較低消光比的情況下才能使用，但這將導(dǎo)致DML的靈敏度下降，并且消光比不在協(xié)議限定的消光比范圍內(nèi)。
[0006]終上所述，如何得到消光比在協(xié)議限定的消光比范圍內(nèi)的光發(fā)射機(jī)，是目前10GPON以及更高速率PON系統(tǒng)所面臨的急待解決的工程難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了 一種增強(qiáng)消光比的裝置和光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光模塊，所述光模塊包括光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)，所述一種增強(qiáng)消光比的裝置用于光模塊中的發(fā)射機(jī)和/或光模塊中的接收機(jī)，能夠使光信號通過本發(fā)明的裝置后，其消光比得到增強(qiáng)。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
[0009]第一方面，提供了一種增強(qiáng)消光比的裝置，應(yīng)用于光模塊中，所述裝置包括:由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，用于讓光信號通過。
[0010]在第一種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面，所述裝置還包括:能量密度控制器，用于使得所述光信號在通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件之前調(diào)節(jié)光信號的能量密度，在通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件之后反向調(diào)節(jié)光信號的能量密度。
[0011]在第二種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一種可能實(shí)現(xiàn)的方式，所述能量密度控制器包括:兩個會聚透鏡，所述兩個會聚透鏡分別設(shè)置在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件兩端；或者，
[0012]所述能量密度控制器包括:第一波導(dǎo)，所述第一波導(dǎo)包括:包層、直線型導(dǎo)波層，所述直線型導(dǎo)波層的波導(dǎo)兩端為向中間呈會聚狀或向中間呈發(fā)散狀，所述具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件位于所述直線型導(dǎo)波層的橫截面處；或者，
[0013]所述能量密度控制器包括:第二波導(dǎo)，所述第二波導(dǎo)包括:包層、鋸齒型導(dǎo)波層，所述鋸齒型導(dǎo)波層的波導(dǎo)兩端為向中間呈會聚狀或向中間呈發(fā)散狀，所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件至少位于所述鋸齒型波導(dǎo)層的齒尖所指向的兩側(cè)。
[0014]在第三種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面或前兩種任一可能實(shí)現(xiàn)的方式，所述裝置還包括:調(diào)制深度控制器，用于使得所述光信號經(jīng)過所述調(diào)制深度控制器和具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件后，調(diào)制深度得以提高。
[0015]在第四種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，結(jié)合第三種可能實(shí)現(xiàn)的方式，所述調(diào)制深度控制器具有使所述光信號多次通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的結(jié)構(gòu)。
[0016]在第五種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，結(jié)合第三或第四種可能實(shí)現(xiàn)的方式，在所述能量密度控制器包括兩個會聚透鏡，或者，包括第一波導(dǎo)的情況下，所述調(diào)制深度控制器包括:兩個FP部分反射部件，所述FP部分反射部件分別設(shè)置在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件兩端。
[0017]在第六種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，結(jié)合第五種可能實(shí)現(xiàn)的方式，在所述能量密度控制器包括兩個會聚透鏡的情況下，所述FP部分反射部件為FP部分反射膜；
[0018]所述FP部分反射膜鍍在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的端面上，或者，鍍在所述會聚透鏡的外側(cè)端面上。
[0019]在第七種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，結(jié)合第五種可能實(shí)現(xiàn)的方式，在所述能量密度控制器包括第一波導(dǎo)的情況下，所述FP部分反射部件為FP部分反射膜；
[0020]所述FP部分反射膜鍍在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的端面上，或者，鍍在膜片上并插入導(dǎo)波層中。
[0021]在第八種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，結(jié)合第四種可能實(shí)現(xiàn)的方式，在所述能量密度控制器包括第二波導(dǎo)的情況下，所述調(diào)制深度控制器包括:全反射部件；所述全反射部件設(shè)置在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的外側(cè)。
[0022]在第九種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，結(jié)合第一方面或前八種任一可能實(shí)現(xiàn)的方式，所述裝置還包括:消光比提升性能監(jiān)控裝置，用于監(jiān)測由環(huán)境因素或器件性能因素引起的消光比提升性能的變化，并根據(jù)所述消光比提升性能的變化調(diào)節(jié)所述裝置。
[0023]第二方面，提供了一種光發(fā)射機(jī)，所述光發(fā)射機(jī)包括:激光器和上述第一方面或九種任一可能的實(shí)現(xiàn)方式所述的增強(qiáng)消光比的裝置。
[0024]第三方面，提供了一種光接收機(jī)，所述光接收機(jī)包括:光電轉(zhuǎn)換裝置和上述第一方面或九種任一可能的實(shí)現(xiàn)方式所述的增強(qiáng)消光比的裝置。
[0025]第四方面，提供了一種光模塊，所述光模塊包括:光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)，其中，所述光發(fā)射機(jī)包括:激光器；所述光接收機(jī)包括:光電轉(zhuǎn)換裝置；所述光發(fā)射機(jī)和/或所述光接收機(jī)還包括上述第一方面或九種任一可能的實(shí)現(xiàn)方式所述的增強(qiáng)消光比的裝置。
[0026]本發(fā)明提供了 一種增強(qiáng)消光比的裝置和光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)、光模塊，所述光模塊包括光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)，所述一種增強(qiáng)消光比的裝置用于光模塊中的發(fā)射機(jī)和或光模塊中的接收機(jī)，能夠使激光器發(fā)出的光通過本發(fā)明的裝置后，其消光比得到增強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為一種具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的透射率隨Ein/Esat變化曲線.-^4 ，
[0029]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種增強(qiáng)消光比的裝置；
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種增強(qiáng)消光比的裝置；
[0031]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種增強(qiáng)消光比的裝置；
[0032]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種增強(qiáng)消光比的裝置；
[0033]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種增強(qiáng)消光比的裝置；
[0034]圖7為現(xiàn)有技術(shù)中IOG bit/s DML直接發(fā)出的光信號的功率隨時間的變化曲線；
[0035]圖8為DML直接發(fā)出的光信號經(jīng)過本發(fā)明實(shí)施例提供的任一增強(qiáng)消光比的裝置后的光信號的功率隨時間的變化曲線；
[0036]圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光發(fā)射機(jī)；
[0037]圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光接收機(jī)；
[0038]圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光模塊；
[0039]圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種增強(qiáng)消光比的裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例提供的一種增強(qiáng)消光比的裝置10進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0042]消光比(EX，Extinction Ratio)定義為全“O”信號的平均光功率p0和全“ I”信號的平均光功率Pl之比，可用EXT表示，則EXT=IOlg(pl/pO) (dB)，消光比的不足容易引起對碼元的誤判等一系列問題，因此消光比的大小對于光發(fā)射系統(tǒng)的性能起到了很重要的作用。
[0043]本實(shí)施例中，所述一種增強(qiáng)消光比的裝置10應(yīng)用于光模塊中，包括:由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，用于讓光信號通過。
[0044]上述可飽和吸收效應(yīng)是指當(dāng)光入射到具有可飽和吸收效應(yīng)的材料時，由于該材料本身的特性導(dǎo)致其對入射光的透射率隨著入射光強(qiáng)度的不同而不同，具體的，其具有對強(qiáng)光透射率高而弱光透射率低的非線性吸收特性，示例的，圖1為具有可飽和吸收效應(yīng)的材料隨入射光強(qiáng)的透射率變化曲線示意圖，其中Esat表示具有可飽和吸收效應(yīng)的材料的飽和通量,Ein表示入射到具有可飽和吸收效應(yīng)的材料的光能量密度。如圖1所示，當(dāng)Ein/Esat < I時，入射光能量中被具有可飽和吸收效應(yīng)的材料吸收了 57%，而當(dāng)Ein/Esat > 5時，入射能量中的88%透過具有可飽和吸收效應(yīng)的材料。
[0045]因此，示例的，對于一個光信號，只要控制Ein/Esat的比值，使其落在I?5之間，可以使得光信號“I”以較高透射率通過所述具有可飽和吸收效應(yīng)的材料，則其功率在通過所述具有可飽和吸收效應(yīng)的材料前后變化較?。欢庑盘枴癘”信號以較低透射率通過所述具有可飽和吸收效應(yīng)的材料，其功率在通過所述具有可飽和吸收效應(yīng)的材料前后變化較大，使得光信號“ I ”和光信號“O”的消光比得到增強(qiáng)。
[0046]目前，具有可飽和吸收效應(yīng)的材料包括:特種光纖(光子晶體非線性光纖)、半導(dǎo)體、碳族材料。
[0047]由于光子晶體光纖需要較大體積的盤纖結(jié)構(gòu)，可能帶來模塊集成上的困難，因此，優(yōu)選的，本發(fā)明實(shí)施例中的由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件中的具有可飽和吸收效應(yīng)的材料可以使用半導(dǎo)體或碳族材料。
[0048]需要注意的是，上述具有可飽和吸收效應(yīng)的材料并不局限于上述材料，示例的，也可以是多種材料摻雜而成的材料，也可以是一種新發(fā)現(xiàn)的材料，只需所述材料具有可飽和吸收效應(yīng)，并滿足本發(fā)明實(shí)施例的要求即可。
[0049]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種增強(qiáng)消光比的裝置10，可以增強(qiáng)消光比，從而改善光發(fā)射系統(tǒng)的性能。
[0050]本實(shí)發(fā)明施例提供了另一種增強(qiáng)消光比的裝置10，所述裝置包括由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件和能量密度控制器，其中所述能量密度控制器的用于使得所述光信號在通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件之前調(diào)節(jié)光信號的能量密度，在通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件之后反向調(diào)節(jié)光信號的能量密度。
[0051]由于具有可飽和吸收效應(yīng)的材料的Ein/Esat影響了消光比，因此要保證不同光信號的Ein/Esat在合適的范圍內(nèi)。若具有可飽和吸收效應(yīng)的材料的Esat較大或者較小，則要求通過其的光信號也有相應(yīng)的能量密度，才能使得不同光信號的Ein/Esat在合適的范圍內(nèi)。
[0052]具體的，如果由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的Esat對于光信號而言較高，則首先，所述能量密度控制器則需要調(diào)節(jié)所述光信號的能量密度，使得光信號的能量密度增大；其次，所述調(diào)節(jié)后的光信號通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件；然后，再對通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的光信號反向調(diào)節(jié)，使得反向調(diào)節(jié)后的光信號的能量密度恢復(fù)為未調(diào)節(jié)前的大小。
[0053]如果由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件本身的Esat對于光信號而言較低，則首先，所述能量密度控制器則需要調(diào)節(jié)所述光信號的能量密度，使得光信號的能量密度降低；其次，所述調(diào)節(jié)后的光信號通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件；然后，再對通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的光信號反向調(diào)節(jié)，使得反向調(diào)節(jié)后的光信號的能量密度恢復(fù)為未調(diào)節(jié)前的大小。
[0054]可選的，所述能量密度控制器可以包括:兩個會聚透鏡，所述兩個會聚透鏡分別設(shè)置在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件兩端。
[0055]或者可選的，所述能量密度控制器可以包括:第一波導(dǎo)，所述第一波導(dǎo)包括:包層、直線型導(dǎo)波層，所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件位于所述直線型導(dǎo)波層的橫截面處。
[0056]或者可選的，所述能量密度控制器可以包括:第二波導(dǎo)，所述第二波導(dǎo)包括:包層、鋸齒型波導(dǎo)層，所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件位于所述鋸齒型波導(dǎo)層的外圍。
[0057]需要注意的是，如果所述能量密度控制器則需要調(diào)節(jié)所述光信號的能量密度，使得光信號的能量密度增大，則第一波導(dǎo)的直線型導(dǎo)波層或者第二波導(dǎo)的鋸齒型導(dǎo)波層的波導(dǎo)兩端為向中間呈會聚狀(以第一波導(dǎo)為例，第一波導(dǎo)的直線型導(dǎo)波層結(jié)構(gòu)如圖4中4所示)，這樣的結(jié)構(gòu)能夠使得經(jīng)過第一波導(dǎo)或者第二波導(dǎo)的光信號的能量密度得以增大，波導(dǎo)兩端為向中間呈會聚狀的結(jié)構(gòu)在第一波導(dǎo)或者第二波導(dǎo)中起到增大能量密度的實(shí)際作用的結(jié)構(gòu)；
[0058]如果所述能量密度控制器則需要調(diào)節(jié)所述光信號的能量密度，使得光信號的能量密度減小，則第一波導(dǎo)的直線型導(dǎo)波層或者第二波導(dǎo)的鋸齒型導(dǎo)波層的波導(dǎo)兩端為向中間呈發(fā)散狀(以第一波導(dǎo)為例，第一波導(dǎo)的直線型導(dǎo)波層結(jié)構(gòu)如圖12中4所示)，這樣的結(jié)構(gòu)能夠使得經(jīng)過第一波導(dǎo)或者第二波導(dǎo)的光信號的能量密度得以減小，波導(dǎo)兩端為向中間呈發(fā)散狀的結(jié)構(gòu)在第一波導(dǎo)或者第二波導(dǎo)中起到減小能量密度的實(shí)際作用的結(jié)構(gòu)。
[0059]本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種增強(qiáng)消光比的裝置，可以在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的Esat相對于光發(fā)射模塊激光器發(fā)出的光信號的能量密度偏高或者偏低的情況下，調(diào)節(jié)所述光發(fā)射模塊激光器發(fā)出的光信號的能量密度，使得調(diào)節(jié)光信號的能量密度后，不同光信號對應(yīng)的信號的Ein/Esat在合適的范圍內(nèi)，進(jìn)而增強(qiáng)消光比。
[0060]本發(fā)明實(shí)施例提供了另一種增強(qiáng)消光比的裝置10，所述裝置包括:由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件和調(diào)制深度控制器，所述調(diào)制深度控制器用于使得所述光信號經(jīng)過所述調(diào)制深度控制器和具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件后，調(diào)制深度得以提聞。
[0061]具體的，在激光器發(fā)出的光信號的能量密度和由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的飽和通量滿足要求的前提下，采用所述調(diào)制深度控制器，可以使得所述光信號經(jīng)過所述調(diào)制深度控制器和具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件后，調(diào)制深度得以提高。
[0062]進(jìn)一步的，所述調(diào)制深度控制器可以具有使所述光信號多次通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的結(jié)構(gòu)。
[0063]相比于不包括調(diào)制深度控制器的所述增強(qiáng)消光比的裝置而言，可以進(jìn)一步提高調(diào)制深度，進(jìn)而增強(qiáng)消光比。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例提供了另一種增強(qiáng)消光比的裝置10，所述裝置10包括:由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件、能量密度控制器和調(diào)制深度控制器。
[0065]若具有可飽和吸收效應(yīng)的材料的Esat較大或者較小，則要求通過其的光信號也有相應(yīng)的能量密度，才能使得不同光信號的Ein/Esat在合適的范圍內(nèi)，因此需要采用能量密度控制器來調(diào)節(jié)光信號的能量密度；進(jìn)一步的，還可以采用調(diào)制深度控制器，提高調(diào)制深度，從而進(jìn)一步增強(qiáng)消光比。
[0066]具體的，所述增強(qiáng)消光比的裝置10包括以下四種可選的方式來實(shí)現(xiàn):
[0067]這里描述的四種可選的方式中的能量密度控制器均以先增大所述光信號的能量密度，再恢復(fù)所述光信號的能量密度為例進(jìn)行描述。[0068]方式1:所述裝置中的能量密度控制器包括兩個會聚透鏡，所述裝置中的調(diào)制深度控制器包括兩個FP部分反射膜，所述法布里帕羅(FP)部分反射膜鍍在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的端面上。
[0069]具體的，采用本方式對應(yīng)的裝置如圖2所示(圖中虛線的箭頭方向?yàn)楣庑盘柕姆较?，圖中I表示由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，2表示調(diào)制深度控制器包括FP部分反射膜，3表示襯底，4表示能量密度控制器包括的會聚透鏡。
[0070]具體實(shí)現(xiàn)時，可以先在3上鍍I右邊的2，然后在此基礎(chǔ)上鍍I，再在此基礎(chǔ)上鍍I左邊的2。
[0071]圖中5為2表示的兩個法布里帕羅(FP)部分反射膜構(gòu)成的FP腔，I位于5的中間位置(對于I位于2中的情況，稱此時I和2形成的結(jié)構(gòu)為FP-SAE，其中SAE表示可飽和吸收效應(yīng))，圖中左邊的會聚透鏡4對光信號進(jìn)行聚焦，使光信號的光腰處于FP腔的中心，由此提高光信號的能量密度，圖中右邊的會聚透鏡4用于恢復(fù)通過5的光信號的能量密度。
[0072]需要指出的是，在本方式中，調(diào)制深度控制器采用FP部分反射膜，其原理為通過采用兩個FP部分反射膜，形成空間式FP腔，所述空間式FP腔為共振腔，光信號入射到所述空間式FP腔后，在兩個FP部分反射膜間多次反射，并且在FP腔的輸出端干涉后射出，從而提高調(diào)制深度，同時會形成駐波場，使得由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的Esat也有相應(yīng)的減少。
[0073]所述FP腔在提高所述裝置的調(diào)制深度的同時也可能產(chǎn)生梳狀濾波特性，該梳狀濾波特性會降低了通過所述FP腔的光信號的波長平坦性，當(dāng)光信號的波長平坦性降低到某特定閾值時，若所述裝置包括在光發(fā)射機(jī)中，則將導(dǎo)致其與激光器的對準(zhǔn)問題。鑒于此，可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)I的厚度和FP腔的反射率來恢復(fù)所述裝置的波長平坦性，避免與激光器的波長對準(zhǔn)。
[0074]所述FP腔的腔長度與梳狀濾波曲線的自由頻譜范圍(FSR)成反比，對于由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件采用的材料為半導(dǎo)體的情況，通常其厚度可以100納米?10微米的范圍。
[0075]方式2:所述裝置中的能量密度控制器包括兩個會聚透鏡，所述裝置中的調(diào)制深度控制器包括兩個FP部分反射膜，所述FP部分反射膜鍍在所述會聚透鏡的外側(cè)端面上。
[0076]本方式中能量密度控制器和調(diào)制深度控制器的原理與方式I相同，但與方式I采用的結(jié)構(gòu)有所不同，因此這里不再贅述原理，下面對本方式采用的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0077]具體的，采用本方式對應(yīng)的裝置如圖3所示(圖中虛線的箭頭方向?yàn)楣庑盘柕姆较?，圖中I表示由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，2表示調(diào)制深度控制器包括的FP部分反射膜，3表示能量密度控制器包括的會聚透鏡，4表示襯底。
[0078]可見，圖中5為2表示的兩個FP部分反射膜構(gòu)成的FP腔，I位于FP腔的中間位置，圖中左邊的會聚透鏡3對光信號進(jìn)行聚焦，使光信號的光腰處于FP腔的中心，由此提高光信號的能量密度，圖中右邊的會聚透鏡3用于恢復(fù)通過5的光信號的能量密度。
[0079]使光信號的光腰處于FP腔的中心(與方式I不同的是，本方式的能量密度控制器的聚焦移入FP腔中)，由此提高光信號的能量密度。
[0080]具體實(shí)現(xiàn)時，可以先4上鍍1，在3上鍍2。
[0081]方式3:所述裝置中的能量密度控制器包括:第一波導(dǎo)，所述裝置中的調(diào)制深度控制器包括兩個FP部分反射部件，且所述FP部分反射部件分別設(shè)置在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件兩端。
[0082]具體的，若所述裝置中的能量密度控制器用于增大光信號的能量密度，則采用本方式對應(yīng)的裝置如圖4所示(圖中虛線的箭頭方向?yàn)楣庑盘柕姆较?，圖4中I表示由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，2表示調(diào)制深度控制器包括的FP部分反射部件，3表示襯底，4表示能量密度控制器包括的第一錐形波導(dǎo)的直線型錐型導(dǎo)波層，5表示表示能量密度控制器包括的第一錐形波導(dǎo)的包層。
[0083]或者，若所述裝置中的能量密度控制器用于降低光信號的能量密度，采用本方式對應(yīng)的裝置如圖12所示(圖中虛線的箭頭方向?yàn)楣庑盘柕姆较?，圖12中I表示由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，2表示調(diào)制深度控制器包括的FP部分反射部件，3表示襯底，4表示能量密度控制器包括的第一錐形波導(dǎo)的直線型錐型導(dǎo)波層，5表示表示能量密度控制器包括的第一錐形波導(dǎo)的包層。
[0084]可見，圖中6為2表示的兩個FP部分反射膜構(gòu)成的FP腔，I位于FP腔的中間位置。
[0085]具體實(shí)現(xiàn)時，可選的，如圖4所示，所述部分反射部件可以是部分反射膜片，此時可以在波導(dǎo)上刻3個槽，然后將3上鍍I后放入波導(dǎo)的導(dǎo)波層的中間位置的槽中，然后在波導(dǎo)的其余兩個槽中分別插入2，所述其余兩個槽對稱的位于中間位置槽的兩側(cè)。
[0086]或者可選的，如圖5所示，所述部分反射部件可以是部分反射膜，此時可以先在波導(dǎo)上刻I個槽，然后先在3上鍍I右邊的2，在此基礎(chǔ)上鍍I，再在此基礎(chǔ)上鍍I左邊的2，然后將得到的整體插入波導(dǎo)的槽中。
[0087]需要指出的是，在本方式中，能量密度控制器采用的是波導(dǎo)，調(diào)制深度控制器采用FP部分反射部件，其原理為通過采用兩個FP部分反射部件，形成波導(dǎo)式FP腔，所述波導(dǎo)式FP腔為共振腔，光信號入射到所述波導(dǎo)式FP腔后，在兩個FP部分反射膜間多次反射，并且在波導(dǎo)式FP腔的輸出端干涉后射出，從而提高調(diào)制深度，同時會形成駐波場，使得由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的Esat也有相應(yīng)的減少。
[0088]方式4:所述裝置中的能量密度控制器包括:第二波導(dǎo)，所述調(diào)制深度控制器包括:全反射部件；所述全反射部件設(shè)置在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的外圍。
[0089]具體的，采用本方式對應(yīng)的裝置如圖6所示(圖中虛線的箭頭方向?yàn)楣庑盘柕姆较?，圖中I表示由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，2表示調(diào)制深度控制器包括的全反射部件，3表示能量密度控制器包括的第二錐形波導(dǎo)的鋸齒型錐形導(dǎo)波層，4表示能量密度控制器包括的第二錐形波導(dǎo)的包層。
[0090]可見，圖中6為2表示的兩個FP部分反射膜構(gòu)成的FP腔，I位于FP腔的中間位置。
[0091]具體實(shí)現(xiàn)時，可選的，如圖6所示，所述全反射部件可以是全反射膜片，也可以是全反射膜，如果所述全反射部件可以是全反射膜片，則此膜片需貼于I之上，如果所述全反射部件可以是全反射膜，則需先將此膜鍍在I上。
[0092]此時可以在波導(dǎo)中，導(dǎo)波層上下對稱的刻2個槽，然后將I和2處理后的整體分別插入所述對稱的2個槽中。[0093]本方式中的鋸齒型波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)是為了使光信號可以多次通過由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，從而提高通過其的光信號的能量密度。
[0094]為達(dá)到以上效果，鋸齒型波導(dǎo)的導(dǎo)波層的各個鋸齒的角度很小，由于的光信號在其中傳播方向十分不平滑，因此光信號中的較多光信號將不會沿著鋸齒型波導(dǎo)的導(dǎo)波層的方向傳播，而會沿直線方向傳
[0095]播，進(jìn)而將通過由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，為了是光信號盡可能少的損失并且能多次通過由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，需要在由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件外面貼上全反射膜片或者鍍上全反射膜，使得通過由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的光信號能夠盡可能的反射回來，沿著鋸齒型波導(dǎo)的導(dǎo)波層的方向傳播，這樣就能多次通過由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，達(dá)到提高調(diào)制深度的作用。
[0096]通過仿真可知，對于IOG bit/s的直接調(diào)制激光器(DML, Direct ModulatedLaser)直接發(fā)出的光信號(如圖7所示)，其波長為1578nm，消光比3dB，輸出功率4.75dBm,選用如圖1所示的由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的透射率隨光信號強(qiáng)度變化關(guān)系曲線，Esat=3a.u,采用d=l.195微米，R1=R2=0.5反射率。如圖8所示,經(jīng)過所述裝置后，光信號“I”衰減約ldB，光信號“O”衰減13dB，整體消光比提高了 12dB。
[0097]需要指出的是，對于上述任一實(shí)施例提供的一種增強(qiáng)消光比的裝置10，都可以包括消光比提升性能監(jiān)控裝置，用于監(jiān)測由環(huán)境因素或器件性能因素(如器件老化，器件間干擾等)引起的消光比提升性能的變化，并根據(jù)所述消光比提升性能的變化調(diào)節(jié)所述裝置。
[0098]示例的，若所述的一種增強(qiáng)消光比的裝置理論上可以達(dá)到的消光比提升性能為6dB，則所述消光比提升性能監(jiān)控裝置中保存上述6dB值作為一個閾值，當(dāng)由于器件老化、器件間干擾等因素，導(dǎo)致所述消光比提升性能監(jiān)控裝置實(shí)際測得的消光比提升性能只有3dB，小于閾值6dB，則所述消光比提升性能監(jiān)控裝置可以通過調(diào)節(jié)聚光透鏡間的距離，或采用通電加熱的方法調(diào)節(jié)由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的厚度等方式，對所述一種增強(qiáng)消光比的裝置進(jìn)行控制，以使得所述一種增強(qiáng)消光比的裝置的實(shí)際的消光比提升性能達(dá)到6dB。
[0099]示例的，例如對于方式I對應(yīng)的裝置，可以通過調(diào)節(jié)聚光透鏡間的距離，或采用通電加熱的方法調(diào)節(jié)由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的厚度等方式，調(diào)節(jié)所述裝置。
[0100]需要指出的是，在上述圖2、3、4、5、6以及12中，左上角的10表示圖2、3、4、5、6以及12為一種增強(qiáng)消光比的裝置10的具體結(jié)構(gòu)。
[0101]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種光發(fā)射機(jī)100、光接收機(jī)110、光模塊120。
[0102]如圖11所示，所述光模塊120系統(tǒng)包括光發(fā)射機(jī)100和光接收機(jī)110。
[0103]如圖9所示，所述光發(fā)射機(jī)100包括激光器101，進(jìn)一步的，所述光發(fā)射機(jī)還可以包括上述實(shí)施例中提供的任意一種增強(qiáng)消光比的裝置10。其中的光發(fā)射模塊激光器可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任意一種激光器，不例的，可以是DML,也可以是EML。
[0104]若光發(fā)射機(jī)包括DML和上述實(shí)施例中提供的任意一種增強(qiáng)消光比的裝置10，則可以解決DML由于存在較大的頻率啁啾現(xiàn)象導(dǎo)致DML只能在較低消光比的情況下才能使用，進(jìn)一步導(dǎo)致DML的靈敏度下降且消光比不在協(xié)議限定的消光比范圍內(nèi)的問題，從而得到了一種結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)且成本低廉的高速率調(diào)制光發(fā)射機(jī)。
[0105]如圖10所示,所述光接收機(jī)110包括光電轉(zhuǎn)換裝置111,進(jìn)一步的,還可以包括上述實(shí)施例中提供的任意一種增強(qiáng)消光比的裝置10。
[0106]本實(shí)施例提供的一種光發(fā)射機(jī)100、光接收機(jī)110、光模塊120,通過米用一種增強(qiáng)消光比的裝置10，使激光器發(fā)出的光通過所述一種增強(qiáng)消光比的裝置后，其消光比得到增強(qiáng)，進(jìn)而提升性能。
[0107]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種增強(qiáng)消光比的裝置，其特征在于，應(yīng)用于光模塊中，所述裝置包括:由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件，用于讓光信號通過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:能量密度控制器，用于使得所述光信號在通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件之前調(diào)節(jié)光信號的能量密度，在通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件之后反向調(diào)節(jié)光信號的能量密度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于， 所述能量密度控制器包括:兩個會聚透鏡，所述兩個會聚透鏡分別設(shè)置在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件兩端；或者， 所述能量密度控制器包括:第一波導(dǎo)，所述第一波導(dǎo)包括:包層、直線型導(dǎo)波層，所述直線型導(dǎo)波層的波導(dǎo)兩端為向中間呈會聚狀或向中間呈發(fā)散狀，所述具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件位于所述直線型導(dǎo)波層的橫截面處；或者， 所述能量密度控制器包括:第二波導(dǎo)，所述第二波導(dǎo)包括:包層、鋸齒型導(dǎo)波層，所述鋸齒型導(dǎo)波層的波導(dǎo)兩端為向中間呈會聚狀或向中間呈發(fā)散狀，所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件至少位于所述鋸齒型波導(dǎo)層的齒尖所指向的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:調(diào)制深度控制器，用于使得所述光信號經(jīng)過所述調(diào)制深度控制器和具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件后，調(diào)制深度得以提高。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)制深度控制器具有使所述光信號多次通過所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特征在于，在所述能量密度控制器包括兩個會聚透鏡，或者，包括第一波導(dǎo)的情況下，所述調(diào)制深度控制器包括:兩個FP部分反射部件，所述FP部分反射部件分別設(shè)置在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件兩端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在所述能量密度控制器包括兩個會聚透鏡的情況下，所述FP部分反射部件為FP部分反射膜； 所述FP部分反射膜鍍在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的端面上，或者，鍍在所述會聚透鏡的外側(cè)端面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在所述能量密度控制器包括第一波導(dǎo)的情況下，所述FP部分反射部件為FP部分反射膜； 所述FP部分反射膜鍍在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的端面上，或者，鍍在膜片上并插入導(dǎo)波層中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在所述能量密度控制器包括第二波導(dǎo)的情況下，所述調(diào)制深度控制器包括:全反射部件，所述全反射部件設(shè)置在所述由具有可飽和吸收效應(yīng)的材料構(gòu)成的器件的外側(cè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:消光比提升性能監(jiān)控裝置，用于監(jiān)測由環(huán)境因素或器件性能因素引起的消光比提升性能的變化，并根據(jù)所述消光比提升性能的變化調(diào)節(jié)所述裝置。
11.一種光發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述光發(fā)射機(jī)包括:激光器和上述權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的增強(qiáng)消光比的裝置。
12.一種光接收機(jī)，其特征在于，所述光接收機(jī)包括:光電轉(zhuǎn)換裝置和上述權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的增強(qiáng)消光比的裝置。
13.一種光模塊，其特征在于，所述光模塊包括:光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)，其中，所述光發(fā)射機(jī)包括:激光器；所述光接收機(jī)包括:光電轉(zhuǎn)換裝置；所述光發(fā)射機(jī)和/或所述光接收機(jī)還包括上述權(quán)利要求1`-10任一項(xiàng)所述的增強(qiáng)消光比的裝置。
【文檔編號】H04B10/2507GK103650386SQ201380000719
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】周敏, 王磊, 廖振興, 林華楓 申請人:華為技術(shù)有限公司