專利名稱：光學雙工器和光學三工器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學雙工器(duplexer)和三工器(triplexer)。該光學元件經(jīng)常被用于光纖到戶(Fiber to the Home，F(xiàn)TTH)系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及構成有效的和低成本的光學雙工器和三工器的光學底層元件的設計和配線。
背景技術：
光纖到戶系統(tǒng)(FTTH)支持各種不同的通信設備和服務器。同時，現(xiàn)在多種結構被提出和評估，今天占優(yōu)勢的方法是基于被動光網(wǎng)絡(Passive Optical Network，PON)，其越過簡化的物理基本設施上提供服務分布給用戶。因為這些被提供的服務發(fā)展工業(yè)標準涵蓋了一系列的步驟從寬帶被動光網(wǎng)絡(Broadband-PON，B-PON)到以太網(wǎng)被動光網(wǎng)絡(Ethernet-PON，E-PON)，到千兆位被動光網(wǎng)絡(Gigabit-PON，G-PON)，最后到光波分復用被動光網(wǎng)絡(Wavelength Division Multiplexed PON，WDM-PON)。
所有這些PON結構和FTTH系統(tǒng)都共同要求一個用戶接口以經(jīng)由一個單一的光波導來提供和接收光信號。采用該單一光波導上的雙向傳輸減少了基礎設施的要求，進一步降低了成本。從新興的工業(yè)標準，該FTTH系統(tǒng)一般是基于采用三個波長(大約1310nm/1490nm/1550nm)的光信號和一個在機頂盒提供用戶接口或住所接(residence interface)的被稱作三工器的元件。該光學三工器向上游傳輸一個光信號(大約1310nm)，同時接收兩個波長大約是1490nm和1550nm的下游光信號。這些信號通過波長被分開，允許第一波長，典型地1550nm，被服務于圖像信號；第二波長，典型地1490nm，被用于聲音和數(shù)據(jù)信號。
目前，這樣的一個光學三工器將通過把多種離散的元件結合成一個集合被制造。這些元件包括具有提供反饋信號的光電二極管的1310nm激光源、隔離1310nm信號和1490nm與1550nm信號的第一波分復用器(wavelength division multiplexer，WDM)、隔離1490nm信號和1550nm信號的第二WDM和一組檢測1490nm和1550nm信號的光電探測器。該激光器和光電探測器是被預先裝備和按它們本身的規(guī)格密閉封裝的元件。因為這些三工器由于采用多個被高度地制造的子元件，伴隨著這些元件的物理結合及完成最終的配置和調(diào)整的復雜的勞動要素而昂貴。這些三工器十分昂貴，以至于在單一家庭住處系統(tǒng)載體商業(yè)上不支持它們的使用，因此限制了給公眾非常高速度服務的突破。
而提供一個單一波導底層或基片內(nèi)所有必須的元件將是非常期望的。不幸地，光學技術目前的狀態(tài)建議該光學三工器元件應該被整體地集成到一個基于波導元件的磷化銦上，而且盡管這些元件不是簡單地結合。特別地，該設備的任何一般的波導部分被計劃來同時地支持1310nm、1490nm和1550nm的光信號。雖然被動光波導將支持這些在合理的距離上廣泛地被分離的波長，所以產(chǎn)生一個具有支持所有三種波長的良好性能的光信號的光學波導的主動波導底層是非常困難的。因此，該集成的光學三工器的特征是公用波導被計劃來傳輸最長的支持的波長的光信號(在這個例子中，是1550nm)的一般的波導。不幸地，這導致由1310nm波長源提供的任何光信號的實質(zhì)衰減。提供一個不實質(zhì)衰減1310nm光信號的光學三工器是有益的。
同樣地，對集成的光學三工器的現(xiàn)有技術的檢索結果是材料的缺乏。當前的檢索和識別的現(xiàn)有技術涉及到一個例如硅在硅上(Silica-on-silicon)的平面波導基底上如的單一WDM元件的集成，和這些連同半導體激光器和光電探測器的隨后的混合集成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明教授了一種光學元件，包括基底；
用于提供對應于激光波長范圍的一個特征波長的光線的激光器，該激光器具有第一激光端和第二激光端，該第二激光端用于接收具有對應于不同于該激光波長范圍的第一預定波長的波長的第一外部光信號；設置在該基底上且被光學耦合到該激光器的第一光電探測器，所述第一光電探測器用于提供相應于由該激光器提供的光信號的強度的數(shù)據(jù)；具有第一輸出端和一個輸入端的濾波器，該濾波器用于在該輸入端接收包括第一外部光信號的光線，及用于根據(jù)其波長濾波該光線，所述濾波器用于在第一輸出端提供對應于第一預定波長范圍的光線；以及設置在該基底上并被光學耦合到該第一輸出端的第二光電探測器，所述第二光電探測器用于提供對應于其上入射光線的強度的數(shù)據(jù)輸出信號。
本發(fā)明也提供了一種用于存儲計算指令的存儲媒介，該計算指令用于當其被計算設備所執(zhí)行時，導致設計光學元件，該光學元件包括基底；用于提供對應于激光波長范圍的一個特征波長的光線的激光器，該激光器具有第一激光端和第二激光端，該第二激光端用于接收具有對應于不同于該激光波長范圍的第一預定波長的波長的第一外部光信號；設置在該基底上且被光學耦合到該激光器的第一光電探測器，所述第一光電探測器用于提供相應于由該激光器提供的光信號的強度的數(shù)據(jù)；具有第一輸出端和一個輸入端的濾波器，該濾波器用于在該輸入端接收包括第一外部光信號的光線，及用于根據(jù)其波長濾波該光線，所述濾波器用于在第一輸出端提供對應于第一預定波長范圍的光線；以及設置在該基底上并被光學耦合到該第一輸出端的第二光電探測器，所述第二光電探測器用于提供對應于其上入射光線的強度的數(shù)據(jù)輸出信號。
本發(fā)明的實施例描述了一種光學元件，其包括具有通信端的基底；用于提供對應于激光波長范圍的一個特征波長的光線的激光器，該激光器包括能量注入?yún)^(qū)域；設置在該基底上的濾波器，該濾波器具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，該濾波器在該輸入端接收光線，并根據(jù)波長色散該光線，該濾波器在第一輸出端提供對應于第一預定波長范圍的光線，該濾波器在第二輸出端提供對應于第二預定波長范圍的光線，該第二輸出端被光學耦合到該激光器的能量注入?yún)^(qū)域，該輸入端光學耦合到該通信端；設置在該基底上且被光學耦合到該激光器的第一光電探測器，該第一光電探測器提供相應于由該激光器提供的光信號的強度的數(shù)據(jù)；設置在該基底上并被光學耦合到該第一輸出端的第二光電探測器，該第二光電探測器提供對應于其上入射光線的強度的數(shù)據(jù)輸出信號。
進一步，本發(fā)明講授了一種用于存儲計算指令的存儲媒介，該計算指令用于當其被計算設備所執(zhí)行時，導致設計光學元件，該光學元件包括具有通信端的基底；用于提供對應于激光波長范圍的一個特征波長的光線的激光器，該激光器包括能量注入?yún)^(qū)域；設置在該基底上的濾波器，該濾波器具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，該濾波器在該輸入端接收光線，并根據(jù)波長色散該光線，該濾波器在第一輸出端提供對應于第一預定波長范圍的光線，該濾波器在第二輸出端提供對應于第二預定波長范圍的光線，該第二輸出端被光學耦合到該激光器的能量注入?yún)^(qū)域，該輸入端光學耦合到該通信端；
設置在該基底上且被光學耦合到該激光器的第一光電探測器，該第一光電探測器提供相應于由該激光器提供的光信號的強度的數(shù)據(jù)；設置在該基底上并被光學耦合到該第一輸出端的第二光電探測器，該第二光電探測器提供對應于其上入射光線的強度的數(shù)據(jù)輸出信號。


本發(fā)明現(xiàn)將參考如下附圖被描述圖1是一個根據(jù)現(xiàn)有技術的光學三工器設計的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學三工器的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光學三工器的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光學三工器的示意圖，其中激光源與基底分開；圖5是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光學三工器的示意圖，其中，一個不精確的WDM被用來分隔1310nm、1490nm和1550nm的光信號；圖6是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的光學三工器的示意圖，其反映了允許支持1550nm波長范圍的一組光信號的一個密集的WDM解復用器；圖7是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的光學三工器的示意圖，其反映了一個放置在一個發(fā)射激光的孔內(nèi)的光學復用器；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明第七實施例的光學三工器的示意圖，其反映了一個激光源的能量注入?yún)^(qū)域光學地設置在一個光電探測器和波長色散元件之間。
具體實施例方式
這里描述的光學信號被提供了非常特定的波長值，例如1550nm。光網(wǎng)絡領域的技術人員將了解該波長描述一般采用的波長范圍(或波段)，因此，在一個不精確的元件內(nèi)，1554nm光學信號將被當作路由信號目的的1550nm信號。相反，在密集波分復用器(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)元件中，1550nm信號不能與1551nm信號相混淆。
參照圖1，示出了一個參考光學三工器100的現(xiàn)有技術。在由Skrobko等發(fā)明的美國專利第6,674,967號中，這樣一個光學三工器連同一個增益控制被揭示。該光學三工器包括光學輸入/輸出端101、第一WDM 102、第二WDM 103、第一光電探測器104、第二光電探測器105、共用光通路106和用于提供1310nm光信號的激光源107。使用中，波長1490nm和1550nm的光信號被通過該輸入/輸出端101提供給該三工器，這些信號沿著該共用通道106傳輸，這是典型地空氣中的自由空間傳輸，至第一WDM 102，該WDM 102分離該1550nm波長信號和1490nm波長信號。該1550nm信號傳輸給該第一光電探測器104，產(chǎn)生相應的電信號。該1490nm光信號繼續(xù)沿著該共用波導傳輸直至它被第二WDM接收，該第二WDM將該1490nm光信號轉(zhuǎn)移給第二光電探測器105。該第二光電探測器105提供對應于該1490nm光信號的電信號。
該激光源提供107提供1310nm光信號。這些光信號傳輸給該共用光通路106，通過該WDM 102和103輸出該輸入/輸出端101。光波導設計領域的技術人員將意識到，最好避免在一個被設計來支持1550nm光信號的主動基底波導內(nèi)存在有1310nm波長信號傳播，該主動基底波導被稱作該三工器的共用光通路106。因此，該光學三工器100的一個單片的半導體實現(xiàn)部分地衰減其產(chǎn)生的1310光信號。因此，該1310nm激光源107以基本高于該輸入/輸出端端101提供的強度提供光信號。不幸地，這通過增加采用的激光器的設計對該激光源107現(xiàn)有功率的減少直接地增加了該三工器的成本。在一些環(huán)境中，這代表了一個光網(wǎng)絡設計者可能考慮的問題。當該光信號通過該光學三工器被提供時必須有足夠的強度，而采用圖1的設計該足夠的強度得不到支持，而可能必須采用一個依賴于多個離散元件的一個集合的光學三工器。不幸地，這些集合體積大，昂貴以及由于它們相關的復雜性導致一些缺陷。所以，圖1的現(xiàn)有技術設備在一些情形中是適當?shù)?，但它不能為一些其他的應用提供足夠強度?310nm光信號。
參照圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學三工器。不像一個被計劃來接收兩種波長范圍的任何一種光信號的光學三工器，一個光學三工器只接收單一波長范圍的光信號。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學三工器包括輸入/輸出端201、激光源202、反饋光電探測器203、濾波器904、共用波導205和光電探測器206，上述所有被提供在一個雙工器基底上。另外，一個外部的波導208被顯示。在使用中，一個1550nm光信號通過該輸入/輸出端201從該外部的波導208被提供給該光學雙工器。該光信號通過該激光源202和反饋探測器203傳輸給該濾波器904。該1550nm光信號的實質(zhì)上的部分然后傳輸給光電探測器206，并被接收。該激光源202提供一個1310nm光信號。該1310nm光信號的一部分通過該輸入/輸出端201被耦合到該外部的光波導208。該1310nm光信號的第二部分被該反饋光電探測器203接收。該反饋光電探測器203提供控制該激光器輸出功率的有用信號。
參照圖3，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的集成三工器200。該三工器200包括輸入/輸出端201、激光源202、反饋光電探測器203、波長色散元件204、共用波導205和光電探測器206及207，上述所有元件被提供在一個雙工器基底上。另外，一個外部的波導208被顯示。在使用中，該激光源202通過該輸入/輸出端提供一個1310nm光信號。該激光源202也提供1310nm的反饋光信號，該反饋光信號沿著該共用波導205傳輸并部分地被該反饋光電探測器203接收。所述領域的技術人員將意識到該反饋光信號的部分衰減很容易被補償，例如通過調(diào)整反饋傳感器的增益。
由該外部的波導208提供的光信號從該輸入/輸出端201傳輸，通過該激光器腔體202，沿著該共用波導至該反饋光電探測器203。該1490nm和1550nm的信號部分通過該反饋光電探測器203傳輸，沿著該共用波導205，被該波長色散元件204接收。該1490nm和1550nm信號然后根據(jù)波長被分離。該波長色散元件204將1490nm光信號指向光電探測206，將1550nm光信號指向光電探測器207。被該波長色散元件204接收的1310nm光信號被充分地阻止耦合到光電探測器206與207。該1490nm/1550nm信號的一部分被該反饋光電探測器203接收引起該反饋信號內(nèi)的一個潛在的錯誤。所述領域的技術人員將意識到，在光學三工器商業(yè)的運用中，該1310nm光源提供一個具有幾毫瓦功率的光信號，然而，該接收的光1490nm和1550nm的信號有幾微瓦范圍的功率。由于該1490nm和1550nm信號的功率相當?shù)匦∮谙嚓P的1310nm光源的反饋信號，因此，該被該反饋光電探測器203提供的反饋信號可以忽略地被該1490nm和1550nm信號所影響。
優(yōu)選地，由該激光源202提供給該輸入/輸出端201的光信號不需要通過該主動基底內(nèi)的共用波導傳輸，因此，不像圖1的現(xiàn)有技術的設備，不會被該共用波導部分衰減。所以，與圖1的現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明第二實施例的光學三工器可在不增加輸出功率情形下具有充分較高的強度提供1310nm的光信號。
所述領域的技術人員將意識到，本發(fā)明第二實施例明顯的變化將提供優(yōu)于現(xiàn)有技術的方面。例如，與設置在該三工器基底200上相比，該1490nm和1550nm波長的光電探測器可選擇其他方案。因為該三工器基底支持其上的光電探測器的集成，明顯地，在該三工器基底上集成這些光電探測器是成本有效的和簡單的，所以，一個合理的設計決定。本領域技術人員可意識到其他的這種變化。
在本發(fā)明的第三個實施例中，參照圖4的描述，一個激光源302被設置連接于一個基底300。該激光源302從設置在第一表面的輸入/輸出端301提供激光。該激光源302也從與第一表面相對的第二表面提供光線。從第二表面的光線被耦合到該基底300。該基底包括反饋光電探測器203、波長色散元件204、共用波導205和光電探測器206及207。由該激光源302從第二表面提供的光線被耦合進入該基底，并傳輸給該反饋光電探測器203。該反饋光電探測器203感應該入射光的一部分，并提供一個有利于輔助控制該激光源302的反饋電信號。該光線的不被該反饋光電探測器303吸收的第二部分沿著該共用波導205傳輸至該波長色散元件204，這里，該光線根據(jù)其波長被色散。具有大約1490nm波長的光線被提供給第一光電探測其206，具有大約1550波長的光線被提供給第二光電探測器207。所述領域的技術人員將意識本發(fā)明第三實施例以與本發(fā)明第二實施例非常相似的方式工作。與基底300分離的激光源302的提供支持缺少提供不同基底的對不同激光源的替換。
參照圖5，顯示了根據(jù)本發(fā)明第四實施例的光學三工器。該三工器500包括輸入/輸出端201、激光源202、反饋光電探測器203、波長色散元件504、共用波導205和光電探測器206及207，上述所有元件被提供在一個三工器基底上。另外，一個外部的波導208被顯示。
在使用中，該激光源202通過該輸入/輸出端201提供一個1310nm光信號。該激光源202也提供沿著該共用波導205傳輸?shù)?310nm的反饋光信號。
由該外部的波導208提供的光信號從該輸入/輸出端201傳輸，通過該激光器腔體202，沿著該共用波導至該波長色散元件504。另外，來自該激光源202的1310nm的反饋信號沿著該共用波導傳輸至該反饋光電探測器203。該1310nm、1490nm和1550nm的信號然后根據(jù)波長被分離。該波長色散元件504將1310nm的光信號指向該反饋光電探測器203，將1490nm光信號指示給光電探測器206，將1550nm光信號指向該光電探測器207。此設計與本發(fā)明第二實施例的設計相似，然而，在這個實施例中，該1310nm的反饋信號不依賴于該1490nm和1550nm的信號。
參照圖6，顯示了根據(jù)本發(fā)明第五實施例的以一個密集波分復用器為特征的光學三工器。該三工器600包括輸入/輸出端201、激光源202、反饋光電探測器203、波長色散元件604、共用波導605和光電探測器606a至606d，上述所有元件被提供在一個三工器基底上。另外，一個外部的波導208被顯示。
在使用中，該激光源202通過該輸入/輸出端201提供一個1310nm光信號。該激光源202也提供沿著該共用波導205傳輸且被該反饋光電探測器203部分接收的1310nm的反饋光信號。
由該外部的波導208提供的光信號從該輸入/輸出端201傳輸，通過該激光器腔體202，沿著該共用波導至該反饋光電探測器203。這些信號的一部分被該反饋光電探測器203接收，并導致一個錯誤的反饋信號。所屬領域的技術人員將意識到，在光學三工器的商業(yè)運用中，該1310nm光源提供一個具有幾毫瓦功率的光信號，然而，該接收的光1490nm和1550nm的信號有幾微瓦范圍的功率。由于該1490nm和1550nm信號的功率相當?shù)匦∮谙嚓P的1310nm光源的反饋信號，因此，該被該反饋光電探測器203提供的反饋信號可以忽略地被該1490nm和1550nm信號所影響。該1550nm信號的一部分通過該反饋光電探測器203傳輸，沿著該共用波導205，被該波長色散元件604接收。該1550nm信號然后根據(jù)其波長被分離。該波長色散元件604將1546nm的光信號指向光電探測器606a，將1548nm的光信號指向光電探測器606b，將1550nm的光信號指向光電探測器606c，將1552nm的光信號指向光電探測器606d。被波長色散元件604接收的1330nm的光學信號被充分地禁止耦合到光電探測器606a至606d。
所屬領域的技術人員將意識到，本發(fā)明第五實施例的光學三工器的設計可被容易地調(diào)整以支持更多數(shù)量的光學頻道，其波長接近1550nm。相似地，該設計的另一變換支持接近1490nm的多種波長。本發(fā)明的該設備的又一變換支持1550nm的多組波長和1490nm的多組波長。這樣的系統(tǒng)提供多種優(yōu)勢。首先，在一個支持的范圍內(nèi)，例如16個光學三工器，每個接收1550nm光學信號的同一組，每個三工器選擇性地使用16個1550nm選擇信號中的一個來接收數(shù)據(jù)。因此，如果每個三工器對應于一個家庭，每個家庭接收用于電視的1490nm數(shù)據(jù)信號，這些1490nm的信號對于每個家庭都是共同的。同時地，每個家庭接收一個該家庭專用的1550nm數(shù)據(jù)信號。這樣的數(shù)據(jù)流被選擇性的用于需要的圖像和從網(wǎng)際網(wǎng)路高速寬帶文件下載。明顯地，對于所述領域的技術人員，較寬類型的選擇將是顯而易見的。
參照圖7，顯示了根據(jù)本發(fā)明第六實施例的光學三工器。該三工器包括輸入/輸出端201、能量注入?yún)^(qū)域702、具有反射703a的光電探測器、共用波導710、波長色散元件704、部分反射表面711和光電探測器206及207。另外，一個外部的波導208被顯示。本發(fā)明的這個實施例合并多條紋陣列光柵集成腔體(MultistripeArray Grating Integrated Cavity，MAGIC)激光器的設計特征來生成一個光學三工器。在操作中，具有波長1490nm和1550nm的外部光信號從該外部的波導傳輸，并經(jīng)由該輸入/輸出端201進入該光學三工器。該外部的光信號通過該能量注入?yún)^(qū)域702傳輸，并被該波長色散元件704色散。該1490nm光信號的一部分傳輸至光電探測器206。該1550nm光信號的一部分傳輸至光電探測器207。一個1310nm激光器腔體被提供在靠近該輸入/輸出端201的部分反射表面711和光電探測器703的反射表面703a之間。能量注入?yún)^(qū)域內(nèi)的1310nm光信號傳輸至該波長色散元件704。該波長色散元件704將該1310nm光信號指向該波導710。該1310nm光信號傳輸至該光電探測器703，且該光信號的一部分被該光電探測器703接收。由該光電探測器703提供的反饋信號被選擇性地用于控制被提供至該能量注入?yún)^(qū)域702的能量值。該1310nm光信號的第二部分被該反射級703a反射并經(jīng)由該光電探測器703和光波導710回傳給該波長色散元件704。該波長色散元件將從波導710接收的1310nm的光能量指向該能量注入?yún)^(qū)域702。該反射級703a與該部分反射面711之間的光路長度被選擇來支持1310nm的發(fā)射。當該能量注入?yún)^(qū)域702被足夠激勵時，一個1310nm光信號將從該輸入/輸出端201傳輸至該外部的波導208。該波導710服務于傳輸該1310nm光信號，因此，該波導710被設計來最小化該波長光信號的衰減。
參照圖8，顯示了根據(jù)本發(fā)明第七實施例的光學三工器。本發(fā)明第七實施例包括輸入/輸出端201、部分反射表面711、波長色散元件804、能量注入?yún)^(qū)域802、具有部分反射表面803a的光電探測器803和光電探測器206與207。使用中，具有波長1490nm和1550nm的外部光信號從該外部的波導208傳輸至該光學三工器。該外部的光信號經(jīng)由該輸入/輸出端201傳輸至該波長色散元件804。該光信號然后根據(jù)其波長被色散。該具有1490nm波長的光信號傳輸至光電探測器206，該具有1550nm波長的光信號傳輸至光電探測器207。
一個1310nm激光器腔體被設置在該部分反射面711和光電探測器803的反射面803a之間。因此，從該能量注入?yún)^(qū)域802提供的1310nm光信號傳輸至光電探測器803，且部分被該光電探測器803接收。由該光電探測器803提供用于控制該激光器輸出功率的數(shù)據(jù)。該信號的第二部分傳輸至該光電探測器803的發(fā)射表面803a并被反射。該被反射的信號經(jīng)由該光電探測器803和能量注入?yún)^(qū)域802傳輸至該波長色散元件804。該波長色散元件804將發(fā)射的1310nm信號指向該輸入/輸出端201。當由該能量注入?yún)^(qū)域802提供的能量達到一個能量閾值時，一個1310nm激光束被提供給外部的波導208。
明顯地，對于所述領域的技術人員，本發(fā)明實施例的較寬類型的變換將是顯而易見的。例如，本發(fā)明的一些實施例合并多個波長色散元件，而本發(fā)明的第一實施例包括一個濾波器。所屬領域的技術人員將意識到，不同的波分復用元件可被選擇地合并，例如陣列波導光柵(Array Waveguide Grating，AWG)和作為波長色散元件的中階梯光柵(echelle grating)。另外，所屬領域的技術人員將認識到，光學三工器多種不同的變形得到本發(fā)明的支持。例如，本發(fā)明第一實施例是一個合并了圖3所示的本發(fā)明第二實施例揭示的光學三工器的設計特征的光學雙工器。作為一個光學元件設計領域的技術人員將意識到，光學三工器的其他設計將支持其他光學雙工器的相應設計。
因為本發(fā)明的實施例合并多個主動元件，所以建議該基底包括基于磷化銦(Indium Phosphide，InP)的三組和四組材料的3-5種半導體化合物。明顯地，所屬領域的技術人員將知道何種材料選擇可運用于本發(fā)明的一個設備。
對于光學設計領域的技術人員，本發(fā)明的眾多其他實施例將是顯而易見的。
權利要求
1.一種光學元件包括基底；用于提供對應于激光波長范圍的一個特征波長的光線的激光器，該激光器具有第一激光端和第二激光端，該第二激光端用于接收具有對應于不同于該激光波長范圍的第一預定波長的波長的第一外部光信號；設置在該基底上且被光學耦合到該激光器的第一光電探測器，所述第一光電探測器用于提供相應于由該激光器提供的光信號的強度的數(shù)據(jù)；其特征在于，該光學元件進一步包括具有第一輸出端和一個輸入端的濾波器，該濾波器用于在該輸入端接收包括第一外部光信號的光線，及用于根據(jù)其波長濾波該光線，所述濾波器用于在第一輸出端提供對應于第一預定波長范圍的光線；以及設置在該基底上并被光學耦合到該第一輸出端的第二光電探測器，所述第二光電探測器用于提供對應于其上入射光線的強度的數(shù)據(jù)輸出信號。
2.如權利要求1所述的光學元件，其特征在于，該激光源設置在該基底上。
3.如權利要求1或2任一項所述的光學元件，其特征在于，該第一級表面的第一部分覆蓋有反射涂層。
4.如權利要求1至3任一項所述的光學元件，其特征在于，該光學涂層形成一個光學腔體的末端壁。
5.如權利要求1至4任一項所述的光學元件，其特征在于，該基底包括主動材料。
6.如權利要求1至5任一項所述的光學元件，其特征在于，該基底包括III-V族半導體材料。
7.如權利要求6項所述的光學元件，其特征在于，該基底包括磷化銦。
8.如權利要求1至7任一項所述的光學元件，其特征在于，該第一波長范圍包括1490nm和1550nm中的一種，且其中該激光波長范圍包括1310nm。
9.如權利要求1至8任一項所述的光學元件，其特征在于，該光學元件進一步包括設置在所述基底上的第三光電探測器，其中，該濾波器包括用于提供對應于第二預定波長范圍的光線的第二輸出端，該第二預定波長范圍不同于該激光波長范圍和第一預定波長范圍中任何一種，該第三光電探測器被光耦合到該第二輸出端。
10.如權利要求9所述的光學元件，其特征在于，該濾波器包括提供入射至該輸入端的激光波長范圍的光線的第三輸出端，用該第一光電探測器被光學耦合到該第三輸出端。
11.如權利要求1至9任一項所述的光學元件，其特征在于，該濾波器包括波長色散元件。
12.如權利要求1至10任一項所述的光學元件，其特征在于，該光學元件進一步包括一光學地設置在所述基底上的波導，以至于一個外部的光信號耦合到并從激光源沿著所述波導傳輸至該色散元件，該波導具有衰減特性以使具有對應于該激光波長范圍的波長的光線在該波導內(nèi)的傳輸被充分地衰減，較對應于該第一和第二波長范圍的任何一種的光線更加迅速。
13.如權利要求1至12任一項所述的光學元件，其特征在于，該濾波器是一種密集波分復用設備，且該第二波長范圍對應于一個預定波段，其波長鄰近于對應于第一波長范圍的第一預定波段的波長，且該預定波段出現(xiàn)在一個國際電聯(lián)的柵格(grid)上。
14.如權利要求1至13任一項所述的光學元件，其特征在于，包括第四光電探測器及第五光電探測器，其中，該濾波器包括第三輸出端及第四輸出端，該濾波器的每個輸出端用于提供具有特征波長范圍的光信號，每個所述輸出端對應于不同的波長范圍，該第三輸出端被光學耦合到該第四光電探測器，且該第四輸出端被光學耦合到該第五光電探測器。
15.一種用于存儲計算指令的存儲媒介，該計算指令用于當其被計算設備所執(zhí)行時，導致設計光學元件，該光學元件包括基底；用于提供對應于激光波長范圍的一個特征波長的光線的激光器，該激光器具有第一激光端和第二激光端，該第二激光端用于接收具有對應于不同于該激光波長范圍的第一預定波長的波長的第一外部光信號；設置在該基底上且被光學耦合到該激光器的第一光電探測器，所述第一光電探測器用于提供相應于由該激光器提供的光信號的強度的數(shù)據(jù)；其特征在于，該光學元件進一步包括具有第一輸出端和一個輸入端的濾波器，該濾波器用于在該輸入端接收包括第一外部光信號的光線，及用于根據(jù)其波長濾波該光線，所述濾波器用于在第一輸出端提供對應于第一預定波長范圍的光線；以及設置在該基底上并被光學耦合到該第一輸出端的第二光電探測器，所述第二光電探測器用于提供對應于其上入射光線的強度的數(shù)據(jù)輸出信號。
16.如權利要求15所述的存儲媒介，其特征在于，在該存儲媒介內(nèi)存儲有當其執(zhí)行時用于在該基底上設置激光源的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種光學三工器設計被描述，其中，在第一波長范圍的外部的光信號通過激光源傳輸。該激光源提供具有第二波長范圍的光信號。該三工器以一個用于提供強度反饋信號給該激光源的光電探測器和一個用于解復用該外部光信號的密集波分復用器為特征。
文檔編號G02B6/26GK1737619SQ200510070390
公開日2006年2月22日 申請日期2005年5月8日 優(yōu)先權日2004年5月7日
發(fā)明者艾德里安·奧唐奈, 吳芳, 瓦萊里·I·托斯蒂凱恩 申請人:光子學測量有限公司