本申請是申請日為2015年10月28日、申請?zhí)枮?01580058464.0、發(fā)明名稱為“應用光源、光調(diào)制器和波長檢測器的光學模塊及其組裝方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及安裝有包括半導體激光二極管(ld)的光源、光調(diào)制器和波長檢測器的光學模塊；并且本發(fā)明還涉及組裝該光學模塊的方法。

背景技術(shù)：

安裝有波長可調(diào)諧半導體激光二極管(t-ld)以及調(diào)制從t-ld發(fā)射的cw光的光調(diào)制器的光學模塊已經(jīng)在該領(lǐng)域中眾所周知。日本專利申請公開no.2009-146992已披露了這種光學模塊。從t-ld輸出的cw光經(jīng)由光纖與光調(diào)制器光耦合。然而，光纖在以大曲率彎曲時會引起彎曲損耗。因此，當具有有限的尺寸的光收發(fā)器在其殼體中安裝有t-ld和光調(diào)制器時，需要補償由內(nèi)部光纖引起的彎曲損耗的技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請的一個方面涉及一種組裝光學模塊的方法，所述光學模塊安裝有被封入殼體內(nèi)的激光器單元、調(diào)制器單元以及檢測器單元。所述激光器單元包括半導體激光二極管(ld)，所述ld具有輸出第一連續(xù)波(cw)光束的前端面和輸出的第二cw光束的后端面。所述調(diào)制器單元調(diào)制所述第一連續(xù)波(cw)光束。所述檢測器單元確定所述第二cw光束的波長。所述殼體包括第一輸出端口和第二輸出端口。本申請的所述方法包括以下步驟：(1)將第一熱電冷卻器(tec)、第二tec和第三tec安裝在所述殼體內(nèi)；(2)分別將所述激光器單元安置在所述第一tec上，將所述調(diào)制器單元安置在所述第二tec上，并且將所述檢測器單元安置在所述第三tec上；(3)實現(xiàn)所述第一cw光束通過所述調(diào)制器單元與所述殼體的所述第一輸出端口光耦合以及所述第二cw光束通過所述檢測器單元與所述殼體的所述第二輸出端口光耦合中的一者；以及(4)實現(xiàn)所述第一cw光束通過所述調(diào)制器單元與所述殼體的所述第一輸出端口光耦合以及所述第二cw光束通過所述檢測器單元與所述殼體的所述第二輸出端口光耦合中的另一者。本申請的方法的一個特征在于，使所述第一cw光束與所述第一輸出端口耦合的步驟包括以下步驟：(3-1)使所述激光器單元通過所述輸入單元與所述光調(diào)制器光耦合，以及(3-2)使所述光調(diào)制器通過所述輸出單元與所述第一輸出端口光耦合。本方法的另一特征在于，使所述第二cw光束與所述第二輸出端口耦合的步驟包括以下步驟：(4-1)使所述檢測器單元與所述激光器單元光耦合，以及(4-2)使所述檢測器單元與所述第二輸出端口光耦合。

本申請的另一方面涉及包括具有第一端面和第二端面的波長可調(diào)諧激光二極管(t-ld)、光調(diào)制器、波長檢測器、殼體以及第一輸出端口和第二輸出端口的光學模塊。所述t-ld從所述第一端面輸出第一cw光束并且從所述第二端面輸出第二cw光束。所述光調(diào)制器主要由半導體材料制成，所述光調(diào)制器通過調(diào)制所述第一cw光束產(chǎn)生第一輸出光束。所述波長檢測器確定所述t-ld的振蕩波長，所述波長檢測器將所述第二cw光束分束為被監(jiān)測光束和第二輸出光束。所述殼體包括前壁、后壁以及將所述前壁和所述后壁連接起來的兩個側(cè)壁，所述殼體將所述t-ld、所述光調(diào)制器和所述波長檢測器封入由所述前壁、所述后壁和所述側(cè)壁分隔成的空間中。所述第一輸出端口和所述第二輸出端口設(shè)置在所述前壁中，并分別輸出所述第一輸出光束和所述第二輸出光束。本申請的光調(diào)制器的一個特征在于，所述波長檢測器和所述t-ld排列在所述第二輸出端口的沿所述側(cè)壁中的一個延伸的光軸上，而所述光調(diào)制器排列在所述第一輸出端口的沿所述側(cè)壁中的另一個延伸的光軸上。本申請的光調(diào)制器還具有這樣的特征：所述光調(diào)制器具有輸入端口、輸出端口和信號焊盤，其中，所述輸入端口設(shè)置在所述光調(diào)制器的與所述殼體的所述側(cè)壁中的所述一個相對的一側(cè)，所述輸出端口設(shè)置在所述光學模塊的與所述殼體的所述前壁相對的一側(cè)，并且所述信號焊盤設(shè)置在所述光學模塊的與所述后壁相對的一側(cè)，其中所述信號焊盤提供包括高頻分量的信號。

本申請的又一方面涉及光學模塊。該方面的光學模塊包括光源、光調(diào)制器和輸入單元。所述光源安置在第一tec上并且第一載體置于所述光源與所述第一tec之間，所述光源產(chǎn)生連續(xù)波(cw)光束，其中在所述第一載體上設(shè)置有標記。所述光調(diào)制器安置在獨立于所述第一tec的第二tec上，并且基體置于所述光調(diào)制器與所述第二tec之間，所述光調(diào)制器調(diào)制所述cw光束。所述輸入單元使所述cw光束與所述光調(diào)制器耦合，所述輸入單元安置在基體上，并且第二載體置于所述輸入單元與所述基體之間，其中在所述第二載體上設(shè)置有標記。本光學模塊的一個特征在于，所述輸入單元的所述第二載體上的標記與所述光源的所述第一載體上的標記對準。

本申請的又一方面涉及光學模塊。本方面的光學模塊包括光源、光學部件、殼體和移束器。光源，其產(chǎn)生具有光軸的光束。光學部件，其與所述光源光耦合，所述光學部件具有與所述光束的光軸偏離的另一光軸。殼體，其具有底部，在所述底部上布置所述光源和所述光學部件。移束器，其置于所述光源與所述光學部件之間。本方面的光學模塊的特征在于，所述移束器使從所述殼體的底部起測量的所述光束的光軸與從所述殼體的底部起測量的所述光學部件的另一光軸對準。

本申請的又一方面涉及組裝設(shè)置有光源、移束器、光學部件、會聚透鏡和殼體的光學模塊的方法。所述光源產(chǎn)生光束。所述光學部件與所述光束光耦合。所述會聚透鏡將所述光束會聚到所述光學部件上。具有底部的所述殼體將所述光源、所述會聚透鏡和所述光學部件封入其中。該方法包括以下步驟：(1)將所述移束器布置在所述光源與所述會聚透鏡之間，其中，所述移束器使從所述殼體的所述底部起測量的光束的光軸與所述光學部件的光軸對準；以及(2)通過調(diào)準所述會聚透鏡使從所述移束器輸出的光束與所述光學部件耦合。

附圖說明

[圖1]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的光學模塊的透視圖；

[圖2]圖2示出了圖1所示的光學模塊的內(nèi)部；

[圖3]圖3示出了在圖1所示的光學模塊內(nèi)應用的波長可調(diào)諧ld的剖視圖；

[圖4]圖4是激光器單元的俯視圖；

[圖5]圖5是光調(diào)制器的俯視圖；

[圖6]圖6是檢測器單元的俯視圖；

[圖7]圖7是調(diào)制器單元的俯視圖；

[圖8]圖8是調(diào)制器單元的分解圖；

[圖9]圖9是調(diào)制器單元的基體的俯視圖，其中，基體通過載體安置光調(diào)制器；

[圖10]圖10是安置在圖9所示的基體上的終止器單元的俯視圖；

[圖11]圖11是安置在圖9所示的基體上的偏壓單元的俯視圖；

[圖12]圖12是輸入單元的俯視圖，輸入單元將從圖4所示的激光器單元發(fā)射的第一cw光引導到圖2所示的光調(diào)制器中；

[圖13]圖13a示意性示出了單透鏡系統(tǒng)的光線徑跡，并且圖13b示出了雙透鏡系統(tǒng)的光線徑跡；

[圖14]圖14a至圖14f示出了單透鏡系統(tǒng)的耦合容差(圖14a和圖14b)、雙透鏡系統(tǒng)中第一透鏡的耦合容差(圖14c和圖14d)以及雙透鏡系統(tǒng)中第二透鏡的耦合容差(圖14e和圖14f)；

[圖15]圖15是接合單元的俯視圖；

[圖16]圖16是輸出單元的俯視圖；

[圖17]圖17示出了沿從第二輸出端口延伸的光軸截取的光學模塊的剖視圖；

[圖18]圖18示出了沿從第一輸出端口延伸的光軸截取的光學模塊的剖視圖；

[圖19]圖19是沿布線基板、激光器單元以及檢測器單元的布置的俯視圖；

[圖20]圖20是圍繞激光器單元的包括兩個布線基板的布置的俯視圖；

[圖21]圖21是激光器單元和兩個布線基板的透視圖；

[圖22]圖22示出了組裝圖1所示的光學模塊的過程的流程圖；

[圖23]圖23示出了將t-ld組裝在ld載體上的過程；

[圖24]圖24示出了將光調(diào)制器、輸入單元、接合單元、兩個偏壓單元、兩個終止器單元和兩個pd子安置件組裝在調(diào)制器單元的基體上的過程；

[圖25]圖25示出了將調(diào)制器單元的基體上的接合單元和輸入單元與激光器單元對準的過程；

[圖26]圖26示出了將輸出單元與光調(diào)制器組裝在一起的過程；

[圖27]圖27是示出將tec、布線基板和voa基板安裝在光調(diào)制器的殼體內(nèi)的過程的俯視圖；

[圖28]圖28是示出將ld載體和透鏡載體安置在第一tec、調(diào)制器單元的基體上的過程的俯視圖，其中，調(diào)制器單元的基體上安置有輸入單元、接合單元、輸出單元、偏壓單元、終止器單元和pd子安置件；

[圖29]圖29示出了將檢測器單元與激光器單元對準的過程；

[圖30]圖30示出了將第一準直透鏡調(diào)準到使準直透鏡的輸出光束變成準直光束的位置處的過程；

[圖31]圖31示出將激光器單元的光軸偏移為與光調(diào)制器的光軸對準的過程；

[圖32]圖32示出了調(diào)準輸入單元中的分束器的過程；以及

[圖33]圖33示出了將第一透鏡和第二透鏡與光調(diào)制器的輸入端口對準的過程。

具體實施方式

接下來，將參考附圖對一些優(yōu)選實施例進行說明。在附圖的說明中，彼此相同或相似的附圖標記或符號將指代彼此相同或相似的元件，并且不重復進行解釋。

(第一實施例)

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的光學模塊的透視圖，并且圖2示出了圖1所示的光學模塊的內(nèi)部。本實施例的光學模塊1可以在適用于光相干系統(tǒng)的光收發(fā)器內(nèi)應用。光相干系統(tǒng)除了利用光的大小之外還使用光的相位作為一個比特信息。當光信號對應0°和90°的相位分量，即當相干系統(tǒng)多路復用分別具有0°和90°的相位分量的光信號時，系統(tǒng)可以同時傳輸兩比特信息。

光學模塊1包括殼體內(nèi)的激光器單元100、調(diào)制器單元200和檢測器單元300，其中，殼體由前壁2a、后壁2b以及將前壁2a和后壁2b連接起來的兩個側(cè)壁2c和2d隔成。激光器單元100與調(diào)制器單元200和檢測器單元300均光耦合。具體地說，光學模塊1從第一輸出端口3a輸出調(diào)制信號d1，其中，調(diào)制信號d1是通過用安裝在調(diào)制器單元200中的光調(diào)制器20調(diào)制從應用于激光器單元100內(nèi)的波長可調(diào)諧激光二極管(t-ld)10輸出的第一連續(xù)波(cw)光束l1而獲得的。與第一調(diào)制信號d1同時地，光學模塊1可以從第二輸出端口3b輸出另一光信號d2，其中光信號d2產(chǎn)生自從t-ld10向檢測器單元300輸出并且在檢測器單元300中被分開的另一cw光束l2。第一cw光束l1沿與輸出端口3a和3b的光軸大致平行的方向從t-ld10朝向后壁2b輸出，彎曲大致90°并沿后壁2b進入光調(diào)制器20。另一cw光束l2沿與輸出端口3a和3b的光軸大致平行的方向從t-ld10朝向前壁2a發(fā)射。

本實施例的光學模塊1具有將激光器單元100、調(diào)制器單元200和檢測器單元300安置在獨立地應用于殼體中的激光器單元100、調(diào)制器單元200和檢測器單元300中的對應的熱電冷卻器(tec)上的特征。此外，光學模塊1僅在后壁2b中設(shè)置有射頻(rf)端子4，并且在側(cè)壁2c和側(cè)壁2d中分別設(shè)置有dc端子5a和5b。由于rf端子4以及dc端子5a和5b在對應的壁中是獨立的；因此光學模塊1的電控制可以簡單化和穩(wěn)定化。

如上文所述，調(diào)制器單元200調(diào)制第一cw光束l1的相位并且輸出相位已調(diào)制的光信號。即，應用于光調(diào)制器20中的調(diào)制器單元200將第一cw光束l1分為四個光束，并且利用通過rf端子4提供的四個調(diào)制信號獨立地調(diào)制這四個光束，其中，從光調(diào)制器20輸出的四個已調(diào)制信號中的兩個已調(diào)制信號具有比其余兩個已調(diào)制信號相差90°的相位分量。前兩個已調(diào)制信號通常被稱為i分量(同相分量)，而后兩個已調(diào)制信號被稱為q分量(正交分量)。i分量中的一個和q分量中的一個通過其偏振進一步被調(diào)制。即，i分量中的一個和q分量中的一個在其偏振中旋轉(zhuǎn)，并且與i分量中的另一個和q分量中的另一個多路復用。光學模塊1可以從第一輸出端口3a輸出多路復用四個光信號的已調(diào)制信號d1作為相位偏振調(diào)制信號，其中，該相位偏振調(diào)制信號通常被稱為雙偏振正交相移鍵控(dp-qpsk)。光學模塊1可以進一步輸出通過檢測器單元300使從t-ld10輸出的第二cw光束l2分開而獲得的另一光信號d2。被分開的cw光束中的一個用于確定cw光束l2的波長，而另一光束則作為輸出cw光束d2從第二輸出端口3b輸出。

接下來，將對各個單元100至300的細節(jié)進行說明。

可調(diào)諧激光二極管(t-ld)

圖3示出了在圖1所示的光學模塊內(nèi)應用的波長可調(diào)諧ld的剖視圖。t-ld10包括兩個半導體光放大器soa10a和soa10d，以及取樣光柵分布式反饋器(sg-dfb)10b和取樣光柵分布式布拉格反射器(sg-dbr)10c，其中，后兩個區(qū)域10b和10c可以確定t-ld10的發(fā)射波長。這四個區(qū)域沿t-ld10的光軸排列。本t-ld10在一個soa10a中設(shè)置有一個端面10a以傳輸?shù)谝籧w光束l1，并且在另一soa10d中設(shè)置有另一端面10b以傳輸?shù)诙w光束l2。

sg-dfb10b包括取樣光柵(sg)18，其中，取樣光柵18以這樣的區(qū)域為特征：每個區(qū)域包括多個光柵且各個區(qū)域被沒有任何光柵的空白部間隔開。各個區(qū)域中的光柵具有恒定不變的間距，并且空白部具有沿光軸恒定不變的長度。當空白部具有不同長度時，取樣光柵可以被稱為啁啾取樣光柵。sg-dfb10b包括增益區(qū)域12a至增益區(qū)域12c(包括sg18)以及調(diào)制區(qū)域13a和調(diào)制區(qū)域13b(也包括sg18)?？梢酝ㄟ^裝置的頂表面上的電極14a向增益區(qū)域12a至增益區(qū)域12c提供載流子。另一方面，調(diào)制區(qū)域13a和調(diào)制區(qū)域13b在其頂表面中設(shè)置有加熱器15a和加熱器15b。組合增益區(qū)域12a至增益區(qū)域12c以及調(diào)制區(qū)域13a和調(diào)制區(qū)域13b，sg-dfb10b可以顯示具有反映sg-dfb10b中的sg18的多個增益峰值的光增益光譜。向加熱器15a和加熱器15b供電，即，加熱或冷卻加熱器15a和加熱器15b下面的波導層19b的溫度，可以改變調(diào)制區(qū)域13a和調(diào)制區(qū)域13b的光學特性，即，可以改變屬于sg-dfb10b所固有的增益峰值的波長。

本實施例的csg-dbr10c設(shè)置有三個段16a至16c，段16a至段16c分別具有可獨立操作的加熱器17a至加熱器17c。由于csg-dbr10c不包括任何增益區(qū)域，所以csg-dbr10c固有地顯示具有多個反射峰的反射光譜。向加熱器17a至加熱器17c供電，以改變加熱器17a至加熱器17c下面的波導19b的溫度，從而能夠改變csg-dbr10c的光譜中的反射峰的波長及間隔。段16a至段16c中的至少一段具有能夠與其它段區(qū)別開的物理特征。在本t-ld10中，段16a至段16c提供彼此不同的光程。即，沒有衍射光柵的空白部分別具有彼此不同的光程，這被稱為啁啾取樣衍射布拉格反射器(csg-dbr)。本實施例的t-ld10設(shè)置有csg-dbr而非sg-dbr的原因在于，可以通過獨立地改變各個區(qū)域中的波導的溫度來拓寬反射峰出現(xiàn)的范圍。調(diào)整供應給sg-dfb10b中的加熱器15a和加熱器15b、csg-dbr10c中的加熱器17a至加熱器17c的電能，使sg-dfb10b的增益峰值中的一個與csg-dbr10c的反射峰中的一個匹配。然后，sg-dfb10b和csg-dbr10c可以形成用于t-ld10的腔體，并且t-ld可以以所匹配的波長振蕩?？赏ㄟ^調(diào)整供應至加熱器15a和加熱器15b以及加熱器17a至加熱器17c的電能來選擇所匹配的波長。

第一soa10a和第二soa10d可以放大由增益區(qū)域12a至12c產(chǎn)生并且由sg-dfb10b與csg-dbr10c的光耦合來確定其波長的光束。通過將載流子通過第一soa10a中的電極14d注入活性層19a中并將載流子通過第二soa10d中的電極14e注入到另一活性層19a中，soa10a和soa10d的光增益可變化。因此，第一cw光束l1和第二cw光束l2的振幅可變。sg-dfb10b中調(diào)制區(qū)域13a和調(diào)制區(qū)域13b中的波導19b以及csg-dbr10c中的波導19b可以由能帶間隙大于soa10a和soa10b中的活性層19a的能帶間隙的半導體材料制成，并且sg-dfb10b中的增益區(qū)域12a至增益區(qū)域12c使得波導19b對于t-ld10中產(chǎn)生的光束基本上是透明的。

圖4是激光器單元100的俯視圖。激光器單元100包括第一熱電冷卻器(tec)11，第一熱電冷卻器(tec)11通過基體100a安置兩個準直透鏡110a和110b以及t-ld10。具體地，包括頂板11a、底板11b和多個熱電轉(zhuǎn)換元件(通常是珀耳帖元件)的第一tec11根據(jù)在珀耳帖元件中流動的電流的大小和方向，可以在兩個板11a和11b之間產(chǎn)生溫度差。底板11b具有比頂板11a寬的尺寸。即，底板11b具有從頂板11a露出的部分以及兩個接線柱11c和11d，以向底板11b上的珀耳帖元件供應電流?？梢酝ㄟ^安裝在頂板11a上的熱敏電阻11f來感測頂板11a的溫度。

與第一tec11的頂板11a的尺寸大致相同的基體100a可以由氮化鋁(aln)制成，并且通過各個透鏡載體110a和110b安置兩個準直透鏡110a和110b，通過ld載體100a安置t-ld10和熱敏電阻11f。這些載體100a、110a和110b也可以由aln制成，但ld載體100a的厚度大于各透鏡載體110a和110b的厚度，以便使t-ld10的光軸的高度(level)與這些準直透鏡110a和110b的高度匹配。ld載體100a上設(shè)置有互連部100b以向t-ld10提供偏壓。需要向t-ld10供應：將載流子注入增益區(qū)域12a至增益區(qū)域12c中的偏壓、供至sg-dfb10b中的加熱器15a和加熱器15b的電能、供至csg-dbr10c中的加熱器17a至加熱器17c的電能、供至soa10a至soa10d的偏壓，以便確保t-ld10中的光增益以及一些接地。ld載體100a要求互連部100b向t-ld10供應這些偏壓和電能。

光調(diào)制器

圖5是光調(diào)制器的俯視圖。光調(diào)制器20可以包括多個調(diào)制元件，在本實施例中，例如四(4)個mach-zehnder(mz)元件51至54整合在由磷化銦(inp)制成的半導體基板上。本實施例的光調(diào)制器20包括三個1：2耦合器50a至50c，以將從輸入端口24進入的cw光束l1分配到四個mz元件51至54中。具體地，進入輸入端口24的cw光束l1沿波導以大致直角彎曲，并且被第一1：2耦合器50a均勻地分成兩個部分光束。各個部分光束被第二1：2耦合器50b和第三1：2耦合器50c進一步均勻地分成四個部分光束，這四個部分光束分別進入mz元件51至mz元件54。在mz元件51至mz元件54的下游設(shè)置有兩個2：2耦合器50d和50e，以多路復用已調(diào)制光束。

以下的解釋集中于第一mz元件51。但是，其它mz元件52至54可以以與第一mz元件51相同的方式運行。

被第二1：2耦合器50b分開并進入mz元件51的部分cw光束被1：2耦合器51a進一步均勻地分成分別朝向分支波導51h和51i行進的兩部分。在分支波導51h和51i中，具體地說，在設(shè)置有調(diào)制電極51e和調(diào)制電極51f以及接地電極51g的功能區(qū)域51m中，調(diào)制被分開的光束的相位。在被分開的光束經(jīng)過功能區(qū)域51m之后，被分開的光束的相位在偏移電極51j和偏移電極51k中被進一步調(diào)制或偏移。最后，被分開的光束被2：1耦合器51b組合，以從mz元件51輸出。

將對功能區(qū)域51m以及偏移電極51j和偏移電極51k的運行進行說明。向偏移電極51j和偏移電極51k施加靜態(tài)預偏壓，使得在各個分支波導51h和51j中傳播的光束具有pi(π)的相位差。例如，在一個分支波導51h中傳播的光束相對于在另一分支波導51j中傳播的光束延遲pi(π)。然后，向用于分支波導51h的一個調(diào)制電極51e供應使相位延遲pi(π)的偏壓，但向另一調(diào)制電極51f供應不使相位延遲的偏壓。在分支波導51h中傳播的光束通過調(diào)制電極51e和偏移電極51j產(chǎn)生2π的相位延遲；但是，在另一分支波導51i中傳播的光束未示出由調(diào)制電極51f和偏移電極51k導致的相位延遲。將分別在分支波導51h和51i中傳播的光束組合；組合的光束顯示出零相位延遲。2π的相位延遲等于0的相位延遲。

另一方面，在向調(diào)制電極51e供應不使在調(diào)制電極51e下面的分支波導51h中傳播的光束產(chǎn)生相位延遲的偏壓，但向另一調(diào)制電極51f供應產(chǎn)生pi(π)的相位延遲的偏壓時，被2：1耦合器51b組合的光束具有pi(π)的相位延遲，這是由于在分支波導51h中傳播的前述光束通過偏移電極51j的靜態(tài)偏壓而發(fā)生相位延遲。因此，mz元件51的光輸出變?yōu)橄辔槐徽{(diào)制在0與pi(π)之間而其振幅保持大致恒定不變的cw光束。光輸出的振幅在相位的過渡處嚴格地變化。參考圖5，通過互連部從焊盤41至焊盤44供應提供給調(diào)制電極51e至54e以及調(diào)制電極51f至54f的調(diào)制信號，其中，焊盤41至焊盤44形成在光調(diào)制器20的一個邊緣中，互連部在設(shè)置在調(diào)制電極51e至54e以及調(diào)制電極51f至54f的下游的光調(diào)制器20兩側(cè)的焊盤45a和45b處終止。另外，從形成在光調(diào)制器20的兩側(cè)的焊盤46a和46b提供供應至偏移電極51j至54j以及偏移電極51k至54k的靜態(tài)偏壓。

將對正交電極51c至正交電極54c的功能進行說明。本實施例的光調(diào)制器20包括四(4)個mz元件51至54。向兩個正交電極52c和54c供應靜態(tài)偏壓，使得在正交電極52c和正交電極54c下面?zhèn)鞑サ墓馐南辔幌鄬τ谠谡浑姌O51c和正交電極53c下面的波導中傳播的其它光束產(chǎn)生π/2的相位差，正交電極51c和正交電極53c分別與對應的正交電極52c和正交電極54c形成為一對。因此，即使在將分別在正交電極51c和正交電極52c下面的波導中傳播的兩個光束組合、將分別在正交電極53c和正交電極54c下面的波導中傳播的兩個光束組合之后，也可以獨立地引出該光束。從mz元件51m和mz元件52m輸出的光束以及從mz元件53m和mz元件54m輸出的光束可以相對于相位被多路復用，mz元件51m中的光束和mz元件53m中的光束中的一者被稱為i分量(同相)，另一者被稱為q分量(正交)。光調(diào)制器20可以從對應的輸出端口22a和22b輸出均經(jīng)過相位調(diào)制的兩個光信號m2b和m2c，并且從對應的監(jiān)測端口25a和25b輸出其它兩個光信號m2a和m2d。

在所描述的光調(diào)制器20中，可以通過改變功能區(qū)域51m至功能區(qū)域54m中的由半導體材料制成的波導的折射率來執(zhí)行光束的調(diào)制。半導體材料對于波長稍長于半導體材料帶隙波長(與材料的帶隙能對應)的光束顯示出大的光電耦合效率，這被稱為kerr效應。較大的kerr效率意味著具有較小振幅的調(diào)制信號可產(chǎn)生對半導體材料的光學特性的顯著調(diào)制。然而，半導體材料的帶隙波長具有顯著的溫度依賴性，這導致光調(diào)制器20的調(diào)制特性的大的變化。本光學模塊1將光調(diào)制器20安置在第二tec21上以補償光調(diào)制器20的調(diào)制性能的溫度依賴性。

波長檢測器

圖6是檢測器單元300的俯視圖。檢測器單元300包括第一分束器(bs)32a、標準具濾光器33、第一監(jiān)測光電二極管(m-pd)34a、第二bs32b和第二m-pd34b，這些部件通過由aln制造的載體300a(載體300a將被稱為第三載體)安置在第三tec31上。兩個m-pd34a和34b通過各自的pd子安置件34a和34b安置在載體300a上。與所述第一tec11和第二tec21類似，第三tec31設(shè)置有頂板31a和底板31b。底板31b比頂板31a和載體300a寬，并且在底板31b的從頂板31a和載體300a露出的區(qū)域中安置有兩個接線柱31c和31d，以向安置在底板31b上的珀耳帖元件供應電流。tec31可以補償標準具濾光器33的溫度特性。

標準具濾波器33可以是平行六面體板，并且表現(xiàn)出特定的透射率，具體地說，體現(xiàn)由平行六面體板的厚度和構(gòu)成平行六面體板的材料的折射率確定的強的波長依賴性的周期性透射率。

本檢測器單元300的第一bs32a和第二bs32b具有由對于第二cw光束l2基本上透明的材料制成的板條類型，通常，兩個bs32a和32b可以是石英玻璃制成的板條。第一bs32a將從t-ld10輸出并被第二準直透鏡110b轉(zhuǎn)換成準直光束的第二cw光束l2分離成兩個光束。一個分離光束向標準具濾光器33前進，而另一光束則向第二bs32b行進。本實施例的檢測器單元300將兩個光束的比率設(shè)定為5：95，即，約5％的第二cw光束ls進入標準具濾光器33，而剩余95％則行進到第二bs32b。透射過標準具濾光器33的前一分離光束進入第二m-pd34b。在第一bs32a處成直角彎曲的另一分離光束行進到第二bs32b，從而分離成兩個光束。穿過第二bs32b的一個分離光束進入第一m-pd34a，并且被第二bs32b成直角反射的另一光束從光學模塊1輸出為第二輸出d2。第二bs32b的分離比率也被設(shè)定為5：95。因此，輸出光束d2具有進入檢測器單元300的第二cw光束l2的約90％的大小。第二cw光束l2的剩下部分進入第一m-pd34a和第二m-pd34b，以便確定第二cw光束l2的波長。

檢測器單元300通過第二m-pd34b的輸出與第一m-pd34a的輸出的比率來評估標準具濾光器33的透射率。標準具濾光器33的實際透射率可以由其規(guī)范來指定，通過將上述兩個輸出的比率與標準具濾光器33的規(guī)范相對比，該兩個輸出的比率可以確定第二cw光束l2的波長。此外，通過第一tec11控制供應至t-ld10的偏壓和t-ld10的溫度，使得對于目標波長，兩個m-pd32a和32b的輸出的比率更接近標準具濾光器33的透射率，t-ld10的發(fā)射波長可以與目標波長一致。標準具濾波器是已知為其透射率隨波長周期性變化的光學裝置。因此，當標準具濾波器的周期性透射率的周期與波分復用(wdm)系統(tǒng)中限定的最近柵格之間的跨度匹配時(在wdm系統(tǒng)規(guī)范中為100ghz、50ghz和/或25ghz)，實施例的光學模塊1可以容易地將發(fā)射波長設(shè)定為等于wdm系統(tǒng)的一個柵格波長。

標準具濾光器33的周期性透射率的溫度依賴性遠小于t-ld10的發(fā)射波長的溫度依賴性。然而，由于當激光器單元和檢測器單元設(shè)置有共用的tec時激光器單元中的tec的溫度變化稍微影響標準具濾光器的透射率，因此本光學模塊1提供分別獨立地設(shè)置有tec11和tec31的激光器單元100和檢測器單元300。

另外，直接感測第二cw光束l2的一部分(即，光束的未穿過標準具濾光器33的部分)的第一m-pd34a的輸出可以用于控制t-ld10的輸出功率。即，通過將第一m-pd34a的輸出反饋給偏壓，具體地說，通過向sg-dfb10b中的增益區(qū)域12a至增益區(qū)域12c注入電流，光學模塊1可以將第二cw光束l2的大小控制在恒定水平，這可以被稱為t-ld10的自動功率控制(apc)。

調(diào)制器單元

圖7是調(diào)制器單元200的俯視圖，并且圖8是調(diào)制器單元200的分解圖。調(diào)制器單元200包括均使從激光器單元100輸出的第一cw光束l1與光調(diào)制器20耦合的輸入單元210和接合單元220。輸入單元210包括通過另一載體210a(其將被稱為第二載體)安置在基體200a上的bs61和透鏡系統(tǒng)63。接合單元220包括通過另一載體220a(其將被稱為第三載體)安置在基體200a上的移束器81和光隔離器82。從激光器單元100輸出的第一cw光束l1在移束器81補償了激光器單元100的光軸與光調(diào)制器20的輸入端口24之間的高差之后進入光調(diào)制器20的輸入端口24，并且光隔離器82隔斷從光調(diào)制器20到t-ld10的返回光束。bs61可以是均由對于第一cw光束l1基本上透明的材料制成的圖8所示的棱鏡反射鏡類型或圖7所示的平行板類型。bs61反射第一cw光束l1的一部分(約第一cw光束l1的95％)，并且朝向通過pd子安置件62a安置在基體200a上的m-pd62a透射剩余5％的第一cw光束l1。

基體

圖9是基體200a的俯視圖，基體200a可以由aln制成并且具有這樣的l形形狀：在字符l的橫條部和豎條部之間的拐角處具有切口200c。參考圖8，第二tec21(類似于前述tec11和tec31)在其面向殼體2的后壁2b和側(cè)壁2c的拐角處具有含接線柱21c和21d的矩形平面?？梢酝ㄟ^接線柱21c和21d向安置在第二tec21的底板21b上的珀耳帖元件供應電流。

具有字符l的平面形狀的基體200a在靠近字符l的拐角的區(qū)域中安置在第二tec21上?；w200a的面積大于第二tec21的頂板21a的面積。即，即使將基體200a安置在第二tec21上，基體200a上的周邊部分也不會與第二tec21的頂板21a重疊?；w200a在字符l的拐角處設(shè)置有供第二tec21的兩個接線柱21c和21d穿過的切口200c。接線柱21c和21d的頂部從基體200a伸出，即，接線柱21c和21d的頂部的高度被設(shè)定為高于基體200a的主表面，這提高了生產(chǎn)率或便于向接線柱21c和21d的頂部布線。

基體200a中分別與l形形狀的各個條部的端部對應的兩個區(qū)域200b和200c不與第二tec21的頂板21a重疊。即，兩個區(qū)域200b和200c從第二tec21的頂板21a的相應邊緣突出。后一區(qū)域200c安置有輸出單元230，同時，前一區(qū)域200b安置有輸入單元210和接合單元220。接合單元220被設(shè)置在輸入單元210的前面。

基體200a的尺寸與光調(diào)制器20的尺寸大致相等。即，基體200a的橫向?qū)挾扰c光調(diào)制器20的橫向?qū)挾却笾孪嗟?，但比第二tec21的頂板21a的橫向?qū)挾日⒒w200a安置在第二tec21的頂板21a上并將輸出單元230安置在基體200a上，第二tec21的前邊緣位于輸出單元230中的第二透鏡73b的位置上，其中，第二透鏡73b被設(shè)置為與第一透鏡73a相比與光調(diào)制器20分離開?；w200a上組裝有兩個m-pd64a和64b。m-pd64a安置在子安置件64a側(cè)，并且m-pd64b安置在子安置件64b側(cè)。載體20a位于m-pd64a與m-pd64b之間并且位于子安置件64a的側(cè)面與子安置件64b的側(cè)面之間。

m-pd64a和64b均具有面向光調(diào)制器20的光敏感表面，以感測從光調(diào)制器20的監(jiān)測端口25a和監(jiān)測端口25b輸出的監(jiān)測信號m2a和監(jiān)測信號m2d。m-pd62a和m-pd62b以對角的方式組裝在光調(diào)制器20的分別與監(jiān)測端口25a和監(jiān)測端口25b的位置相對應的各側(cè)。

終止器單元

終止器單元84a和84b排列在m-pd64a和64b的前側(cè)，從而將光調(diào)制器20置于終止器單元84a和終止器單元84b之間。圖10是一個終止器單元84b的俯視圖，并且終止器單元84a具有與圖10所示的終止器單元84b相同的布置。終止器單元84a包括位于由陶瓷(通常為氧化鋁(al2o3))制成的終止器載體84b上的終止器85b、通路孔(via-holes)85c和管芯電容器85d。終止器85b是形成在陶瓷載體84b上的具有100ω電阻的薄膜電阻器的類型。終止器85b可以使光調(diào)制器20中的將調(diào)制信號傳輸?shù)絤z元件51m至mz元件54m的互連部45b終止。圖10所示的互連部45b分為均具有三個互連部且分別與兩個mz元件53m和54m對應的兩組。兩組各自的中央互連部布線到接地焊盤85f并且兩組中的其它兩個互連部分別布線到信號焊盤85e。

陶瓷載體84b在其頂表面中設(shè)置有互連部85h，同時在陶瓷載體84b的整個背表面設(shè)置有接地圖案。接地焊盤85f在其中央設(shè)置有通路孔85c，并且連接到陶瓷載體84b的背表面的接地圖案。與各個終止器85b連接的互連部85h通過各個管芯電容器85d和通路孔85c連接到載體84b的背表面中的接地圖案?？梢韵蚋鱾€終止器85b共用的互連部85h施加外部偏壓。因此，當通過互連部85h在dc模式下被施加偏壓時，光調(diào)制器20中的互連部45b可以通過終止器85b在ac模式下被終止。終止器單元84a和84b通過對應的載體88a和88b安置在基體200a上，載體88a和88b分別設(shè)置有偏壓單元86a和86b。

偏壓單元

兩個偏壓單元86a和86b分別與終止器單元84a和終止器單元84b隔著光調(diào)制器20并排排列在共用的載體88a和88b上。圖11是示出一個偏壓單元86b的俯視圖，但另一偏壓單元86a具有與圖11所示的偏壓單元86b相同的布置。光調(diào)制器20設(shè)置有用于x偏振和0°信號的兩個偏移電極51j和51k、用于x偏振和90°信號的兩個偏移電極52j和52k、用于y偏振和0°信號的兩個偏移電極53j和53k以及用于y偏振和和90°信號的兩個偏移電極54j和54k。另外，光調(diào)制器20還設(shè)置有用于x偏振的正交電極51c和52c以及用于y偏振的正交電極53c和54c。因此，需要向光調(diào)制器20供應十二(12)個偏壓。一個偏壓單元86a提供用于x偏振的6個偏壓，并且另一個偏壓單元86b提供用于y偏振的6個偏壓。

如圖11所示，偏壓單元86b設(shè)置有六(6)個管芯電容器87a和一些互連部87b。通過互連部87b和管芯電容器87a將六個偏壓供應至光調(diào)制器20中的對應電極45b。其中一些互連部87b用于使管芯電容器87a的背表面接地。

輸入單元

圖12是輸入單元210的俯視圖。輸入單元210通過由aln制成的載體210a(其將被稱為第二載體)安置在基體200a的從基體200a的中央部分200a延伸的部分200d上。即，輸入單元210位于基體200a上的字符l的豎條部的端部。

輸入單元210除了包括載體210a外還包括：輸入透鏡系統(tǒng)63，其包括第一透鏡63a和第二透鏡63b；以及分束器(bs)61。激光器單元100中產(chǎn)生的第一cw光束l1被bs61成直角彎曲，以通過輸入透鏡系統(tǒng)63與光調(diào)制器20的輸入端口24耦合。

如上文所述，輸入單元210具有雙透鏡系統(tǒng)63，雙透鏡系統(tǒng)63包括更靠近光調(diào)制器20的第一透鏡63a，以及第二透鏡63b。

圖13a和圖13b將雙透鏡系統(tǒng)(圖13b)與常規(guī)的單透鏡系統(tǒng)(圖13a)進行對比。圖13a的單透鏡系統(tǒng)和圖13b的雙透鏡系統(tǒng)均采用光束入射表面的曲率不同于光束出射表面的曲率的非球面透鏡。具體地說，單透鏡系統(tǒng)采用光束入射表面和光束出射表面均具有球面但兩球面的曲率彼此不同的非球面透鏡63，同時圖13b所示的雙透鏡系統(tǒng)中的第一透鏡63a具有與單透鏡系統(tǒng)中的透鏡63類似的布置，但雙透鏡系統(tǒng)中的第二透鏡63b具有用于入射光束的平面。

另外，雙透鏡系統(tǒng)中的第一透鏡63a的厚度不同于單透鏡系統(tǒng)中的透鏡63。例如，圖13a中的透鏡63具有0.84mm的厚度w1，但圖13b中的第一透鏡63a和第二透鏡63b分別具有0.7mm的厚度w5和0.65mm的厚度w3。從透鏡63的光束出射表面63b到輸入端口24的距離w2被設(shè)定為0.25mm，或者從光束出射表面63ab到輸入端口24的距離w6也為0.25mm。圖13b中從第二透鏡63b的光束出射表面63bb到光束入射表面63aa的距離w4為0.5mm。對于這種透鏡系統(tǒng)，實現(xiàn)cw光束到光調(diào)制器的輸入端口24的光耦合效率的焦距為645μm。

圖14a至圖14f示出了單透鏡系統(tǒng)中的透鏡的調(diào)準容差和雙透鏡系統(tǒng)中的透鏡的調(diào)準容差，其中縱坐標關(guān)于最大耦合效率被歸一化。圖14a示出了單透鏡系統(tǒng)中的透鏡63相對于x方向(即垂直于透鏡的光軸的方向)與獲得最大耦合效率的位置的偏差的耦合容差。圖14b還示出了透鏡63相對于沿光軸(z方向)與該位置(獲得最大耦合效率的位置)的偏差的耦合容差。圖14c和圖14d示出了雙透鏡系統(tǒng)中的第一透鏡63a的沿x方向和z方向的耦合效率的容差，并且圖14e和圖14f還示出了雙透鏡系統(tǒng)中的第二透鏡63b的沿x方向和z方向的耦合容差。

透鏡63、63a和63b通過粘合劑材料(通常為紫外光可固化樹脂)固定在能實現(xiàn)與輸入端口24的最大耦合效率的各個位置處。然而，這種樹脂不可避免地隨著凝固而收縮，這導致透鏡的位置偏差以及耦合效率降低。假定可以接受耦合效率降低20％，單透鏡系統(tǒng)中的透鏡63和雙透鏡系統(tǒng)中的第一透鏡63a分別顯示出沿x方向的1.04μm和0.97μm的容差。這些值與粘合劑樹脂的收縮相當。因此，在單透鏡系統(tǒng)中，即使將透鏡63調(diào)準到實現(xiàn)最大耦合效率的位置，在粘合劑樹脂凝固之后也可能不能保持該最大耦合效率，并且沒有留有補償降低的耦合效率的手段。

另一方面，雙透鏡系統(tǒng)中的第二透鏡63b顯示出遠大于單透鏡系統(tǒng)中的透鏡63和第一透鏡63a的調(diào)準容差。具體地說，沿z方向，第二透鏡63b顯示出大的容差，該容差比第一透鏡63a的容差大大約兩位數(shù)。即使當?shù)诙哥R63b與設(shè)計位置偏離230μm時，耦合效率的劣化也可以被設(shè)定在-0.5db以內(nèi)。對于沿x方向的容差，第二透鏡63b顯示出更大的容差，該容差比第一透鏡63a和單透鏡系統(tǒng)中的透鏡63大幾倍。因此，雙透鏡系統(tǒng)可以通過第二透鏡63b可靠地恢復或補償由于用于第一透鏡63a的粘合劑樹脂的收縮而降低的耦合效率。在粘合劑樹脂凝固期間，用于第二透鏡63b的粘合劑樹脂也會收縮。然而，與第二透鏡63b可接受的大的位置容差相比，第二透鏡63b的收縮小到可以忽略不計。

載體210a還安置有：m-pd64，其經(jīng)由pd子安置件64a安置；四個互連部63c，其沿著面向接合單元220的一側(cè)210b布置，以便傳送從m-pd64a和64b輸出的感測信號；另外兩個互連部63d，其沿著一側(cè)210c布置以便傳送從m-pd62a輸出的另一感測信號。四個互連部63c中的兩個用于第一m-pd64a，并且其它兩個互連部63c用于在光調(diào)制器20的另一側(cè)安置的第二m-pd64b。通過從用于另一側(cè)的m-pd64b的pd子安置件64b跨過光調(diào)制器20布線到pd子安置件64a，并且進一步將pd子安置件64a布線到互連部63c，從m-pd64b輸出的感測信號可以被傳送至側(cè)壁2c中的dc端子5a。安置在bs61后方的m-pd62a可以感測進入光調(diào)制器20的第一cw光束l1的大小。bs61按5：95的比率分離cw光束，即，5％的cw光束l1穿過bs61，并且剩余95％的cw光束l1被bs61朝向透鏡系統(tǒng)63反射。從m-pd62輸出的感測信號可以在互連部63d上傳送，互連部63d沿載體210a的一側(cè)210c設(shè)置并且引線接合至側(cè)壁2c中的dc端子5a。將m-pd62a的感測信號供給到被供應至t-ld10中的soa10a的偏壓，進入光調(diào)制器20的第一cw光束l1可以保持其大小恒定不變。所描述的布線的布置可以使得，即使當m-pd62b放置在一個側(cè)壁2d的旁邊時，從m-pd62a至m-pd64b輸出的感測信號也能從另一個側(cè)壁2c側(cè)的dc端子5a引出。此外，載體210a上的互連部63c可不與連接激光器單元100和bs61的第一cw光束l1的光軸干涉。

接合單元

圖15是接合單元220的俯視圖。與輸入單元210類似，接合單元220設(shè)置有矩形形狀的載體220a(其將被稱為第三載體)，并且接合單元220安置在基體200a的區(qū)域200b上并且位于輸入單元210的上游從而比輸入單元210更靠近激光器單元100，其中，區(qū)域200b從與第二tec21的頂板21a重疊的中央?yún)^(qū)域200a延伸。接合單元220包括載體220a的頂表面上的移束器81、光隔離器82和一些互連部220d?；ミB部220d布線在移束器81與光隔離器82之間。

移束器81補償激光器單元100的光軸與光調(diào)制器20的輸入端口24之間的豎向差異。激光器單元100和調(diào)制器單元200安置在彼此獨立的對應的tec11和21上。這種布置經(jīng)常導致激光器單元100中的部件的光軸與調(diào)制器單元200中的部件的光軸之間在這些部件的物理尺寸的可允許容差范圍內(nèi)的偏移。另外，即使在調(diào)制器單元200中，接合單元220、輸入單元210和光調(diào)制器20也經(jīng)由彼此獨立的各個載體20a、210a和220a安置在基體200a上。因此，經(jīng)常遇到部件(即，光隔離器82、bs61、透鏡系統(tǒng)63和光調(diào)制器20)的光軸之間的豎向差異。用于將bs61和透鏡系統(tǒng)63固定在載體210a上的粘合劑樹脂可以調(diào)整光軸的豎向差異。然而，當激光器單元100的光軸與光調(diào)制器20的輸入端口24之間的偏移變大或超過可允許極限時，樹脂的厚度可能不能補償光軸上的這些差異。透鏡系統(tǒng)63不可能降低載體210a的頂部高度，并且用于透鏡系統(tǒng)63的較厚的粘合劑樹脂可能降低固定的可靠性。

本實施例的移束器81可以補償激光器單元100的光軸與光調(diào)制器20的光軸之間的偏移。移束器81是矩形塊，具有彼此平行延伸的光束入射表面和光束出射表面并且由對第一cw光束l1透明的材料制成。將移束器81在載體220a上設(shè)置為相對于載體220a的頂表面豎直地傾斜，第一cw光束l1的光軸可以豎直地平移。移束器81還在載體220a上設(shè)置為水平地傾斜，以防止第一cw光束l1返回激光器單元100。

互連部220d布線在移束器81與光隔離器82之間，并且在面向終止器單元84a和偏壓單元86a的一側(cè)到面向側(cè)壁2c的另一側(cè)之間布線為避開移束器81。與輸入單元210上的互連部63c類似，接合單元220上的互連部220d可不與第一cw光束l1的光軸干涉。終止器單元84a和偏壓單元86a通過互連部220d電連接到側(cè)壁2c中的dc端子5a。盡管圖15所示的互連部220d布線為避開移束器81。然而，互連部220d可以與移束器81相交，也就是說，互連部220d可能在移束器81下方延伸。由于信號基本上以dc模式在互連部220d上傳送，因此這些信號的質(zhì)量不受布線的環(huán)境的影響。

輸出單元

圖16是輸出單元230的俯視圖。輸出單元230包括含兩個第一透鏡73a和兩個第二透鏡73b的輸出透鏡系統(tǒng)73。輸出透鏡系統(tǒng)73將從光調(diào)制器20輸出的兩個已調(diào)制光束m2b和m2c轉(zhuǎn)換為準直光束，對準直的兩個光束進行多路復用，并將多路復用光束作為輸出光束d1輸出到第一輸出端口3a。輸出單元230還包括偏斜調(diào)整器74、兩個光隔離器75a和75b、偏振光束組合器(pbc)單元76和可變光衰減器(voa)77。偏斜調(diào)整器74可以為各個已調(diào)制光束m2b和m2c補償從光調(diào)制器20到pbc單元76的光路的差異。pbc單元76包括分別由多層光學膜制成的反射鏡76a和pbc元件。

輸出透鏡系統(tǒng)73中的一個準直朝向第一輸出端口3a的已調(diào)制光束m2c，同時，輸出透鏡系統(tǒng)73中的另一個準直朝向pbc單元76中的反射鏡76a的另一已調(diào)制光束m2b。輸出透鏡系統(tǒng)73均包括設(shè)置為靠近光調(diào)制器20的第一透鏡73a和設(shè)置為靠近pbc單元76的第二透鏡73b。兩個已調(diào)制光束m2b和m2c均被對應的透鏡系統(tǒng)73準直。

已調(diào)制光束m2c中的一束被輸出透鏡系統(tǒng)73準直，并穿過偏斜調(diào)整器74和光隔離器75b進入pbc單元76。另一束已調(diào)制光束m2b也被輸出透鏡系統(tǒng)73準直，并且穿過光隔離器75a進入pbc單元76。偏斜調(diào)整器74可以補償這兩個已調(diào)制光束m2b和m2c的光路的差異。即，與從光調(diào)制器20直接到達pbc元件76b的已調(diào)制光束m2c相比，另一已調(diào)制光束m2b在從反射鏡76a到pbc元件76b的額外的路徑上行進從而到達pbc元件76b。偏斜調(diào)整器74通過被設(shè)定在已調(diào)制光束m2c的光路的中間，可以補償該額外的路徑的光程。本實施例的偏斜調(diào)整器74可以是由對于第一cw光束透明的材料(在本實施例中是硅(si))制成的塊體，并且設(shè)置為相對于已調(diào)制光束m2c的光軸略微傾斜以防止被反射的光束回到光調(diào)制器20。

已調(diào)制光束m2b和m2c固有地具有偏振，已調(diào)制光束m2b和m2c的偏振反映了進入光學調(diào)制器的第一cw光束l1的偏振，這是因為光學調(diào)制器20不包括使入射光束的偏振旋轉(zhuǎn)的部件。因此，兩個已調(diào)制光束m2b和m2c具有彼此相同的偏振。兩個光隔離器75a和75b可以獨立地旋轉(zhuǎn)入射光束m2b和m2c的偏振，即，光隔離器75a和75b可以在兩個出射光束之間設(shè)定90°的偏振差。例如，僅在其中一個光隔離器中設(shè)置可以使入射光束的偏振旋轉(zhuǎn)90°的半波片(λ/2片)，從光隔離器75a和75b輸出的兩個已調(diào)制光束m2b和m2c可以顯示出彼此相差90°的偏振狀態(tài)。已調(diào)制光束m2b和m2c在保持其偏振狀態(tài)的情況下進入pbc元件76b。

pbc元件76b包括多層光學膜并且顯示出依賴于入射光束的偏振的特有性質(zhì)。例如，pbc元件76b對于具有在入射平面內(nèi)的偏振的入射光束可以顯示出大的反射率(等效于小的透射率)，同時，對于具有垂直于入射平面的偏振的入射光束顯示出大的透射率(等效于小的反射率)，其中，入射平面可以由入射光束的光軸和pbc元件76b的入射表面的法線形成。將已調(diào)制光束m2c的偏振方向設(shè)定為垂直于pbc元件76b的入射平面，而將另一已調(diào)制光束m2b的偏振方向設(shè)定為平行于入射平面，前一已調(diào)制光束m2c幾乎所有部分都可以透射pbc元件76b，而后一已調(diào)制光束m2b幾乎所有部分都可以被pbc元件76b反射。因此，通過由光隔離器75a將一個已調(diào)制光束m2b的偏振旋轉(zhuǎn)90°，兩個已調(diào)制光束m2b和m2c可以被pbc元件76b有效地多路復用(例如，偏振多路復用)。pbc單元76將這樣復用的光束輸出到voa77。

兩個光隔離器75a和75b是依賴于偏振的隔離器類型。通過設(shè)置磁體(圖中未示出)來向隔離器75a和75b兩者誘發(fā)磁場，本實施例應用集成的光隔離器75。此外，以上描述集中于僅光隔離器75a在其輸出中設(shè)置有λ/2片的布置。然而，可以應用替代方案，其中，一個光隔離器75a將其晶軸相對于已調(diào)制光束m2b和m2c的偏振方向設(shè)定為-22.5°，而另一個隔離器75b將晶軸相對于已調(diào)制光束m2b和m2c的偏振方向設(shè)定為22.5°。然后，從對應的光隔離器75a和75b輸出的已調(diào)制光束m2b和m2c具有彼此垂直的對應的偏振方向。

因此，將兩個第一透鏡73a和兩個第二透鏡73b、偏斜調(diào)整器74、光隔離器75以及pbc單元76經(jīng)由由aln制成的載體230a(其將被稱為第四載體)安置在基體200a上的布置可以簡化這些部件相對于從光調(diào)制器20輸出的已調(diào)制光束m2b和m2c的光學調(diào)準。由于載體230a上的這些光學部件固有地具有不敏感的溫度特性，因此不需要通過調(diào)制器單元200中的第二tec21來控制這些部件的溫度。因此，基體200a的安置有載體230a的區(qū)域200c從與tec21的頂板21a重疊的區(qū)域200a伸出，并在載體230a下方留有寬的空間。本發(fā)明的光學模塊1安裝有兩個布線基板90a和90b，以便將信號從殼體2的側(cè)壁2d中的dc端子5b傳送至安裝在另一側(cè)壁2c的一側(cè)的激光器單元100。

在pbc單元的下游設(shè)置voa77的原因是，當將光學模塊1安裝在具有同時地發(fā)送光信號和接收另一個光信號的功能的光收發(fā)器中時，可能遇到僅去掉信號發(fā)送的功能而留下信號接收的功能的情況。在這種情況下，僅需要光學模塊1的第二輸出d2。當供給到t-ld10的偏壓被切斷以停止t-ld10的操作時，第二輸出d2也消失。設(shè)置在用于第一光輸出d1的路徑中的voa77可以僅中斷信號發(fā)送的操作。

當在光調(diào)制器20的上游設(shè)置voa時，可以實現(xiàn)停止信號發(fā)送的功能。然而，這種布置完全中斷了第一cw光束l1向光調(diào)制器20的輸入。光調(diào)制器20需要使用第一cw光束l1來調(diào)整供應至偏移電極和正交電極的偏壓，以便調(diào)整兩個光輸出m2b和m2c的相位。即使在已調(diào)制光束m2b和m2c被中斷時，也可以對從監(jiān)測端口25a和25b輸出的已調(diào)制信號m2a和m2d執(zhí)行這樣的調(diào)整。

光學模塊1將m-pd79a設(shè)置在voa77的下游。安置在pd子安置件79a的一側(cè)的m-pd79a感測被bs78分離的光輸出d1的一部分。m-pd79a、pd子安置件79a和bs78安置在voa載體77a上，voa載體77a獨立于載體230a地放置在殼體2的底部上。m-pd79a的輸出用于檢測集成在光調(diào)制器20內(nèi)的元件的劣化和光學模塊1的過量輸出功率。

如圖16所示，輸出單元230還應用用于各已調(diào)制光束m2b和m2c的雙透鏡系統(tǒng)73。已調(diào)制光束m2b和m2c的場圖案常常偏離于反映光調(diào)制器20中的波導的截面的正圓。這種扭曲的光束常會降低與具有圓形場圖案的光纖的耦合效率。本光學模塊1的雙透鏡系統(tǒng)可以抑制具有扭曲的場圖案的光束與具有圓形橫截面的光學介質(zhì)之間的耦合效率的降低。在替代方案中，光學模塊1可以在pbc單元76的下游設(shè)置光束整形器，以便改變輸出光束d1的場圖案。

圖17示出了沿著第一cw光束l1和第二cw光束l2的光軸截取的光學模塊1的截面。參考圖17，接合單元220的載體220a不與從t-ld10到bs61的第一cw光束l1的光軸干涉。參考圖15，接合單元220設(shè)置有互連部220d，互連部220d從側(cè)壁2c中的dc端子5a向光調(diào)制器20上的與偏移電極51j到52k以及正交電極51c和52c連接的焊盤46a傳送偏壓。當焊盤46a直接引線接合到dc端子5c時，不僅要延長接合線，而且有時還會阻斷第一cw光束l1的光軸。本實施例的光學模塊1通過接合單元220a上的互連部220d避開光軸。即，光調(diào)制器20上的焊盤46a首先布線至互連部220d的一端，然后互連部220d的另一端進一步布線至dc端子5a。因此，第一cw光束l1的光軸不與除移束器81和光隔離器82之外的部件干涉。

另外，輸入單元210的載體210a經(jīng)由pd子安置件64a安置m-pd64a。m-pd64a與監(jiān)測端口25a光耦合?？梢曰趍-pd64a的輸出確定供應至偏移電極51j至52k以及正交電極51c和52c的偏壓。載體210a上的將m-pd64a的輸出傳送給dc端子5a的互連部63c也不與第一cw光束l1的光軸干涉。

基體200a的區(qū)域a3除了偏壓單元86a之外還安置有終止器單元84a。終止器單元84a設(shè)置有四個終止器85b和兩個電容器85d。終止器85b使得將調(diào)制信號傳送到mz元件51m和52m的互連部41和42終止。提供給各個mz元件51m至54m的調(diào)制信號具有大約1vp-p的大小。每個用于這種調(diào)制信號的具有50ω阻抗的終止器85b消耗20mw的功率。因此，本實施例的光調(diào)制器20將終止器設(shè)置在外部以抑制其功耗。然而，從光調(diào)制器20到終止器85b的接合線必須盡可能短，將終止器單元84a和84b設(shè)置在最靠近光調(diào)制器20的位置。

基體200a的區(qū)域b1經(jīng)由pd子安置件64b安置用于mz元件53m和54m的另一m-pd64b，并且區(qū)域b2安置有另一終止器單元84b和另一偏壓單元86b，其中，單元84b和86b的這些布置與前述單元84a和86a的布置相同。

如上所述，光調(diào)制器20安置在基體200a上，并且基體200a安置在第二tec21的頂板21a上。與本實施例的光調(diào)制器類似的光調(diào)制器固有地顯示出其不敏感的溫度依賴特性。然而，光調(diào)制器20、輸入單元210、接合單元220以及輸出單元230之間的光耦合可能根據(jù)溫度而變化，這通常被稱為跟蹤誤差。因此，本光學模塊1將這些單元210、220和230共同地安置在基體200a上并且將基體200a設(shè)置在第二tec21上，以抑制跟蹤誤差。然而，這些單元210、220和230的光耦合的溫度依賴性遠小于t-ld10的溫度依賴性。因此，本實施例的基體200a將這些單元210、220和230安置在不與tec21重疊的區(qū)域200b和200c上。

圖18示意性地示出了沿著第一輸出端口3a的光軸截取的光學模塊1的截面。輸出單元230經(jīng)由載體230a安置在基體200a的從第二tec21伸出的區(qū)域a3上，在輸出單元230下方形成有空間。光學模塊1在該空間中安裝兩個布線基板90a和90b，以將偏壓從側(cè)壁2d中的dc端子5b供應至t-ld10。

圖19和圖20是布線基板90a和90b周圍的布置的俯視圖，并且圖21是布線基板90a和90b與激光器單元100之間的布線的透視圖。如已經(jīng)描述的，本實施例的t-ld10需要向電極14a至14e施加偏壓，以將載流子注入到：兩個soa10a和10d中；sg-dfb10b中的加熱器15a和15b以及csg-dbr10c中的加熱器17a至17c中；兩個加熱器接地件中；以及信號接地件中，其中，總計十(10)個電極需要被供應相應的偏壓。在從布置在比側(cè)壁2d更靠近激光器單元100的另一側(cè)壁2c中的dc端子5a向這些電極施加偏壓的情況下，當也從dc端子5a向檢測器單元300和調(diào)制器單元200施加偏壓時，dc端子5a的數(shù)量偶爾會變得不夠。另一方面，其它側(cè)壁2d沿調(diào)制器單元200留有未作任何連接的備用dc端子5b。因此，光學模塊1經(jīng)由布線基板90a和90b從側(cè)壁2d中的dc端子5b向t-ld10供應偏壓。

如圖20和圖21所示，ld載體100a在其上安裝t-ld10和熱敏電阻11f。從熱敏電阻11f引出的兩條電線w1連接到所靠近的側(cè)壁2c中的dc端子5a。其它電線w2通過布線基板90a和90b被引出至另一側(cè)壁2d中的dc端子5b?？紤]到各個基板90a和90b布線的空間，更靠近第二tec21的布線基板90a的厚度大于另一布線基板90b的厚度。即，布線基板90a的布線需要在基體200a與第一tec11之間的空間進行。另一方面，另一個基板90b的布線可以在檢測器單元300的載體300a與透鏡載體110b之間的空間進行，該空間相對地寬于前述空間。因此，為布線基板90b的布線留有相對較寬的空間。

將布線基板90b夾置在其間的檢測器單元300的載體300a和激光器單元100的基體100a上的透鏡載體110b具有相對較薄的厚度以在其上安置bs32a和32b以及準直透鏡110b。另一方面，另一個布線基板90a位于ld載體100a旁邊，ld載體100a的厚度大于透鏡載體110b的厚度以便使t-ld10的光軸的高度與準直透鏡110b的光軸的高度彼此對準，這意味著t-ld10的頂部高于透鏡載體110b的頂部，并且意味著布線基板90a需要具有能夠減少t-ld10與布線基板90a之間的頂部高度差的厚度。

第二實施例

圖22示出了組裝第一實施例的光學模塊的過程的流程圖。接下來，將對組裝光學模塊1的過程進行說明。

s1：激光器單元的組裝

首先，該過程將激光器單元100獨立于光學模塊1進行組裝。通過使用金錫(ausn)共晶焊料的常規(guī)管芯安裝工藝將t-ld10和熱敏電阻11f安置在ld載體100a上的金屬圖案上。圖23是安置在ld載體100a上的t-ld10的透視圖。將t-ld10安置在設(shè)置在ld載體100a的頂部上的金屬圖案上，并且將t-ld10與對應于金屬圖案(互連部)100b的電極進行引線接合。在引線接合之后，通過探測金屬圖案100b可以在dc模式下測試t-ld10，諸如測試t-ld10的i-l特性等。當dc測試發(fā)現(xiàn)t-ld中的任何缺陷時；將這樣的t-ld10從后續(xù)制造抽離。

s2：組裝調(diào)制器單元

圖24是調(diào)制器單元200的透視圖。組裝調(diào)制器單元200的過程也獨立于光學模塊1的組裝而進行。具體地說，將光調(diào)制器20經(jīng)由調(diào)制器載體20a安置在如圖9所示的基體200a的中央?yún)^(qū)域200a中；然后，將終止器單元84a和偏壓單元86a以及終止器單元84b和偏壓單元86b分別安置在基體200a上的光調(diào)制器20兩側(cè)的區(qū)域a3和區(qū)域b2中。光調(diào)制器20置于這些區(qū)域a3和b2之間。終止器單元84a和84b在兩個管芯電容器85d被安置在基體200a上之前預先焊接這兩個管芯電容器85d。薄膜電阻器類型的終止器85b與互連部85h同時形成在終止器單元84a和84b上。盡管實施例的光學模塊1使用管芯電容器85d，但光學模塊1可以將管芯電容器安置在終止器單元84a和84b上。對于偏壓單元86a和86b，在它們被安置在基體200a上之前，預先將管芯電容器87a焊接在偏壓單元86a和86b上。終止器單元84a和偏壓單元86a以及終止器單元84b和偏壓單元86b分別經(jīng)由載體88a和88b安置在基體200a上，其中，這些載體88a和88b具有這樣的厚度：使得終止器單元84a和84b以及偏壓單元86a和86b的各自的頂部高度變得與光調(diào)制器20的頂部高度大致相同。

在上述過程s2中，首先通過共晶焊料將載體20a與基體200a焊接，接下來依然通過共晶焊料將光調(diào)制器20焊接在載體20a上。隨后，將用于輸入單元210的載體210a(其可被稱為第二載體)、用于接合單元220的載體220a(其可被稱為第三載體)、由終止器單元84a和84b以及偏壓單元86a和86b共用的載體88a和88b、用于經(jīng)由pd子安置件64b安置m-pd64b的載體66a也焊接在基體200a上的各個區(qū)域中。在載體66a上安置終止器66。因此，載體66a可以被稱為終止器載體。在將輸入載體210a焊接在基體200a上的過程中，執(zhí)行載體210a的粗略對準。

具體地說，參考圖25，載體210a包括側(cè)邊210b，側(cè)邊210b面向接合單元220的側(cè)邊220c并且具有從載體210a的邊緣向內(nèi)直線延伸的標記210e至210g。中央標記210f與從激光器單元100到bs61的第一cw光l1的光軸大致對準。側(cè)邊標記210e和210g具有彼此相等的距離。使標記210e至210g與接合單元220的載體220a上的標記220e至220g對準，可以僅通過目視檢查使輸入單元210與接合單元220粗略對準。

光調(diào)制器20還沿著面向輸入單元210的邊緣20b設(shè)置有標記20c和20d。前一標記20c與輸入端口24對應，同時后一標記20d指示監(jiān)測端口25a。這些標記20c和20d具有被下述線分割成兩部分的等腰形狀：該線平均分割構(gòu)成等腰側(cè)邊的角。然而，這些標記210e至210g、220e至220g以及20c至20d的形狀是任選的。

使用這些對準標記，可以僅通過目視檢查來執(zhí)行光調(diào)制器20的輸入端口24與載體210a的粗略對準以及輸入單元210的載體210a與接合單元220的載體220a之間的粗略對準。對于m-pd64a與監(jiān)測端口25a的對準，由于m-pd64a的大的感光表面，因此僅通過目視檢查作粗略對準就可以使m-pd64a與監(jiān)測端口25a之間的耦合效率達到實際可接受的水平。

參考圖26，輸出單元230的載體230a(其可被稱為第四載體)在面向光調(diào)制器20的側(cè)邊230d中設(shè)置有兩個標記230b和230c。類似地，光調(diào)制器20在面向輸出單元230的側(cè)邊中設(shè)置有兩個標記20e和20f。載體230a中的標記230b與光調(diào)制器20的標記20e對準并且還與已調(diào)制光束m2b的光軸對準。標記230c與標記20f對準并且與已調(diào)制光m2c的光軸對應。

載體230a在面向voa載體77a的側(cè)邊230h中還設(shè)置有三個標記230e至230g。bs載體78a在面向載體230a的側(cè)邊78a中還設(shè)置有三個標記78e至78g。bs載體78a中的這些標記78e至78g與輸出單元230的載體230a中的標記230e至230g對準。從光調(diào)制器20輸出的兩個已調(diào)制光束m2b和m2c在穿過bs78時被多路復用。因此，僅通過對這些標記的目視檢查，就可以容易地實施載體230a與光調(diào)制器20的粗略對準以及bs載體78a與輸出單元230的載體230a的粗略對準。

組裝本實施例的光學模塊1的過程省略了關(guān)于bs78與待安置在bs載體78a上的m-pd79a的精細對準。僅通過對這些標記78e至78g以及230e至230g的目視檢查，就可以使輸出單元230與光調(diào)制器20和該bs對準。

在將這些載體210a、220a和230a安置在基體200a上之后，將光調(diào)制器20上的焊盤引線接合至對應載體上的互連部。具體地說，將光調(diào)制器20上的焊盤45a和45b引線接合至終止器單元84a和84b上的終止器85b；將終止器單元84a和84b上的互連部85h引線接合至接合單元220的載體220a上的互連部；還將光調(diào)制器20上的焊盤46a和焊盤46b引線接合至偏壓單元86a和86b上的管芯電容器87a；將電容器87a引線接合至偏壓單元86a和86b上的互連部87b；并且將偏壓單元上的互連部87b引線接合至接合單元220的載體220a上的互連部220d。

在所描述的實施例中，終止器單元84和偏壓單元86a共同地安置在載體88a上，并且終止器單元84b和偏壓單元86b共同地安置在載體88b上。然而，載體88a和88b可以被分成這樣的兩部分：一部分安置有終止器單元84a和84b，且另一部分安置有偏壓單元86a和86b。此外，布置在殼體的側(cè)壁2c的一側(cè)中的終止器單元84a和偏壓單元86a可以具有由這些單元84a和86a所共用的基板。類似地，沿側(cè)壁2d排列的終止器單元84b和偏壓單元86b可以具有由每個單元84b和86b所共用的基板。由于偏壓單元86a和86b以及終止器單元84a和84b在終止器85b外部的部分中處理直流信號；因此各個共用的基板不會降低或影響光調(diào)制器20的運行，而是可以簡化偏壓單元和終止器單元的組裝。

組裝檢測器單元

該過程將熱敏電阻31f、兩個m-pd34a和34b安置在殼體2的外部的載體300a上，并且分別與m-pd34a和34b對應的pd子安置件34a和34b置于m-pd34a和34b與載體300a之間。通過共晶焊料將這些部件固定在各個金屬圖案上。如已描述的，m-pd34a和m-pd34b具有直徑大于幾十(severalscores)微米的寬的光敏感面積；因此，不需要主動地將m-pd34a和m-pd34b與t-ld10對準。在該過程中，將標準具濾光器33也安置在載體300a上。

s4：組裝光學模塊

s4a：安裝三個tec

圖27是示出將三個tec11至31安裝在殼體2內(nèi)的過程的俯視圖。將voa載體77a與兩個布線板90a和90b同時地安裝在殼體2內(nèi)，其中，voa載體77a預先安置有voa77。將管芯鍵合的常規(guī)技術(shù)應用于這些裝置的安裝。如圖27所示，各個tec11至31的底板11b至21b在從各個頂板11a至31a露出的區(qū)域中預制有接線柱，以便向珀耳帖元件供應驅(qū)動電流。在安裝tec11至31之后，將這些接線柱引線接合至各個側(cè)壁2c和2d中的dc端子5a和5b。

s4b：將激光器單元和調(diào)制器單元安置在對應的tec上

在步驟s4b中，將激光器單元100的基體100a(組裝于步驟s1中)以及調(diào)制器單元200的基體200a(在步驟s2中在其上安置了各種單元)安置在對應的tec11和21上。

圖28是示出將激光器單元100、調(diào)制器單元200和檢測器單元300安置在殼體2中的對應的tec11至31上的過程的俯視圖。未應用需要主動調(diào)準的光學部件。具體地說，將在本步驟前預先通過第一共晶焊料安置有t-ld10的ld載體100a通過熔點低于第一共晶焊料的第二共晶焊料安置在激光器單元100的基體100a上。在本實施例中，第一共晶焊料由具有約240℃的熔點的snagcubi制成。與在基體100a上安裝ld載體100a同時地，將兩個透鏡載體110a和110b設(shè)置在基體100a上。再次參考圖25，ld載體100a設(shè)置有兩個標記112e和112g，并且透鏡載體110a設(shè)置有標記111e至111g。僅通過目視檢查使透鏡載體110a上的標記111e至111g與ld載體100a上的標記112e和112g對準，就可以使透鏡載體110a與ld載體100a粗略對準。參考圖29，通過使透鏡載體110b上的標記114e至114g與ld載體100a上的同圖25中出現(xiàn)的一側(cè)相反的一側(cè)中的標記113e至標記113g對準，還可以將另一透鏡載體110b安置在基體100a上。將兩個透鏡載體110a和110b安置在基體100a上，但不將準直透鏡110a和準直透鏡110b放置在透鏡載體110a和110b上的相應位置處。將這樣安置有l(wèi)d載體100a和兩個透鏡載體110a和110b的基體100a設(shè)置在tec11上。

通過共晶焊料將調(diào)制器單元200的基體200a(基體200a上安置有包括輸入單元210和接合單元220的各種單元)也固定在第二tec21上。再次參考圖25，接合單元220的載體220a在面向激光器單元100的側(cè)邊221c中設(shè)置有標記221e至221g。另一方面，激光器單元100的透鏡載體110a在面向接合單元220的側(cè)邊中還設(shè)置有標記110e至110g。使這些標記221e至221g與標記110e至110g對準；可以使調(diào)制器單元200與激光器單元100粗略對準。使用上述這些標記的粗略對準可以簡化隨后為透鏡等執(zhí)行的精細對準。在各個載體上要安置透鏡的位置設(shè)置記號。然而，當各個載體在很大程度上未對準時，精細對準有時變得不起作用，這是由于即使將要精細對準的部件設(shè)置在記號處，也不能獲得相當大的光耦合效率。對準過程必然地啟動尋找能實現(xiàn)相當大的耦合效率的位置的步驟。

s4c：將檢測器單元安置在tec上

接下來，該過程將檢測器單元300的載體300a安裝在第三tec31上，其中在載體300a上安置有熱敏電阻31f、兩個m-pd34a和34b和標準具濾光器33。參考圖29，在前述過程中被組裝在ld載體100a上的透鏡載體110b在與面向ld載體100a的一側(cè)相反的一側(cè)中設(shè)置有標記115e至115f。將檢測器單元300的載體300a安置在第三tec31上，使得載體300a上的標記311e至311f與透鏡載體110b上的標記115e至115g在視覺上對準。從而，使檢測器單元300與激光器單元100粗略對準。

s5：光學調(diào)準

s5a：輸入單元的調(diào)準

該過程最后組裝需要主動調(diào)準的光學部件。在步驟s5a中，首先，步驟s5a(a)將調(diào)制器單元200的輸入單元210與激光器單元100對準。具體地說，需要將激光器單元100中的第一準直透鏡110a設(shè)置在使從第一準直透鏡110a輸出的光束變成準直光束的位置處。參考圖30，在實際地激活t-ld10使其發(fā)射散射光的情況下，該過程首先將專用工具91d設(shè)置在放置移束器81的位置。專用工具91d設(shè)置有固定為彼此平行并且相對于光軸成45°角的兩個反射鏡，專用工具91d通過平行移動將從t-ld10輸出的第一cw光l1引導到殼體2的外部。通過與殼體2分開設(shè)置的光學檢測器來檢查第一cw光l1的準直，其中，在本實施例中光學檢測器設(shè)置為與光學模塊分開約一(1)米，隨著沿準直透鏡110a的光軸滑動第一準直透鏡110a，將第一準直透鏡110a固定在使輸出光束變成準直光束的位置處。

然后，移除專用工具91d并且將移束器81設(shè)置在接合單元220的載體220a上，該過程可以補償激光器單元100的cw光l1的光軸與調(diào)制器單元200的cw光l1的光軸之間的偏移。參考圖31，第一tec11在其上安置t-ld10和準直透鏡110a，同時，調(diào)制器單元200通過獨立于第一tec11的基體200a在第二tec21上安置光調(diào)制器20。因此，t-ld10的光軸和光調(diào)制器20的光軸在其高度上通常不對準，即，彼此偏離。安置在輸入單元210上的光耦系統(tǒng)(即，bs61和雙透鏡系統(tǒng)63)可以補償光軸的該差異。然而，僅僅通過bs61難以足夠地補償該差異。調(diào)準bs61需要旋轉(zhuǎn)角、仰角和/或俯角。此外，將雙透鏡系統(tǒng)降低到比載體210a的頂部低在物理上是不可能的。另外，在將透鏡63a和63b設(shè)定為與載體210a分離開超過設(shè)計距離時，固定透鏡63a和63b的樹脂使透鏡63a和63b的可靠性降低。因此，本實施例的移束器81補償了激光器單元100與調(diào)制器單元200之間的光軸的偏移。本實施例的移束器81可以是由對于cw光束l1透明的材料制成的平行六面體塊，并可以通過將移束器81的入射表面設(shè)定為與入射光束的光軸傾斜來偏移入射光束的光軸。

圖31示意性地示出了調(diào)準移束器81的過程(步驟s5a(b))。該過程在組裝移束器81的過程之前預先測量從準直透鏡110a輸出的第一cw光l1的高度以及光調(diào)制器20的輸入端口24的高度?？梢栽谛纬傻谝粶手蓖哥R110a的輸出中的準直光束的過程的同時測量第一cw光l1的高度。根據(jù)上述兩個評估值，可以根據(jù)以下方程來估算移束器81的傾斜角度：

δd＝t×sinθ×(1-cosθ)/√(n²-sin²θ)，

其中，δd、t、n和θ分別是兩個光軸之間的偏移量、移束器81的厚度、構(gòu)成移束器81的材料的折射率以及移束器81要傾斜的角度。根據(jù)以上方程評估角度θ，在沒有任何主動調(diào)準的情況下，將移束器81被動地設(shè)置為相對于載體210a成角度θ。

圖32示意性地示出了設(shè)置bs61的過程(步驟s5a(c))。該過程首先使用光源91e、電能監(jiān)測器91m、3db耦合器91s和自動準直器91a將bs61調(diào)準為相對于殼體2的側(cè)壁2c成45°角。具體地說，將殼體的側(cè)壁2c設(shè)定為光學基準面，將自動準直器91a設(shè)置為相對于側(cè)壁2c成45°角。在自動準直器91a的預備期間，來自自動準直器91a以及被反射到自動準直器的光束在殼體2上方經(jīng)過。然后，首先在殼體2的空間外部中調(diào)準bs61的旋轉(zhuǎn)角度，使得被bs61的背表面反射并且通過自動準直器91a被電能監(jiān)測器91m檢測到的光束變得最大。在保持bs61相對于側(cè)壁2c的角度的情況下將bs61下移到殼體2中，接下來調(diào)整bs61的縱向位置和橫向位置。即，沿移束器81的光軸(即，激光器單元100的光軸)縱向地滑動bs61，并且沿光調(diào)制器20的輸入端口24橫向地滑動bs61，找出bs61的位置：在該位置處被監(jiān)測光束通過光調(diào)制器20被m-pd64a和/或m-pd64b檢測到。在該步驟中，尚未安裝兩個透鏡63a和63b，并且實際激活了m-pd64a和64b。由于從t-ld10輸出的光已經(jīng)被第一準直透鏡110a準直，可以完成對被監(jiān)測光束的最大值(即，bs61的位置)的確定。

在設(shè)置在準直透鏡110a與光調(diào)制器20的輸入端口24之間的光學部件中，移束器81、bs61和兩個透鏡63a和63b可以偏移光軸。在本實施例中的光學調(diào)準中，僅主動地調(diào)準兩個透鏡63a和63b的位置以獲取最大耦合效率。其它部件(即，移束器81和bs61)具有將準直光束l1粗略對準在使得由兩個透鏡63a和63b進行精細調(diào)準變成可能的位置處的功能。

調(diào)準第一透鏡63a的過程(步驟s5a(d))首先將第一透鏡63a放置在設(shè)計位置處但尚未固定在那里。然后，隨著實際激活t-ld10，將從第一透鏡63a輸出的光束引導到光調(diào)制器20。通過m-pd64a或64b感測被監(jiān)測光束m2a或m2d，評估使所感測到的被監(jiān)測光束變成最大的第一透鏡63的位置。由于沒有向光調(diào)制器20供應偏壓，因此兩個m-pd64a和64b可以感測相應的被監(jiān)測光束m2a和m2d。在對理想位置的評估之后，將第一透鏡63a固定在沿輸入端口24的光軸方向與所評估位置略微分離開的位置處。用于第一透鏡63a的固定的紫外光可固化樹脂通常在固化期間收縮幾微米，這可能使第一透鏡63a的位置的失準。第二透鏡63b可以補償?shù)谝煌哥R63a的該失準。

通過光調(diào)制器20，可以在感測被監(jiān)測光束m2a或m2d的同時，調(diào)準第二透鏡63b。具體地說，在感測被監(jiān)測光束m2a或m2d的同時，使第二透鏡63b沿縱向、橫向和豎直方向從設(shè)計位置的中央滑動，并且還通過紫外光可固化樹脂將第二透鏡63b固定在使所感測到的被監(jiān)測光束m2a或m2d變得最大的位置處。盡管紫外光樹脂在固化期間也收縮，這將導致與如上所確定的理想位置的偏差，但是第二透鏡63b具有遠大于第一透鏡63a的位置公差。第一透鏡63a具有僅亞微米級的公差，而第二透鏡63b具有遠大于(大幾十微米)第一透鏡63a的位置公差。因此，對于第二透鏡63b，紫外光可固化樹脂在固化期間的收縮可以基本忽略。從而，完成輸入單元210的光學主動調(diào)準。

輸出單元的調(diào)準

接下來，該過程組裝調(diào)制器單元200的輸出單元230。由于通過調(diào)整偏移電極51j至54j和偏移電極51k至54k以及正交電極51c至54c的偏壓，伴隨激光器單元100和接合單元220的輸入單元210已經(jīng)與光調(diào)制器20對準，因此第一cw光l1實際上輸入到輸入端口24，并且兩個輸出光束m2b和m2d從輸出端口22a和22b輸出。將專用工具91d設(shè)置在要放置第二透鏡73b的位置處，定位第一透鏡73a使得從第一透鏡73a輸出的光束變成準直光束。然后，將第一透鏡73a固定在略微更靠近光調(diào)制器20的位置處(步驟s5b(a))。因此，從第一透鏡73a輸出的光束變成色散光束。

在替代方案中，通過調(diào)整供應至電極51j至54j、51k至54k以及51c至54c的偏壓，將光調(diào)制器20設(shè)定為使得輸出端口中的僅一個(例如，輸出端口22a)產(chǎn)生已調(diào)制光束m2b。在從遠點通過設(shè)置在第一輸出端口3a中的窗口檢測從第一透鏡73a輸出的光束的情況下調(diào)準第一透鏡73a的位置，并且將第一透鏡73a的初始位置確定為使得輸出光束變成準直光束。將第一透鏡73a固定在第一透鏡73a的光軸方向上的比初始位置略微更靠近光調(diào)制器的點處。由于pbc單元76組裝在載體300a上，因此從輸出端口22a輸出的與第一輸出端口3a的光軸偏離的輸出光束m2b在穿過pbc單元76時可以通過第一輸出端口3a來接受檢測。與光調(diào)制器20的輸出端口22b光耦合的另一第一透鏡73a可以類似地與光調(diào)制器20對準并且固定在載體230a上。

將對調(diào)準第二透鏡73b的過程(s5b(b))進行說明。該過程首先在殼體2的第一輸出端口3a上設(shè)置模擬端口。模擬端口模擬實際設(shè)置在輸出端口3a和3b上的耦合單元6，模擬端口包括耦合光纖和會聚透鏡，會聚透鏡將進入其中的光束會聚在耦合光纖上?？梢詮鸟詈瞎饫w的另一端檢測與耦合光纖耦合的光束。

該過程首先對為從端口22a輸出的輸出光束m2b而設(shè)置的第二透鏡73b進行調(diào)準。調(diào)整供應至光調(diào)制器20的偏壓，通過消除另一光束m2c使該過程將光調(diào)制器20設(shè)定為僅從端口22a輸出輸出光束m2b的狀態(tài)。使第二透鏡73b在平行于載體230a的平面中滑動，評估第二透鏡73b的使通過模擬端口中的耦合光纖檢測到的光功率變得最大的初始位置。隨后，對另一第二透鏡73b實施與上述過程相同的過程。即，調(diào)整供應至光調(diào)制器20的偏壓，通過消除另一輸出光束m2b使該過程將光調(diào)制器20設(shè)定為僅從端口22b輸出輸出光束m2c的狀態(tài)。然后，調(diào)整用于另一輸出光束m2c的第二透鏡73b的位置，并且通過檢測經(jīng)過模擬端口中的耦合光纖的輸出功率來評估獲得耦合光纖的最大耦合效率的位置。比較輸出光束m2b獲得的最大輸出功率與另一輸出光束m2c獲得的最大輸出功率，將獲得較大輸出功率的輸出光束稱為主光束，而將顯示出較小輸出功率的另一輸出光束稱為副光束。然后，該過程調(diào)整主光束的第二透鏡73b的位置，使得通過模擬端口檢測到的輸出變得與副光束的輸出功率相等。將用于主光束的該第二透鏡73b固定到該處。將用于副光束的第二透鏡73b固定在使通過耦合光纖檢測到的輸出功率變得最大的位置處。從而，兩個光束(即，主光束和副光束)可以以相同的耦合系數(shù)與模擬端口耦合，這在步驟s5b(b)中執(zhí)行。

當副光束的最大輸出功率超過設(shè)計功率(主要由激光的眼睛柔軟度(eye-softer)限定)時，將用于主光束的第二透鏡定位為使得通過模擬端口檢測到的輸出功率變得與設(shè)計最大值相等，并且也將用于副光束的第二透鏡73b定位為使得通過模擬端口檢測到的輸出功率變得與設(shè)計最大值相等。

最后，從第一輸出端口3a移除模擬端口，并且將耦合單元6設(shè)置在第一輸出端口3a上。耦合單元6的調(diào)準可以按照如下方式執(zhí)行：即，釋放供應至光調(diào)制器20的偏壓，使分別從輸出端口22a和22b輸出的輸出光束m2b和m2與耦合單元6耦合。調(diào)準耦合單元6以使得通過耦合單元6中的耦合光纖所檢測到的輸出功率變得最大。耦合單元具有使耦合光纖在垂直于其光軸的平面和平行于光軸的方向移動的功能。因此，通過使耦合光纖相對于耦合單元中的會聚透鏡移動，可以評估最大耦合效率。

在替代方案中，與上述第二透鏡73b的改進的調(diào)準過程類似，通過調(diào)整供應至光調(diào)制器20的偏壓使輸出光束m2b和m2c中的僅一者與耦合單元6耦合，并且調(diào)準耦合光纖相對于耦合單元中的準直透鏡的位置，使得通過耦合光纖所檢測到的輸出功率變得等于在第二透鏡73b的調(diào)準過程中所得到的輸出功率。當耦合單元6一旦與輸出光束m2b和m2c中的一者對準時；可以自動地獲得輸出光束m2b和m2c中的另一者，這是因為用于另一輸出光束的第二透鏡73b被調(diào)準為使得通過耦合光纖所檢測到的輸出功率等于另一輸出光束的輸出功率。

獨立地調(diào)整各第二透鏡73b的位置以使得通過耦合單元6所檢測到的輸出功率變得彼此相等的原因在于，兩個輸出光束m2b和m2c具有彼此垂直、且分別包含彼此獨立的0°和90°的傳輸信息的偏振。因此，當兩個光束m2b和m2c的輸出功率顯示出大的偏差時，傳輸信息內(nèi)所含的誤差率會大幅度增加。

s5c：檢測器單元的調(diào)準

該過程在檢測器單元300的調(diào)準之前首先調(diào)準通過透鏡載體110b安置在激光器單元100的基體100a上的第二準直透鏡110b。該過程首先激活t-ld10并且將用于另一準直透鏡110a的調(diào)準的專用工具91d設(shè)置在要放置第一bs32a的位置處。工具91d將從t-ld10的后端面10b輸出的第二cw光l2引到殼體2的外部。與第一準直透鏡110a的調(diào)準類似，當在與殼體2分離的點監(jiān)測第二cw光l2時，該過程將第二準直透鏡110b調(diào)準在使被監(jiān)測cw光l2變成準直光束的點處。最后，通過使紫外光可固化樹脂固化將第二準直透鏡110b固定在該點。

然后，該過程調(diào)準兩個bs32a和32b。首先，在通過第一m-pd34a監(jiān)測第二cw光l2時，使第一bs32a沿與從第二準直透鏡110b輸出的第二cw光l2的光軸平行的方向從設(shè)計位置滑動。將第一bs32a固定在沿著第二cw光l2的光軸與使被第一m-pd34a監(jiān)測到的第二cw光l2變得最大的臨時位置略微分離的位置處。略微滑動第一bs32a的原因在于，被第一bs32a反射并進入第二m-pd34b的第二cw光l2被第二bs32b折射。將m-pd34a設(shè)置在與第二cw光l2的光軸略微偏離的位置處，這是由于經(jīng)過第一bs32a和標準具濾光器33的第二cw光l2受到折射。在第一bs32a的上述調(diào)準期間，由于第二cw光l2被轉(zhuǎn)換為具有相對大的場直徑的準直光束，因此該過程不旋轉(zhuǎn)bs32a。以下述方式調(diào)準第二bs32b：該過程首先在殼體2的第二輸出端口3b上設(shè)置模擬端口，該模擬端口具有與用在調(diào)制器單元200的輸出單元230的調(diào)準過程中的前述模擬端口相同的布置。調(diào)準第二bs32b，使得被第二bs32b反射并且通過模擬端口中的耦合光纖所檢測到的光束變得最大。

光調(diào)制器1可以用棱鏡類型的bs32a和32b來替換平行板類型的bs32a和32b。棱鏡類型的bs粘貼有兩個光學棱鏡并且具有立方平面形狀?？梢酝ㄟ^與用于平行板類型的上述調(diào)準相同的過程來實現(xiàn)具有棱鏡類型的bs的光學調(diào)準。即，在不實施棱鏡bs的旋轉(zhuǎn)調(diào)準的情況下，隨著平行于和垂直于從第二準直透鏡110b輸出的第二cw光l2的光軸而滑動第一bs和第二bs來調(diào)準第一bs和第二bs，以發(fā)現(xiàn)使通過模擬端口所檢測到的光功率變得最大的位置。具有棱鏡類型的bs固有地具有約10：90的中等分離比率；即，入射光束中的10％可以透過bs，并且入射光束中的剩余90％可以被反射。因此，可在第二輸出端口3b處獲得的光輸出功率減少到剛從t-ld10輸出的光束的80％。另一方面，具有平行板類型的bs顯示出約5：95的分離比率，入射光束中的5％透過而剩余的95％被反射。因此，可在第二輸出端口3b處獲得的光輸出功率變?yōu)閯倧膖-ld10的后端面10b輸出的光束的光輸出功率的90％，這比棱鏡類型的bs的可獲得的光輸出功率大約10％。用與模擬端口具有相同布置的耦合單元替代設(shè)置在第二輸出端口3b上的模擬端口，并將耦合單元對準在輸出端口3b上，從而恢復第二bs32b與耦合端口之間的光耦合效率。

s6：rf的布線

最后，用于光學模塊1的組裝過程實施從后壁2b中的rf端子4到光調(diào)制器20上的信號焊盤41至44的布線。然而，rf焊盤41至44的布線可以與dc端子5a和5b的布線同時地執(zhí)行。將殼體2封蓋，完成組裝光學模塊1的過程。

變型例

上文所描述的過程按照激光器單元100、輸入單元210、輸出單元230和檢測器單元300的順序組裝各個單元100至300。然而，該過程不限于該順序。檢測器單元300的調(diào)準可以在剛調(diào)準激光器單元100之后且在用于調(diào)制器單元200的過程之前執(zhí)行。唯一被限制的順序是輸入單元210的調(diào)準必須在輸出單元230的調(diào)準之前完成，這是由于后一調(diào)準要使用從光調(diào)制器20輸出的光束m2b和m2c，而這些光束m2b和m2c源于從輸入單元210提供的第一cw光。

如上文所描述的，光學模塊1將激光器單元100、調(diào)制器單元200和檢測器單元300安裝在一個殼體2中，這導致了殼體2內(nèi)的復雜布置。然而，可以簡化應用了本發(fā)明的光學模塊1的光相干收發(fā)器的布置。這種相干光收發(fā)器至少不必要獨立地安裝光源。另外，當相干光收發(fā)器安裝有本發(fā)明的光學模塊1時，單元之間的光學調(diào)準過程變得不必要。

上文所描述的光學模塊1設(shè)置有針對激光器單元100、調(diào)制器單元200和檢測器單元300獨立的tec11至31。因此，根據(jù)各個單元100至300的發(fā)熱量可以精確地控制各個單元100至300的溫度?？梢元毩⒂诠庹{(diào)制器20的溫度和檢測器單元300的溫度而精確地控制t-ld10的發(fā)射波長?？梢钥蛇x地控制光調(diào)制器20的運行。檢測器單元300可以精確地確定t-ld10的發(fā)射波長。

準直透鏡110a和110b的光學調(diào)準利用將從t-ld10輸出的光束引出到殼體2的外部的專用工具91d，這使得能夠確定準直透鏡的使從各個透鏡110a和110b輸出的光束變成準直光束的位置。另外，輸入單元210設(shè)置有雙透鏡系統(tǒng)以使第一cw光l1與光調(diào)制器20的輸入端口24耦合。雙透鏡系統(tǒng)可以補償在紫外光可固化樹脂的凝固期間固有地引起的偏差。

本實施例的光調(diào)制器20設(shè)置有監(jiān)測端口25a和25b，監(jiān)測端口25a和25b分別輸出與輸出光束m2b和m2c分離的被監(jiān)測光束m2a和m2d。因此，被監(jiān)測光束m2a和m2d可以用于輸入單元210中的光學部件的主動調(diào)準。

在前述詳細說明中，已參考本發(fā)明的具體示例性實施例對本發(fā)明的方法和模塊進行了描述。然而，顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的更寬泛的要旨和范圍的情況下，可以對本發(fā)明作出各種修改和改變。因此，本說明書和附圖被視為示例性而非限定性的。