專利名稱：一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置并已應(yīng)用在發(fā)展成熟的都會(huì)型網(wǎng)絡(luò)中，目的將擴(kuò)充到下一代的局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(Next-generation access network, NGN)中；分波多任務(wù)式被動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)裝置具有高帶寬、保密性優(yōu)等優(yōu)勢。本發(fā)明適用于光電產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，區(qū)域光網(wǎng)絡(luò)的交換器、路由器與訊源轉(zhuǎn)換器等產(chǎn)品中關(guān)鍵組件的光電組件模塊的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
1.啁啾管理雷射(Chirp management laser ;CML)為利用一光頻譜整形器(optical spectral reshaper;0SR)和雷射操作在特定的啁啾條件,CML的絕熱啁啾值必須設(shè)定為比特率的一半，如此在每個(gè)“O”位會(huì)產(chǎn)生相位偏移量為π。OSR的用途如同一個(gè)非 常窄的光濾波器，能夠增加明滅比，改變啁啾的特性。缺點(diǎn)是需要特殊的光接收機(jī)電路或是精確的電路控制操作等條件。2.被動(dòng)雙折射光纖環(huán)路,此技術(shù)為加入雷射輸出端加入一具雙折射光纖環(huán)路(Birefringent fiber loop;BFL),提升直調(diào)雷射的信號(hào)質(zhì)量,其優(yōu)點(diǎn)是簡單且被動(dòng)性的光纖裝置，BFL可降低信號(hào)振幅上的瞬時(shí)響應(yīng)、頻率啁啾效應(yīng)，同時(shí)提升雷射輸出的明滅比，此BFL在1550nm波段10Gb/s速率下，可以有效地增長傳輸25公里的標(biāo)準(zhǔn)光纖距離；KBFL包括一個(gè)3dB稱合器,極化控制器和13. 75m的雙折射光纖,光信號(hào)經(jīng)過稱合器后,分成兩個(gè)方向行進(jìn)，不同極化光分別進(jìn)入不同的雙折射光纖軸向而傳播，再經(jīng)過雙折射光纖后再次復(fù)合進(jìn)行干涉作用，當(dāng)雙折射光纖的長度已經(jīng)固定，光信號(hào)在兩個(gè)路徑之間的相位差可以通過微調(diào)雷射輸出波長，最小延遲的時(shí)間必須超過overshoot發(fā)生的期間。缺點(diǎn)是體積大，增加額外的光損耗，增加傳輸?shù)木嚯x大約只有2倍。3.光延遲干涉法，此技術(shù)為雷射輸出端加入一光延遲干涉(Optical DelayInterferometer;0DI)裝置,相較于光譜濾波器,有較低的光損失,利用光延遲干涉方法，可以抑制光信號(hào)的瞬時(shí)突波(overshoot)，改善脈波形狀，光功率償付值可以降低ldB，其優(yōu)點(diǎn)與傳輸數(shù)據(jù)速率無關(guān)，可以容易制造提供實(shí)際系統(tǒng)中使用。ODI裝置包括了光纖和50:50光耦合器，缺點(diǎn)在于ODI裝置為被動(dòng)式光學(xué)組件，其中的一個(gè)光路有一固定的延遲時(shí)間，需使用一個(gè)TEC溫度控制器控制ODI裝置保持在室溫下工作，而此延遲的光信號(hào)將會(huì)與另一路徑光信號(hào)互相干涉，總相位變化量來自兩個(gè)路徑的時(shí)間差與經(jīng)過ODI裝置后光信號(hào)波長的變動(dòng)量。然而，實(shí)現(xiàn)的問題，ODI裝置使用非對(duì)稱式馬赫任德架構(gòu)，因此需要精確的溫度控制改變經(jīng)ODI的波長變動(dòng)量，以維持干涉器中需要的相位變動(dòng)量，才能使信號(hào)改善。以上三種方法皆為在發(fā)射端做處理，會(huì)增加光發(fā)射機(jī)的體積，增加制造成本，并且難以控制
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的為提供一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，當(dāng)雷射直接傳送高速(>10Gb/s)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，使用本發(fā)明的組件達(dá)到降低雷射的瞬時(shí)啁啾值，提升光信號(hào)的光明滅比值以及延伸傳輸距離。本發(fā)明另一目的為提供一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，利用下行光再調(diào)變反饋式傳輸(Re-modulation loopback)的技術(shù)被提出來使用在分波多任務(wù)被動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)中，達(dá)到客戶端對(duì)波長無選擇性，在頭端機(jī)房(OLT)必須額外使用一個(gè)陣列的連續(xù)波形式的WDM光源，作為ONU再調(diào)變技術(shù)的額外注入(seed or probe)光源，除了必須付出成本與系統(tǒng)復(fù)雜度增加的代價(jià)，另外還需要考慮雷利散射造成的噪聲影響，所以可使用傳送下行信號(hào)的光源，同時(shí)用來傳送上行信號(hào)用，因此下行光信號(hào)的光明滅比也不能太大，避免對(duì)上行信號(hào)形成干擾，但要補(bǔ)償下行光信號(hào)由于降低了光明滅比而形成的功率代價(jià)(Powerpenalty)，所以通過本發(fā)明的組件可以做光信號(hào)質(zhì) 量復(fù)原的動(dòng)作。本發(fā)明另一目的為提供一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，直接將傳輸?shù)碾娦盘?hào)注入雷射進(jìn)行調(diào)變，作為中央機(jī)房的光發(fā)射機(jī)，具有簡單、體積小及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但是隨著傳輸速度愈高時(shí)，光明滅比也愈小，傳輸距離也縮短。在每一個(gè)客戶端接收下行光信號(hào)的檢光二極管前加入法布里-比洛析光器組件，增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量，析光器的功能為對(duì)下行光信號(hào)的頻譜與光脈波波形作整形，此方法允許下行信號(hào)有低明滅比并同時(shí)降低雷射的瞬時(shí)啁啾值，因此也可以延伸傳輸距離，可應(yīng)用于分波多任務(wù)被動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)中，并且仍然可以保持無色光源的操作。本發(fā)明中僅采用一種規(guī)格的法布里-比洛析光器與檢光二極管的結(jié)合，即可以用來補(bǔ)償不同ITU波長的雷射通道。本發(fā)明目的更為提供一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其設(shè)計(jì)包括數(shù)種裝置模式，其一固定光纖金屬基座，該固定光纖金屬基座具左窗口與右窗口 ；其中，該左窗口與該右窗口內(nèi)各有準(zhǔn)直鏡面；析光器基座，該析光器基座系由下往上套入該固定光纖金屬基座，并有圓孔設(shè)計(jì)；法布里-比洛析光器，該法布里-比洛析光器連接在該圓孔設(shè)計(jì)上。其二，Το-can檢光組件(Transistor Outline Can,晶體管外形附金屬蓋封裝)，該To-can檢光組件底部有三支接腳，頂部通過中空座體與析光載具底部連接，形成中空容置室；析光載具，該析光載具頂部連接中空通道；該中空通道另一端連接光纖蕊心開口，且該中空通道內(nèi)部為一陶瓷套筒；法布里-比洛析光器，該法布里-比洛析光器連接該析光載具底部，在該中空容置室和該中空通道的間。其三，檢光元芯片，該檢光元芯片焊接在金屬基座上；該金屬基座具四邊支架，并連接析光器置具；該析光器置具，該析光器置具連接加熱器；法布里-比洛析光器，該法布里-比洛析光器固定在該析光器置具。其四，檢光元芯片，該檢光元芯片焊接在金屬基座上；該金屬基座具四邊支架，并連接雙層析光器置具；該雙層析光器置具層間以數(shù)個(gè)支柱連接；兩個(gè)法布里-比洛析光器，該兩個(gè)法布里-比洛析光器以該雙層析光器置具的支柱相間隔，形成共振空間。本發(fā)明的一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置的優(yōu)點(diǎn)如下1.法布里-比洛析光器體積小、容易大量地制作，并且可以與檢光器進(jìn)行積體化制作，視需要可以加入溫度控制的設(shè)計(jì)。2.法布里-比洛析光具有周期性的頻譜特性，參見圖1所示，為法布里-比洛析光周期性頻譜特性示意圖，將其對(duì)應(yīng)ITU標(biāo)準(zhǔn)雷射通道，所以同一規(guī)格的析光器與檢光二極管結(jié)合，可以適用任何一個(gè)客戶端，降低制造成本。3.參見圖2所示，為絕熱啁啾效應(yīng)示意圖，如圖所示在10Gb/s速率的下行傳輸信號(hào)是使用直接調(diào)變雷射光源來做傳送，直調(diào)雷射的輸出光信號(hào)串行帶有一絕熱啁啾值，可以分解為兩個(gè)帶有無窮大明滅比的位串行的組合；參見圖3所示，為未經(jīng)過與經(jīng)過法布里-比洛析光器的光譜分布的差異關(guān)系圖，比較未經(jīng)過與經(jīng)過法布里-比洛析光器，進(jìn)入光接收機(jī)的光譜分布的差異，經(jīng)過法布里-比洛析光器后，有頻譜削減的功用，進(jìn)而抑制信號(hào)”0”準(zhǔn)位，提升光明滅比。4.參見圖4及圖5，分別為法布里-比洛析光器對(duì)頻率啁啾抑制關(guān)系圖和法布里-比洛析光器對(duì)頻率啁啾抑制關(guān)系圖，如圖所示設(shè)定不同準(zhǔn)位的光明滅比(ER)，觀察法布里-比洛析光器對(duì)頻率啁啾抑制的效果，與增強(qiáng)光明滅比的結(jié)果。


圖1為法布里-比洛析光周期性頻譜特性示意圖；
圖2為絕熱嗎嗽效應(yīng)不意圖；圖3為未經(jīng)過與經(jīng)過法布里-比洛析光器的光譜分布的差異關(guān)系圖；圖4為法布里-比洛析光器對(duì)頻率啁啾抑制關(guān)系圖；圖5為法布里-比洛析光器對(duì)頻率啁啾抑制關(guān)系圖；圖6為一般檢光二極管的標(biāo)準(zhǔn)封裝形式的結(jié)構(gòu)圖；圖7為法布里-比洛析光器的結(jié)構(gòu)圖；圖8為法布里-比洛析光器的結(jié)構(gòu)圖；圖9為法布里-比洛析光器的結(jié)構(gòu)圖；圖10為法布里-比洛析光器的結(jié)構(gòu)圖；主要附圖標(biāo)記11檢光組件的ROSA封裝；12三支接腳；13中空座體；14中空通道的對(duì)接端；15陶瓷套筒；16光纖端子；17光纖尾巴；21固定光纖金屬基座；22準(zhǔn)直鏡面；23直向可旋轉(zhuǎn)的析光器基座；24法布里-比洛析光器；31檢光組件的TO-can封裝；32內(nèi)嵌法布里-比洛析光器；33析光載具的底部；41檢光組件芯片；42金屬基座；43 支架；
44法布里-比洛析光器置具；45加熱器；51共振腔體；52雙層置具；53中間支柱。
具體實(shí)施方式

為能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以一較佳具體實(shí)施例配合說明如下。1.光纖式連接請(qǐng)參閱圖5，如圖所示系為一般檢光二極管的標(biāo)準(zhǔn)封裝形式的結(jié)構(gòu)圖，包括檢光組件先封裝成ROSA樣式11，有三支接腳12得以連接檢光組件輸出信號(hào)到電路板上，套上一個(gè)中空座體13，再加上一個(gè)中空通道的對(duì)接端14，內(nèi)圈含有一個(gè)陶瓷套筒15，用來固定住光纖端子16，上膠后固定后呈現(xiàn)光纖尾巴17 (Pigtail)的光輸入端。請(qǐng)參圖7，如圖所示為將光信號(hào)整形后連接到檢光二極管的法布里-比洛析光器的結(jié)構(gòu)圖，其中也必須包裝成輸入輸出端口都是光纖尾巴17形式包括固定光纖金屬基座21,左右窗口提供光纖直接插入對(duì)準(zhǔn),光纖端子16表面必須有準(zhǔn)直鏡面22,另一個(gè)直向可旋轉(zhuǎn)的析光器基座23，由下往上套入此光纖基座，中央有一圓孔設(shè)計(jì)使光穿透，法布里-比洛析光器24可以黏住在圓孔上，基座下方是一個(gè)螺紋的設(shè)計(jì)，可以通過一個(gè)螺絲轉(zhuǎn)軸稍微控制左右入射光角度，可以提供作中心波長的微調(diào)動(dòng)作，也可以稍微改變析光器的帶寬與中心波長位置等功能。2.固定積體化封裝形式請(qǐng)參閱圖8，如圖所示系為固定積體化封裝形式的法布里-比洛析光器的側(cè)視剖面分解結(jié)構(gòu)圖。其中包括一個(gè)先封裝成TO-can的檢光組件31、內(nèi)嵌法布里-比洛析光器32的析光載具的底部33與具有中空通道的對(duì)接端。本發(fā)明其主要目的系通過一個(gè)中空座體13多加析光器載具33，此基部內(nèi)為形成有一中空容置室，在容置室與通道的間的基部加入法布里-比洛析光器32，而座體上方則為一具中空通道的對(duì)接端14，并在通道頂端形成有一供光纖蕊心推入的開口結(jié)構(gòu)。同時(shí)法布里-比洛析光器32為選擇與光纖蕊的折射率極為接近的材質(zhì)所制成，如此，即可使光纖蕊射出的光信號(hào)，完全進(jìn)入收容在座體下方TO-canl內(nèi)檢光組件被接受到，有效消除反射光噪聲，由在法布里-比洛析光器32兩面均為平行面，沒有八度角的斜面，所以光耦合的損耗也因而減少，此外，法布里-比洛析光器32的厚度一般為O. Γ0. 3mm，所以不會(huì)增加光接收模塊的體積。3.熱電與壓電控制式積體化設(shè)計(jì)請(qǐng)參閱圖9，如圖所示為熱電與壓電控制式積體化的法布里-比洛析光器結(jié)構(gòu)圖，其中包括檢光組件芯片41，焊在金屬基座42上，并且有四邊的支架43，用來連接法布里-比洛析光器置具44，該法布里-比洛析光器置具44為一具導(dǎo)熱性佳的置具，可以固定法布里-比洛析光器24，通過加熱器45將電流的注入，改變置具溫度進(jìn)而變化析光器的操作溫度。請(qǐng)參閱圖10，如圖所示為第二種電與壓電控制式積體化的法布里-比洛析光器結(jié)構(gòu)圖，此控制必須使用空氣作為共振腔體51，而不是利用析光器兩面的鍍膜反射率的設(shè)計(jì)，形成頻譜周期性的特性，所以必須采用兩個(gè)法布里-比洛析光器24，其雙層置具52中間支柱53系使用壓電材料制成，所以兩個(gè)法布里-比洛析光器的間的距離可以通過電壓稍作調(diào)節(jié)其長度，進(jìn)而微調(diào)其波長位置。此兩種設(shè)計(jì)系針對(duì)接收的光信號(hào)想作波長微調(diào)的功能，所以選擇折射率接近光纖蕊的法布里-比洛析光器，可以利用溫度控制稍微改變折射率，變化少量的波長位移，達(dá)到最佳的信號(hào)質(zhì)量。一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，包括固定光纖金屬基座21，該固定光纖金屬基座21具左窗口與右窗口 ；其中，該左窗口與該右窗口內(nèi)各有一準(zhǔn)直鏡面22，該左窗口與右窗口系提供光纖直接插入對(duì)準(zhǔn)。析光器基座，該析光器基座系由下往上套入該固定光纖金屬基座21，并有圓孔設(shè)計(jì)，此底座具有螺紋設(shè)計(jì)并以螺絲轉(zhuǎn)軸控制螺絲轉(zhuǎn)軸，系通過選轉(zhuǎn)控制左右入射光角度、中心波長位置、析光器帶寬。法布里-比洛析光器連接在該圓孔設(shè)計(jì)上。一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，包括TO-can檢光組件，該To-can檢光組件底部有三支接腳12，頂部通過中空座體13與析光載具底部連接，形成中空容置室；該中 空通道另一端連接光纖蕊心開口，且該中空通道內(nèi)部為陶瓷套筒15 ;該法布里-比洛析光器連接該析光載具底部，在在該中空容置室和該中空通道的間。其中該法布里-比洛析光器的材質(zhì)，為包括二氧化硅的材質(zhì)，厚度為O. Γ0. 3_。一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，包括一檢光組件芯片41，該檢光元芯片焊接在金屬基座上；該金屬基座具有四邊支架43，并連接析光器置具；該析光器置具連接加熱器42 ;及法布里-比洛析光器，該法布里-比洛析光器固定在該析光器置具。其中該加熱器45通過電流注入，控制析光器的操作溫度。一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，包括一檢光組件芯片41，該檢光元芯片焊接在金屬基座上；該金屬基座具四邊支架43，連接一雙層析光器置具；此雙層析光器置具，該雙層析光器置具層間以數(shù)個(gè)壓電材料的支柱連接。兩個(gè)法布里-比洛析光器，該兩個(gè)法布里-比洛析光器以該雙層析光器置具的支柱相間隔，行成一共振空間，此法布里-比洛析光器通過電壓控制距離、波長，且其基板系使用二氧化硅材料經(jīng)光學(xué)薄膜鍍膜制成的光纖光柵、薄膜濾波片，帶寬系為3dB帶寬范圍在12G 20GHz間較佳。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬在本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，包括固定光纖金屬基座，所述固定光纖金屬基座包括左窗口與右窗口；其中，所述左窗口與所述右窗口內(nèi)各有準(zhǔn)直鏡面；析光器基座，所述析光器基座由下往上套入所述固定光纖金屬基座，并有一圓孔；及法布里-比洛析光器，所述法布里-比洛析光器連接在所述圓孔上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，其中所述左窗口與所述右窗口提供光纖直接插入對(duì)準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，其中所述析光器基座底座具有螺紋并以螺絲轉(zhuǎn)軸控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，其中所述螺絲轉(zhuǎn)軸通過旋轉(zhuǎn)控制左右入射光角度、中心波長位置、析光器帶寬。
5.一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，包括TO-can檢光組件，所述To-can檢光組件底部有三支接腳，頂部通過中空座體與析光載具底部連接，形成中空容置室；所述析光載具頂部連接中空通道，所述中空通道另一端連接光纖蕊心開口，且所述中空通道內(nèi)部為陶瓷套筒 '及法布里-比洛析光器，所述法布里-比洛析光器連接所述析光載具底部，在所述中空容置室和所述中空通道之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，其中所述法布里-比洛析光器的材質(zhì)，為包括二氧化硅的材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，所述法布里-比洛析光器的厚度為O. Γ0. 3mm。
8.一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，包括檢光組件芯片，所述檢光元芯片焊接在金屬基座上；所述金屬基座具有四邊支架，并連接析光器置具；所述析光器置具連接加熱器；及法布里-比洛析光器，所述法布里-比洛析光器固定在所述析光器置具。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，所述加熱器通過電流注入，控制析光器的操作溫度。
10.一種具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，包括檢光組件芯片，所述檢光元芯片焊接在金屬基座上；所述金屬基座具四邊支架，連接雙層析光器置具；雙層析光器置具，所述雙層析光器置具層間以數(shù)個(gè)支柱連接；及兩個(gè)法布里-比洛析光器，所述兩個(gè)法布里-比洛析光器以所述雙層析光器置具的支柱相間隔，行成一共振空間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，所述支柱為壓電材料支柱。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，其中所述兩個(gè)法布里-比洛析光器通過電壓控制距離、波長。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，其中所述法布里-比洛析光器的基板為使用二氧化硅材料經(jīng)光學(xué)薄膜鍍膜制成的基板。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，其中所述法布里-比洛析光器為光纖光柵、薄膜濾波片。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具提升光明滅比的整合式檢光裝置，其特征在于，其中所述法布里-比洛析光器的帶寬為3dB帶寬，范圍在12G 20GHz之間。
全文摘要
本發(fā)明為一種具光明滅比提升的檢光器裝置，結(jié)合檢光二極管與具周期性頻譜特性的被動(dòng)光學(xué)組件，設(shè)計(jì)數(shù)款積體化檢光器的組合方式。本發(fā)明目的為對(duì)入射光信號(hào)的光明滅比做提升、光信號(hào)頻譜的整形以及增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量等功用，另外可針對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接調(diào)變傳輸系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的質(zhì)量做提升。本發(fā)明的光學(xué)組件具有體積小，價(jià)格低廉，可大量地制作，并易在與檢光二極管積體化等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B10/67GK103023576SQ20121052478
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月1日
發(fā)明者林淑娟, 李三良, 柯孫堅(jiān), 黃英勛, 林恭政 申請(qǐng)人:中華電信股份有限公司