本發(fā)明關于在光通信系統(tǒng)中監(jiān)視激光器，更具體地，關于在一光多路復用器的輸出端監(jiān)視一多路復用激光器陣列中的各個信道。

背景技術：

光纖通信網絡可以通過使用波分復用(wdm)在不同波長上多路復用不同的光信號來增加光纖上承載的信息量。在wdm無源光網絡(pon)中，舉例而言，干線光纖在多個信道波長上承載通往和來自光分支點的光信號，并且分支點通過將不同波長的信號引導到各個訂戶來提供簡單的路由功能。在這種情況下，可以向每個訂戶分配在其上發(fā)送和/或接收數據的一個或多個信道波長。

為了在多個信道波長上發(fā)送和接收光信號，波分復用無源光網絡(wdm-pon)中的光線路終端(olt)可包括多信道光發(fā)射次模塊(tosa)和多信道光接收次模塊(rosa)。光發(fā)射次模塊(tosa)的一個實例包括在多個通道波長組合多個光信號的一多路復用激光器陣列。在激光發(fā)射器中，可以監(jiān)測激光器以確定激光器以期望的功率和在期望的波長下操作。在激光發(fā)射器中監(jiān)測激光器涉及耦合到每個激光器的一光電檢測器。然而，在多路復用激光器陣列中，將光電檢測器耦合到每一激光器，例如，在多信道光發(fā)射次模塊(tosa)的有限空間內可能是不可行的。直接耦合到多路復用激光器的光電檢測器也可能不能夠在通過光多路復用器之后精確地監(jiān)測光的波長。

附圖說明

圖1是根據本發(fā)明的實施例的包括具有受監(jiān)視的至少一個多路復用激光器陣列的光線路終端(olt)的波分復用(wdm)無源光網絡(pon)的功能方框圖。

圖2是根據本發(fā)明的實施例的，在光多路復用器的輸出處監(jiān)視的多路復用激光器陣列的功能方框圖。

圖2a是根據本發(fā)明的實施例的數據信號連同監(jiān)視信號的曲線圖。

圖3是根據本發(fā)明的其它實施例的，在光多路復用器的輸出處監(jiān)視并且波長鎖定的復用激光器陣列的功能方框圖。

圖3a是根據本發(fā)明的實施例的，光多路復用器的一信道的傳輸譜和該信道的波長鎖定的圖線。

圖4是根據本發(fā)明的實施例的，包括耦合到陣列波導光柵(awg)的dfb激光器的多路復用激光器陣列的示意圖。

圖5是根據本發(fā)明的另一實施例的，包括耦合到陣列波導光柵(awg)的fp激光器增益芯片的陣列的一復用激光器陣列的示意圖。

圖6是可以在圖5所示的多路復用激光器陣列中使用的fp激光器增益芯片的示意圖。

圖7是可用作圖5所示的多路復用激光器陣列中的出口反射器的光纖布拉格光柵的反射率特性的曲線圖。

具體實施方式

根據本發(fā)明的實施例，在一光多路復用器的輸出處，監(jiān)視多信道光發(fā)射器中的一多路復用激光器陣列的單獨信道。這種監(jiān)視可用于確認多路復用激光器陣列中的每個通道的正確操作和/或在每個通道上執(zhí)行波長鎖定。在光學多路復用器的輸出處的監(jiān)測避免了使用直接耦合到多路復用激光器陣列中多個激光器的多個光電檢測器。多路復用激光器陣列通常包括光學耦合到例如陣列波導光柵(awg)的光學多路復用器的多個激光發(fā)射器。具有監(jiān)測的多路復用激光器陣列的一光發(fā)射器可用于例如波分復用(wdm)無源光網絡(pon)中的一光線路終端(olt)，能夠在多個信道波長上傳輸光信號的任何其它類型的wdm光通信系統(tǒng)中。

如本文所使用的，“激光發(fā)射器”是指單獨或與其它部件一起產生激光，并且在一個或多個波長發(fā)射激光的任何裝置。激光發(fā)射器可包括但不限于離散激光器，例如分布反饋(dfb)激光器或法布里-珀羅(fp)激光器，或與其它組件形成外腔激光器的激光器組件，例如增益區(qū)或增益芯片。如本文所使用的，“信道波長”是指與光信道相關聯(lián)的波長，并且可包括圍繞中心波長的一特定波長帶。在一個實例中，信道波長可以由例如itu-t密集波分復用(dwdm)柵格的一國際電信(itu)標準定義。如本文所使用的，“調諧到一通道波長”是指調整激光器輸出，使得發(fā)射的激光包括這個通道波長。如本文所使用的術語“耦合”是指由一個系統(tǒng)元件承載的信號賦予“耦合的”元件的任何連接、耦合、鏈路等，并且“光學耦合”是指使得光線從一個元件賦予另一個元件的耦合。這樣的“耦合”裝置不必直接彼此連接，并且可由可操縱或修改這樣的信號的中間組件或設備分離。

根據本發(fā)明的實施例監(jiān)視的一多路復用激光器陣列可用于，例如包括一個或多個多信道光收發(fā)器102a、102b的wdm-pon100中，如圖1所示。wdm-pon100提供使用wdm系統(tǒng)的點對多點的光網絡架構。根據wdm-pon100的一個實施例，至少一個光線路終端(olt)110可經由光纖，波導，和/或路徑114、115-1至115-n耦合到多個光網絡終端(ont)或光網絡單元(onu)112-1至112-n。盡管在所示實施例中光網絡單元(olt)110包括兩個多信道光收發(fā)器102a、102b，但是光網絡單元(olt)110可包括一個或多個多信道光收發(fā)器。

光網絡單元(olt)110可位于wdm-pon100的中心局，并且光網絡單元(onu)112-1至112-n可以位于家庭、企業(yè)或其它類型的用戶位置或場所中。一分支點113(例如，一遠程節(jié)點)將一主干光路114耦合到通往相應訂戶位置的光網絡單元(onu)112-1至112-n的單獨光路115-1到115-n。分支點113可包括一個或多個無源耦合裝置，例如一分路器或光多路復用器/解復用器。在一個實例中，光網絡單元(onu)112-1至112-n可位于距離光網絡單元(olt)110大約20公里(km)或更少的地方。

wdm-pon100還可包括耦合在分支點113和光網絡單元(onu)112-1至112-n之間的不同的位置或處所的附加節(jié)點或網絡設備，例如以太網pon(epon)或千兆pon(gpon)節(jié)點或設備。wdm-pon100的一個應用是提供能夠在公共平臺上傳遞語音、數據和/或視頻服務的光纖到戶(ftth)或光纖到戶(fttp)。在這種應用中，中心局可耦合到提供語音、數據和/或視頻的一個或多個源或網絡。

在wdm-pon100中，不同的光網絡單元(onu)112-1至112-n可分配用于發(fā)送和接收光信號的不同的信道波長。在一個實施例中，wdm-pon100可使用不同的波長帶用于相對于光網絡單元(olt)110的下行和上行光信號的傳輸，以避免在相同光纖上的接收信號和后反射傳輸信號之間的干擾。舉例而言，l波段(例如，大約1565到1625納米(nm))可用于來自光網絡單元(olt)110的下行傳輸，并且c波段(例如，大約1530到1565納米(nm))可用于到光網絡單元(olt)110的上行傳輸。上行和/或下行信道波長通?？蓪趇tu柵格。在一個實例中，上行波長可以與100ghz的itu柵格對準，并且下行波長可略微偏離100ghzitu柵格。

因此，可以在l波段和c波段內向光網絡單元(onu)112-1至112-n分配不同的信道波長。位于光網絡單元(onu)112-1至112-n內的收發(fā)器或接收器可配置為在l波段(例如，λl1、λl2、…λln)中的至少一個信道波長上接收光信號。位于光網絡單元(onu)112-1至112-n內的收發(fā)器或發(fā)射器可配置為在c波段(例如，λc1、λc2、…λcn)中的至少一個信道波長上發(fā)送光信號。其它波長和波長帶也在本文所述的系統(tǒng)和方法的范圍內。

分支點113可以對來自光網絡單元(olt)110的下行wdm光信號(例如，λl1、λl2、…λln)進行解復用，以將單獨的信道波長傳輸到各個光網絡單元(onu)112-1至112-n?；蛘?，分支點113可以向每個光網絡單元(onu)112-1至112-n提供下行wdm光信號，并且每個光網絡單元(onu)112-1至112-n分離和處理所分配的光信道波長。單個光信號可加密以防止在未分配給特定光網絡單元(onu)的光信道上的竊聽。分支點113還組合或多路復用來自各個光網絡單元(onu)112-1至112-n的上行光信號，以作為上行wdm光信號(例如，λc1、λc2、…λcn)在主干光路114上傳輸到光網絡單元(olt)110。

光網絡單元(olt)110可配置為在不同信道波長(例如，λl1、λl2、…λln)下產生多個光信號，并且將光信號組合成在主干光纖或路徑114上承載的下行wdm光信號。光網絡單元(olt)多信道光收發(fā)器102a、102b中的每一個可包括一多信道光發(fā)射次模塊(tosa)120，多信道光發(fā)射次模塊(tosa)120用于產生和組合多個信道波長的光信號。光網絡單元(olt)110還可配置為從在主干路徑114上承載的一上行wdm光信號分離不同信道波長(例如，λc1、λc2、…λcn)的光信號，并接收分離的光信號。因此，光網絡單元(olt)多信道光收發(fā)器102a、102b中的每一個可包括一多信道光接收次模塊(rosa)130，多信道光接收次模塊(rosa)130用于在多個信道波長分離和接收光信號。

多信道光發(fā)射次模塊(tosa)120的一個實施例包括激光發(fā)射器122，例如激光二極管的一個陣列，這些激光二極管可以由相應的rf數據信號(tx_d1至tx_dm)調制以產生相應的光信號?？墒褂冒ㄍ獠空{制和直接調制的各種調制技術來調制激光發(fā)射器122。光多路復用器124，例如陣列波導光柵(awg)，組合在不同的相應下行信道波長(例如，λl1、λl2、…λlm)的光信號。激光發(fā)射器122和光多路復用器124一起形成一個多路復用激光器陣列。在所示實施例中，光網絡單元(olt)110還包括多路復用器104，用于將來自多信道收發(fā)器102a中的多信道光發(fā)射次模塊(tosa)120的多路復用光信號與來自另一個多通道收發(fā)器102b的多信道光發(fā)射次模塊(tosa)的一多路復用光信號多路復，用以產生下行聚合wdm光信號。

在一些實施例中，激光發(fā)射器122可以是在相應通道波長產生光信號的可調諧激光器。在其它實施例中，激光發(fā)射器122可以在信道波長的波段上產生光信號，并且可使用濾波和/或多路復用技術來產生分配的信道波長。在另外的實施例中，激光發(fā)射器122可包括增益芯片，增益芯片例如與光多路復用器124中的波導一起形成外部激光腔。可以在多信道光發(fā)射器中使用的多路復用激光器陣列的實例在美國專利申請序列號13/543,310(美國專利申請公開號2013-0016971)、美國專利申請序列號13/357,130(美國專利申請公開號2013-0016977)、美國專利申請序列號13/595,505(美國專利申請公開號2013-0223844)、以及美國專利申請序列號13/357,142(美國專利申請公開號2013-0188951)中具有更詳細的揭露，所有這些專利申請通過引用全部并入本文。

一個監(jiān)視系統(tǒng)140光學耦合到光學多路復用器124的輸出，用于監(jiān)測每個通道，如同下面將更詳細的描述。當激光發(fā)射器122是可調諧激光器時，光發(fā)射次模塊(tosa)120還可包括波長調諧系統(tǒng)(圖未示)，例如溫度控制系統(tǒng)，波長調諧系統(tǒng)用于響應于在光多路復用器之輸出的監(jiān)控(即，波長鎖定)而將每個激光發(fā)射器122調諧到信道波長。用于多信道發(fā)射器中的溫度控制系統(tǒng)的一個實例在美國專利申請序列號13/774,125(美國專利申請公開號2014-0241726)中更詳細地進行了描述，其全部通過引用并入本文。

多信道光接收次模塊(rosa)130的一個實施例包括用于分離相應上行信道波長(例如，λc1、λc2、…λcn)的一個解復用器132。光電檢測器134，例如光電二極管的一個陣列檢測在相應分離的上行信道波長的光信號，并提供接收的數據信號(rx_d1至rx_dm)。在所示實施例中，光網絡單元(olt)110還包括一個解復用器106，用于將上行wdm光信號解復用為提供給每個收發(fā)器102a、102b中相應多信道光接收次模塊(rosa)的第一和第二wdm光信號。光網絡單元(olt)110還包括在主干路徑114和多路復用器104及解復用器106之間的雙工器108，以使得主干路徑114攜帶上行和下行信道波長。收發(fā)器102a、102b還可包括用于發(fā)送和接收光信號的其它組件，例如激光驅動器、互阻抗放大器(tia)、以及控制接口。

在一個實例中，多信道光收發(fā)器102a、102b中的每一個可配置為發(fā)送和接收16個信道，以使得wdm-pon100支持32個下行l(wèi)波段信道波長和32個上行c波段信道波長。wdm-pon100的一個實例可使用開關鍵控作為調制方案在1.25gbaud下操作。也可以使用其它數據速率和調制方案。

如上所述，上行和下行信道波長可跨越100ghzitu柵格上的信道波長范圍。收發(fā)器102a、102b中的每一個例如可覆蓋用于光發(fā)射次模塊(tosa)的l波段中的16個信道波長和用于光接收次模塊(rosa)的c波段中的16個信道波長，使得收發(fā)器102a、102b一起覆蓋32個信道。因此，多路復用器104可以將來自一個收發(fā)器102a的16個信道與來自另一個收發(fā)器102b的16個信道組合，并且解復用器106可以將32信道wdm光信號分離成兩個16信道wdm光信號。為了便于使用多路復用器104和解復用器106，信道波長的范圍可以跳過該范圍中間的信道。根據在wdm-pon100中使用的多信道光收發(fā)器的一個實例，期望的波長精度或精確度為±0.05nm，并且期望的工作溫度在-5和70℃之間。

請參照圖2和圖2a，將更詳細地描述在一個多路復用激光器陣列221的輸出監(jiān)視的多信道光發(fā)射器220的實施例。多路復用激光器陣列221包括多個激光發(fā)射器222-1至222-n，這些激光發(fā)射器222-1至222-n與多個通道1至n相關聯(lián)并且光耦合到光多路復用器224的光輸入。激光發(fā)射器222-1至222-n具有接收數據信號201-1至201-n的電輸入和提供調制光信號223-1至223-n的光輸出。光多路復用器224在不同信道波長組合光信號223-1至223-n，并提供波分復用光信號214。光多路復用器224可以是陣列波導光柵(awg)或例如薄膜濾波器的其它多路復用裝置。

多信道光發(fā)射器220還包括一個監(jiān)視系統(tǒng)240，監(jiān)視系統(tǒng)240例如使用光學抽頭241光學耦合到光多路復用器224的輸出。光學抽頭241可以抽去1％的光信號。監(jiān)視系統(tǒng)240因此接收并監(jiān)視多路復用光信號214的抽取部分，以監(jiān)視多路復用激光器陣列221中的每個信道。監(jiān)視系統(tǒng)240可通過提取和監(jiān)視源自各個激光發(fā)射器222-1至222-n的信號，確認例如每個激光發(fā)射器222-1至222-n正確地發(fā)射。

監(jiān)視信號產生器209將監(jiān)視信號203與數據信號201-1至201-n一起提供給激光發(fā)射器222-1至222-n的電輸入中的一個或多個。監(jiān)視信號203具有允許監(jiān)視信號與數據信號201-1至201-n一起發(fā)送而基本上不干擾數據信號201-1至201-n并且允許監(jiān)視信號從光多路復用器224輸出的多路復用光信號214分類的特性。如圖2a所示，舉例而言，監(jiān)視信號203可具有低于數據信號201的振幅和/或頻率的振幅和/或頻率。監(jiān)視信號可具有例如在1至100khz范圍內的頻率，以及在0.1至1ma范圍內的振幅。圖2a僅表示出數據信號201和監(jiān)視信號203的示意圖，以表示振幅和頻率的差異，并且不一定表示在操作期間系統(tǒng)中的實際信號。舉例而言，監(jiān)視信號203可具有如圖所示的正弦波形，或其它波形。在一個實例中，監(jiān)視信號203可具有1khz的頻率和0.1ma的振幅，而數據信號201可具有1.25ghz的頻率(即，1.25gb的數據速率)和30ma的振幅。

監(jiān)視系統(tǒng)240檢測和分離來自多路復用光信號214的監(jiān)視信號，然后監(jiān)視監(jiān)視信號的功率。在所示實施例中，監(jiān)視系統(tǒng)240包括例如光電二極管的光電檢測器242、例如低通或帶通濾波器的濾波器244、以及功率監(jiān)視器246。光電檢測器242檢測從光多路復用器224的輸出分接的多路復用光信號214的一部分。濾波器244對多路復用光信號的檢測部分進行濾波以獲得監(jiān)視信號，并且功率監(jiān)視器246然后可測量檢測的監(jiān)視信號的功率電平。

在一些實施例中，監(jiān)視信號203可在預定義的時間段連續(xù)地提供給激光發(fā)射器222-1至222-n中的每一個。多路復用激光器陣列221的監(jiān)測因此可通過“掃描”所有信道并評估來自激光發(fā)射器222-1至222-n中每一個的監(jiān)視信號來進行。在其它實施例中，監(jiān)視信號203可同時提供給多個激光發(fā)射器222-1至222-n。相同的監(jiān)視信號203可提供給每一個激光發(fā)射器222-1至222-n，或者不同的監(jiān)視信號203可提供給不同的激光發(fā)射器222-1至222-n。舉例而言，激光發(fā)射器222-1至222-n中每一個可使用具有不同頻率的監(jiān)視信號進行調制，從而允許同時監(jiān)視多個激光發(fā)射器222-1至222-n。在這個實例中，多個濾波器244可用于獲得不同頻率的每個監(jiān)視信號。

當光發(fā)射器操作時，可連續(xù)地或周期性地執(zhí)行監(jiān)視。盡管監(jiān)視系統(tǒng)能夠在多路復用激光器陣列傳輸光數據信號的同時進行監(jiān)視，但是例如當在啟動測試光發(fā)射器時，也可以在不傳輸光數據信號的情況下執(zhí)行監(jiān)視系統(tǒng)。

請參考圖3和3a，監(jiān)視系統(tǒng)240還可以與波長調諧系統(tǒng)250一起使用，用以為多路復用激光器陣列221中的每個通道波長提供波長鎖定。波長鎖定可以在多信道光發(fā)射器220操作期間連續(xù)執(zhí)行，或可周期性地執(zhí)行以調諧已隨時間漂移的激光發(fā)射器222-1至222-n。可以按照順序或同時對激光發(fā)射器222-1至222-n中的每一個執(zhí)行波長鎖定。

在本實施例中，激光發(fā)射器222-1至222-n中的每一個可調諧到與激光發(fā)射器相關的信道波長(或包括信道波長的波長范圍)，并且光多路復用器224在每個信道波長對從激光發(fā)射器222-1至222-n輸出的調制光信號223-1至223-n濾波。如果激光發(fā)射器222-1至222-n中的一個沒有調諧到適當的波長或波長范圍，則當光信號被光多路復用器224濾波時，來自這個激光發(fā)射器的光信號的相對強度將減小。因此，可以在光多路復用器224的輸出監(jiān)測源自激光發(fā)射器222-1至222-n中的一個的監(jiān)視信號的相對強度，以確定這個激光發(fā)射器是否調諧到適當的波長或范圍波長。波長調諧系統(tǒng)250可響應于由監(jiān)視系統(tǒng)240測量的監(jiān)視信號的功率電平，將激光發(fā)射器222-1至222-n調諧到適當的信道波長。

圖3a表示出對于例如awg的光多路復用器224的一個信道的傳輸譜的一個實例。如圖所示，在本實例中的傳輸譜具有高斯分布，并且當發(fā)射監(jiān)視信號的激光發(fā)射器調諧到相關的信道波長(例如，ch1)時，監(jiān)視信號的功率最大化。當激光發(fā)射器從相關的信道波長漂移時，因為光多路復用器224在相關聯(lián)的信道波長進行濾波，因此監(jiān)視信號的功率在光多路復用器224的輸出處減小。舉例而言，小于信道的最大功率電平的監(jiān)視功率電平312、314、316指示激光發(fā)射器相對于光多路復用器的相關聯(lián)的信道波長漂移。如圖所示，激光發(fā)射器可調諧以使波長抖動，直到所監(jiān)視的功率電平接近最大功率電平320.因此，在光多路復用器224的輸出處的監(jiān)視信號的功率電平可以用作對波長調諧的反饋系統(tǒng)250，用于在各個信道波長鎖定每個激光發(fā)射器222-1至222-n。

在一些實施例中，激光發(fā)射器222-1至222-n可包括例如dfb激光器的熱可調諧激光器，并且波長調諧系統(tǒng)250可包括用于熱調諧激光發(fā)射器222-1至222-n的溫度控制系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)可包括例如位于鄰近每一個激光發(fā)射器222-1至222-n的加熱器(圖未示)以及熱耦合到激光發(fā)射器222-1至222-n的一個或多個熱電冷卻器(圖未示)。在使用熱調諧的波長調諧系統(tǒng)250的一個實例中，激光發(fā)射器222-1至222-n可通過響應于與激光發(fā)射器相關聯(lián)的監(jiān)視信號的監(jiān)視功率，對激光發(fā)射器陣列建立全局溫度并且單獨地提高單個激光器的局部溫度來熱調諧到通道波長。一個溫度控制裝置，例如耦合到激光器陣列的tec冷卻器可提供全局溫度，并且單獨的加熱器，例如鄰近相應激光器的電阻器的可提供局部溫度。這種類型的波長調諧系統(tǒng)在美國專利申請序列號13/774,125(美國專利申請公開號_____________)中更詳細地進行了描述，其全部內容通過引用并入本文。

圖4表示可以在如上所述的輸出處監(jiān)視的多路復用激光器陣列421的一個實施例。多路復用激光器陣列421包括光學耦合到awg424的多個dfb激光器422-1至422-n。dfb激光器422-1至422-n可以在各個信道波長或包括相應的信道波長的波長范圍發(fā)射光線。dfb激光器422-1至422-n可以是可調諧的，例如，響應于溫度變化可調諧。雖然所示的實施例包括dfb激光器，但是多路復用激光器陣列421還可包括在包括多個通道波長的一個寬波長范圍內發(fā)射光線的多個fp激光器。因此，awg424可提供通道波長選擇和多路復用之兩種功能。

awg424包括耦合在輸入端425-1至425-n和輸出端427之間的一個波導陣列426-1至426-n。awg424可包括在相應波導426-1至426-n上提供期望的信道波長的現(xiàn)有awg，從而有效地對通過awg424的光進行濾波。從每個dfb激光器422-1至422-n輸出的調制光信號423-1至423-n光學耦合到相應的輸入端425-1至425-n。awg424對于每個輸入端425-1至425-n在不同的信道波長下濾波光線，以使得光線在與相應dfb激光器422-1至422-n相關聯(lián)的不同信道波長下穿過波導426-1至426-n。然后，awg424在輸出端427組合所選擇的信道波長，并輸出多路復用的光信號414。

awg424可以是具有用于十六(16)個信道的至少十六(16)個awg輸入和波導的密集wdm(dwdm)awg，盡管具有其它數量信道的其它awg設置也屬于本發(fā)明的范圍內。盡管示例的實施例表示出了awg，但是wdm系統(tǒng)還可包括能夠在對與光多路復用器的不同相應輸入端相關聯(lián)的不同信道波長的光線進行濾波的其它類型的光多路復用器。此外，多個awg可用于提供信道波長選擇。

如上所述，監(jiān)視系統(tǒng)440光學耦合在awg424的輸出端427，用于監(jiān)測每個dfb激光器422-1至422-n。如上所述，監(jiān)視信號產生器409產生與數據信號401-1至401-n一起提供給一個或多個dfb激光器422-1至422-n的電輸入的監(jiān)視信號403。監(jiān)視系統(tǒng)440提取并監(jiān)視光多路復用器424的輸出處的監(jiān)視信號403，以監(jiān)視發(fā)射監(jiān)視信號的增益區(qū)域422-1至422-n。如上所述，波長調諧系統(tǒng)(圖未示)也可用于響應于由監(jiān)視系統(tǒng)440測量的監(jiān)視信號的相對強度來調諧每個dfb激光器422-1至422-n。

圖5表示可以在如上所述的輸出處監(jiān)視的多路復用激光器陣列521的另一實施例。在本實施例中，多路復用激光器陣列521包括增益區(qū)域522-1至522-n的一個陣列，其中增益區(qū)域522-1至522-n使用awg524內的波導光學耦合到形成外部激光腔的awg524。增益區(qū)域522-1至522-n在包括多個通道波長(例如，λ1至λn)的波長范圍上發(fā)射和放大光線。awg524在各個單獨的信道波長提供濾波，并且將濾波的光線反射回增益區(qū)域522-1至522-n，以使得在awg524中形成的外部激光腔中的各個單獨的信道波長發(fā)生激光。

增益區(qū)域522-1至522-n中的每一個可包括多個量子阱有源區(qū)或其它增益介質，這些其它增益介質能夠在包括通道波長(例如，λ1至λn)的波長范圍上發(fā)射光譜，并且能夠放大反射回增益介質中的光線。舉例而言，增益區(qū)域522-1至522-n可位于設計用于與外部空腔激光器一起使用的法布里-珀羅增益芯片中。增益區(qū)域522-1至522-n可以是例如形成在一個芯片上的多個單獨增益芯片或一個增益區(qū)域陣列。

如圖6中更詳細地所示，后反射器521設置在每個增益區(qū)域1522的背面，并且抗反射涂層528設置在光學耦合到awg524的相對側上。后反射器521反射來自增益區(qū)域522的光線(例如，在通道波長下)，并且抗反射涂層528允許光進入和離開增益區(qū)域522。后反射器521可以是高反射性的(例如，至少80％的反射)，并且可包括激光器或增益芯片上的切割面、芯片上的反射涂層、或增益芯片上或與增益芯片分離的分布式布拉格反射器(dbr)?？狗瓷渫繉?28可具有盡可能小的反射率(例如，小于1％的反射率)。

awg524包括光學耦合在輸入端525-1至525-n與輸出端527之間的波導陣列526-1至526-n。在信道波長范圍(例如，λ1至λn)，從每個增益區(qū)域522-1至522-n輸出的調制光信號523-1至523-n光學耦合到awg524的相應輸入端525-1至525-n中。每個波導526-1至526-n以不同信道波長對來自相應增益區(qū)域522-1至522-n的光線進行濾波，使得來自增益區(qū)域522-1至522-n中每一個的發(fā)射光線在濾波的通道波長(例如λ1、λ2、…λn)下穿過awg524。因此，不同的信道波長(例如λ1、λ2、…λn)與awg524的相應輸入端525-1至525-n相關聯(lián)，并且與耦合到那些輸入端的相應增益區(qū)域522-1至522-n相關聯(lián)。

位于awg524之輸出端527的出口反射器529將經過濾波的光線的至少一部分反射通過awg524并進入相應的增益區(qū)域522-1至522-n中。因此，出口反射器529完成形成在每個相應增益區(qū)域522-1至522-n的后反射器521和出口反射器529之間的多個激光腔。增益區(qū)域522-1至522-n放大在各個信道波長的反射光線，以提供當增益超過空腔損耗時導致激光發(fā)射的增益。當在每個相關信道波長(例如λ1、λ2、…λn)發(fā)生激光時，在各個信道波長(例如λ1、λ2、…λn)的組合光信號523-1至523-n穿過出口反射器529，由此產生wdm光信號514。

出口反射器529可使用用于承載多路復用光信號514的透鏡(圖未示)，而耦合到光纖(圖未示)。出口反射器529可具有跨越信道波長(λ1到λn)的部分反射率，如圖7所示，這足以在那些波長處實現(xiàn)發(fā)射激光。舉例而言，當多路復用激光器陣列使用于如圖1所示的wdm-pon的光網絡單元(olt)中時，出口反射器529可以在l波段中的波長上提供大約50％的反射率。出口反射器529可包括例如部分反射涂層、薄膜反射器、或光纖光柵(例如，50％光纖布拉格光柵)。當出口反射器529是光纖光柵時，一個單端口v形槽塊(圖未示)可用于將光纖光柵與awg輸出端527和光纖對準。盡管所示實施例在awg524的輸出端527表示出了出口反射器529，但是其它實施例可包括位于awg的波導內的出口反射器(例如布拉格光柵)。

增益區(qū)域522-1至522-n可例如使用微透鏡陣列或使用光學匹配的激光器陣列耦合組件，例如光纖尖端陣列耦合到輸入端525-1至525-n，其中光線尖端陣列在美國專利申請公開號2013/0188951(代理人案卷號pat154us)，標題為opticallymatchedlaserarraycouplingassemblyforcouplinglaserarraytoarrayedwaveguidegrating的文獻中詳細揭露，其全部內容通過引用并入本文。

如上所述，監(jiān)視系統(tǒng)540光學耦合在awg524的輸出端527，用于監(jiān)測增益區(qū)域522-1至522-n中的每一個。如上所述，監(jiān)視信號產生器509產生與數據信號501-1至501-n一起提供給一個或多個增益區(qū)域522-1至522-n的電輸入端的監(jiān)視信號503。監(jiān)視系統(tǒng)540提取并監(jiān)視光多路復用器524的輸出處的監(jiān)視信號503，以監(jiān)視發(fā)射監(jiān)視信號的增益區(qū)域522-1至522-n。

因此，可通過監(jiān)視光多路復用器的輸出來監(jiān)視與本發(fā)明的實施例一致的多路復用激光器陣列，從而避免需要耦合到多路復用激光器陣列中的每個激光發(fā)射器的多個光電檢測器。

根據一個實施例，一個多信道光發(fā)射器包括多個激光發(fā)射器，這些激光發(fā)射器具有用于接收包括數據信號的電信號的電輸入，以及用于輸出調制光信號的光輸出，這個多信道光發(fā)射器還包括光多路復用器，光多路復用器具有分別光耦合至激光發(fā)射器的光輸出的多個輸入端。每個激光發(fā)射器與通道和通道波長相關聯(lián)。光多路復用器配置為接收來自激光發(fā)射器的調制光信號，并且分別產生包括處于多個不同信道波長的調制光信號的多路復用光信號。多信道光發(fā)射器還包括耦合到激光發(fā)射器的電輸入的一個監(jiān)視信號產生器。監(jiān)視信號產生器配置為產生至少一個監(jiān)視信號并且將這至少一個監(jiān)視信號提供給至少一個激光發(fā)射器的電輸入。多信道光發(fā)射器還包括光學耦合至光多路復用器的輸出的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)配置為從多路復用的光信號獲得監(jiān)視信號并監(jiān)控監(jiān)視信號的功率電平。

根據另一實施例，提供了一種多路復用激光器陣列的監(jiān)視方法。這種監(jiān)視方法包括：使用相應數據信號調制多路復用激光器陣列的多個通道，并且多路復用以在多路復用激光器陣列的輸出處產生一個多路復用光學數據信號；使用監(jiān)視信號調制多路復用激光器陣列的至少一個信道，以在這個多路復用激光器陣列的輸出端與多路復用光學數據信號一起產生監(jiān)視光學信號，其中監(jiān)視信號具有比數據信號更低的振幅和頻率；以及在多路復用激光器陣列的輸出處監(jiān)視這個監(jiān)視的光信號的至少一部分，以確定監(jiān)視信號的功率。

根據再一實施例，多信道光收發(fā)器模塊包括：一個收發(fā)器外殼，一個多信道光接收次模塊(rosa)，位于收發(fā)器外殼中并配置為在多個信道波長上接收波分復用(wdm)光學信號，以及一個多信道光發(fā)射次模塊(tosa)，位于收發(fā)器外殼中并配置為在多個信道波長上發(fā)射波分復用(wdm)光信號。光發(fā)射次模塊(tosa)包括多個激光發(fā)射器，這些激光發(fā)射器具有用于接收包括數據信號的電信號的電輸入和用于輸出調制光信號的光輸出，這些激光發(fā)射器還具有一個光多路復用器，光多路復用器具有分別光耦合到激光發(fā)射器之光輸出端的多個輸入端。每個激光發(fā)射器與一個通道和通道波長相關聯(lián)。光多路復用器配置為接收來自激光發(fā)射器的調制光信號，并且產生一個多路復用光信號，這個多路復用光信號包括分別位于多個不同信道波長的調制光信號。多信道光發(fā)射器還包括耦合到激光發(fā)射器的電輸入的監(jiān)視信號產生器。監(jiān)視信號產生器配置為產生至少一個監(jiān)視信號并且將這至少一個監(jiān)視信號提供給至少一個激光發(fā)射器的電輸入。多信道光發(fā)射器還包括光學耦合至光多路復用器的輸出的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)配置為從多路復用的光信號獲得監(jiān)視信號并監(jiān)控這個監(jiān)視信號的功率電平。

根據又一個實施例，一個波分復用(wdm)系統(tǒng)包括：配置為在多個信道波長上發(fā)送和接收光信號的多個終端。多個終端中的至少一個包括多個激光發(fā)射器，這些激光發(fā)射器具有用于接收包括數據信號的電信號的電輸入和用于輸出調制光信號的光輸出，這些激光發(fā)射器還包括一個光多路復用器，光多路復用器具有分別光耦合至激光發(fā)射器的光輸出的多個輸入端。每個激光發(fā)射器與一個通道和一個通道波長相關聯(lián)。光多路復用器配置為接收來自激光發(fā)射器的調制光信號，并且產生一個多路復用光信號，這個多路復用光信號包括分別位于多個不同信道波長的調制光信號。多信道光發(fā)射器還包括耦合至激光發(fā)射器的電輸入的監(jiān)視信號產生器。監(jiān)視信號產生器配置為產生至少一個監(jiān)視信號并且將這至少一個監(jiān)視信號提供給至少一個激光發(fā)射器的電輸入。多信道光發(fā)射器還包括光學耦合至光多路復用器的輸出的監(jiān)視系統(tǒng)。監(jiān)視系統(tǒng)配置為從多路復用的光信號獲得監(jiān)視信號并監(jiān)控這個監(jiān)視信號的功率電平。

雖然本發(fā)明的原理描述如上，但是本領域技術人員應當理解的是本說明僅通過示例的方式進行而不作為對本發(fā)明范圍的限制。除了這里表示及描述的示例實施例之外，其它實施例也屬于本發(fā)明的范圍內。在以下的權利要求所限定的本發(fā)明的范圍內，本領域的技術人員可進行不同的修改和替換。