具有包括采样光栅的多个序列式区段的可调谐激光器制造技术

一种具有包括采样光栅的多个序列式区段的可调谐激光器，通常包括具有多个序列式激光器区段的半导体激光器主体，被配置为独立驱动以产生位于不同的各个波长范围内的一个波长的激光。各个序列式区段中的采样光栅具有相同的光栅周期和不同的采样周期以产生不同的波长。与温度变化响应，各个激光器区段中产生的光线的波长被调谐到各个信道范围内的信道波长。通过选择性地产生激光器区段其中之一或多个的光线，选择一或多个信道波长用于激射和发射。通过在多个序列式区段中使用具有相同光栅周期的采样光栅，可更加容易地制造多个区段的可调谐激光器。

Tunable laser having multiple sequential sections including a sampled grating

A tunable laser comprises a plurality of sequential sampling section of the grating, usually including semiconductor laser body has a plurality of sequential laser sections, configured to independently driven laser to produce at a wavelength of each wavelength range of different. The sampled gratings in each sequence section have the same grating period and different sampling periods to produce different wavelengths. In response to the temperature change, the wavelength of the light generated in each laser section is tuned to the channel wavelength in each channel range. By selectively producing one or more of the rays of the laser section, one or more channel wavelengths are selected for lasing and emission. A tunable laser can be fabricated more easily by using a sampling grating with the same grating period in a plurality of sequence sections.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请是2013年6月13日提交的美国专利申请号13/916,652的部分继续申请，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术关于可调谐激光器，尤其是一种具有包括采样光栅的多个序列式区段的可调谐激光器，被配置为在多个不同范围的信道波长内调谐以用于波分复用(wavelengthdivisionmultiplexed；WDM)的无源光网络(PassiveOpticalNetwork；PON)中的可调谐发射机或收发器。
技术介绍
曾经光通讯网络通常是“点对点”类型的网络，包括通过光纤连接的发射机和接收机。这种网络相对容易构造，但配备许多光纤来连接多个使用者。随着与此网络连接的用户数目增加以及光纤数迅速增加，配备和管理许多光纤变得复杂且昂贵。通过使用从网络的发送端例如光线路终端(OpticalLineTerminal，OLT)到远达20公里或以上的远程分支点的单个“主干(trunk)”光纤，无源光网络解决了这个问题。开发这种无源光网络的一个挑战是有效利用主干光纤的容量，从而在主干光纤上传送最大可能数量的信息。使用波分复用在不同波长上将不同的光信号多路复用，光纤通讯网络可以增加在单个光纤上载送的信息量。举例来说，波分复用的无源光网络(WDM-PON)中，单个主干光纤将多信道波长的光信号载送至光分支点，以及载送来自光分支点的多信道波长的光信号，以及通过引导到个体用户或者来自个体用户的不同波长的信号，分支点提供简单的路由功能。在每一用户位置，光网络终端(opticalnetworkingterminal；ONT)或光网络单元(opticalnetworkingunit；ONU)被分配一个或多个信道波长以用于发送和/或接收光信号。然而，波分复用的无源光网络中的挑战在于设计一种网络，允许在任意用户位置的光网络终端或光网络单元中使用相同的发射机。为了便于波分复用的无源光网络中的配置和维护，期望具有其波长可被改变或调谐的“无色”的光网络终端/光网络单元(ONT/ONU)，这样单一装置可用于无源光网络上的任意ONT/ONU中。利用“无色”的ONT/ONU，操作人员仅仅需要具有可被配备在任意用户位置的单一、通用的发射机或收发器装置。在波分复用系统或者网络例如WDM-PON中，一个或多个可调谐激光器用于针对光信号选择不同的波长。这些年来已经开发了多种不同类型的可调谐激光器，但是大多数被开发用于高容量的骨干网连接以实现高性能以及成本相对较高。与高容量、长距离的波分复用系统相比，很多WDM-PON应用具有较低的资料速率和较短的传输距离，因此较低性能和较低成本的激光器则可以满足。然而，当用于覆盖WDM-PON中相对广范围的信道(例如，16个信道)时，费用较低的可调谐激光器经常遭遇挑战。举个例子，通过控制温度被调谐的费用较低的分布反馈式激光器，波长变化仅仅大约0.1nm/℃。使用这种激光器覆盖16个信道波长，需要120℃的温度范围。
技术实现思路
附图说明通过阅读以下具体实施方式以及结合图式，将更好地理解这些和其它特征和优点，其中：图1为符合本揭露实施例的包括至少一个多区段可调谐激光器的波分复用光通信系统的示意图。图2为符合本揭露实施例的包括至少一个多区段可调谐激光器的波分复用的无源光网络的示意图。图3为符合本揭露实施例的多区段可调谐激光器的示意图。图4为符合本揭露实施例的在每一激光器区段中的具有光栅的多区段可调谐激光器的示意图。图5A和图5B为图4所示的多区段可调谐激光器的运作示意图。图6为符合本揭露实施例的在每一激光器区段中具有光栅和相移的多区段可调谐激光器的示意图。图6A为与图6所示的多区段可调谐激光器中的一个区段相关的波长谱和激射点的图形。图7为符合本揭露另一实施例的在每一激光器区段中具有光栅和相移的多区段可调谐激光器的示意图。图7A为与图7所示的多区段可调谐激光器中的一个区段相关的波长谱和激射点的图形。图8A和图8B为图6和图7所示的多区段可调谐激光器的运作示意图。图9为符合本揭露另一实施例的具有采样光栅的多区段可调谐激光器的示意图。图10A和图10B为符合本揭露再一实施例的提供相移的具有采样光栅的激光器区段的示意图。图11A至图11C为具有采样光栅的多区段可调谐激光器的制造方法的例子的示意图。具体实施方式符合本文所述实施例的具有包括采样光栅的多个序列式区段的可调谐激光器通常包括半导体激光器主体，具有多个序列式激光器区段，被配置为独立驱动以在不同的各个波长范围内产生多个波长的激光。各个序列式区段中的采样光栅具有相同的光栅周期和不同的采样周期以产生不同的波长。与温度变化响应，各个激光器区段中产生的光线的波长被调谐到各个波长范围内的信道波长。通过选择性地产生激光器区段的一个或多个中的光线，选择一个或多个信道波长用于激射和传输。通过使用多个序列式区段中具有相同光栅周期的采样光栅，可更容易地制造多区段可调谐激光器。举个例子，可调谐发射机中可以使用具有包括采样光栅的多个序列式区段的可调谐激光器，以产生选择的信道波长的光信号和/或在复用的光发射机中产生和组合多个不同信道波长的光信号。一种应用中，具有多个序列式区段的可调谐激光器用于波分复用光系统中的光发射机或收发器中。举个例子，具有多个序列式区段的可调谐激光器用于波分复用系统中的可调谐发射机或收发器中，例如波分复用的无源光网络中的光网络终端(ONT)或光网络单元(ONU)中，为光网络终端/光网络单元选择合适的传输信道波长。举个例子，具有多个序列式区段的可调谐激光器还用于波分复用的无源光网络中的光线路终端(OLT)，以提供不同信道波长的多个光信号。本文所使用的“信道波长”指与光信道相关的波长且包括中心波长周边的特定波长。一个例子中，国际电信联盟(InternationalTelecommunicationUnion，ITU)标准比如是ITU-T高密度波分复用(DWDM)网格(grid)定义信道波长。本文所使用的“调谐到信道波长”指调整激光器输出，这样发射的激光包括此信道波长。本文所使用的“序列式区段”指激光器中沿一条线放置的区段，这样来自一个区段的光线穿透另一区段，并且不一定要求这些区段连续。本文所使用的术语“耦合”指任何连接、耦合、链接等方式，以及“光耦合”指耦合这样来自一个元件的光线能传递至另一元件。这种“耦合”装置并非必须直接与另一个连接，以及可藉由操纵或修改这些信号的中间组件或装置被分离。本文所使用的“热耦合”指两个组件之间的直接或非直接连接或接触，导致热量从一个组件传导到另一组件。请参考图1，图中表示和描述了符合本揭露实施例的波分复用光通信系统100，包括一个或多个多区段可调谐激光器101。波分复用系统100包括一个或多个终端110、112，耦合于主干光纤或路径114的每一端部，用于在主干光路径114上发射和接收不同信道波长的光信号。波分复用系统100的每一端部的终端110、112包括与不同信道(例如，Ch.1至Ch.n)相关的一个或多个发射机120(例如，TX1至TXn)和接收机122(例如，RX1至RXn)，用于在一个或多个终端110、112之间发射和接收不同信道波长的光信号。每一终端110、112包括一个或多个发射机120和接收机122，发射机120和接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调谐激光器，包括：一半导体激光器主体，在一前端面和一后端面之间延伸，所述激光器主体包括多个序列式激光器区段，各自被配置为独立驱动以在不同的各个波长范围内产生一波长的激光，以及其中每一个选择的激光器区段其中之一所产生的激光从该前端面发射，以及其中序列式激光器区段的每一个包括：一半导体有源区域，通过受激发射，用于放大各个波长范围中的一波长的光线；以及一采样光栅区段，与有源区域平行，该采样光栅区段被配置为产生各个波长范围中的该波长；以及其中序列式激光器区段中的采样光栅区段具有相同的光栅周期，以及其中序列式激光器区段中的采样光栅区段分别具有不同的采样周期。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.24 US 14/551,3531.一种可调谐激光器，包括：一半导体激光器主体，在一前端面和一后端面之间延伸，所述激光器主体包括多个序列式激光器区段，各自被配置为独立驱动以在不同的各个波长范围内产生一波长的激光，以及其中每一个选择的激光器区段其中之一所产生的激光从该前端面发射，以及其中序列式激光器区段的每一个包括：一半导体有源区域，通过受激发射，用于放大各个波长范围中的一波长的光线；以及一采样光栅区段，与有源区域平行，该采样光栅区段被配置为产生各个波长范围中的该波长；以及其中序列式激光器区段中的采样光栅区段具有相同的光栅周期，以及其中序列式激光器区段中的采样光栅区段分别具有不同的采样周期。2.如权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，激光器区段的每一个中的所述采样光栅区段提供所述采样光栅区段的一前端和一后端之间的激光的一相移，以及其中所述相移被配置为提供在选定波长处的单模式运作。3.如权利要求2所述的可调谐激光器，其特征在于，所述相移提供激光的λ/4相移。4.如权利要求3所述的可调谐激光器，其特征在于，激光器区段的每一个具有不同的波长。5.如权利要求3所述的可调谐激光器，其特征在于，进一步包括激光器区段的每一个之间的额外相移区段。6.如权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，所述多个序列式激光器区段包括三个激光器区段。7.如权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，所述不同的各个波长范围各自包括至少五个信道波长。8.如权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，与温度变化响应，所述多个序列式激光器区段的每一个可被调谐，以在各个波长范围内产生一选择波长。9.如权利要求8所述的可调谐激光器，其特征在于，所述不同的各个波长范围包括至少五个信道波长，以及其中激光器区段的每一个使用相同的温度范围可被调谐到所述至少五个信道波长其中之一。10.如权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，所述不同的各个波长范围包括C-波段中的信道波长。11.如权利要求1所述的可调谐激光器，其特征在于，所述前端面和所述后端面包括抗反射涂层。12.一种光网络单元，包括：一光检测器，用于接收一接收信道波长的一光信号，其中所述接收信道波长处于L-波段或C-波段其中之一中；以及一可调谐激光器，用于发射一发射信道波长的一光信号，其中所述发射信道波长处于L-波段或C-波段之另一个中，所述可调谐激光器包括一半导体激光器主体，在一前端面和一后端面之间延伸，激光器主体包括多个序列式激光器区段，各自被配置为单独驱动以在不同的各个波长范围内产生一波长的激光，以及其中每一个选择的激光器区段其中之一所产生的激光从所述前端面发射，以及其中序列式激光器区段的每一个包括：一半导体有源区域，通过受激发射，用于放大各个波长范围的一波长的光线；以及一采样光栅区段，与有源区域平行，所述采样光栅区段被配置为产生各个波长范围的该波长；以及其中序列式激光器区段中的所述采样光栅区段具有相同的光栅周期，以及其中序列式激光器区段中的所述采样光栅区段分别具有不同的采样周期。13.如权利要求12所述的光网络单元，其特征在于，激光器区段每一个中的所述采样光栅区段提供光栅区段的一前端和一后端之间的激光的一相移，以及其中所述相移被配置为提供选定波长处的单模式运作。14.如权利要求12所述的光网络单元，其特征在于，与温度变化响应，激光器区段的每一个所产生的光线的波长在各个波...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑军，克劳斯·亚历山大·安索姆，张焕林，迪恩·麦因托希·朵希，
申请(专利权)人：祥茂光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US