控制包括半导体光放大器的半导体光学装置的方法制造方法及图纸

公开了一种控制半导体元件的方法，所述半导体元件包括半导体激光二极管、半导体调制器和半导体光放大器。供应有第一偏置电流的半导体激光二极管产生连续波光。供应有驱动信号的半导体调制器通过调制连续波光而产生调制光。供应有第二偏置电流的半导体光放大器通过放大调制光而产生光信号。该方法首先将第二偏置电流设置在光信号的输出功率相对于第二偏置电流呈负相关的区域中。然后，调节半导体元件的温度、第一偏置电流和驱动信号，使得光信号呈现出各个预设范围内的性能。

【技术实现步骤摘要】
控制包括半导体光放大器的半导体光学装置的方法
本专利技术涉及用于控制包括半导体光放大器的半导体元件的方法。
技术介绍
日本专利申请公开No.2005-019820公开了一种半导体激光器模块，该半导体激光器模块在壳体内部放置有内置光调制器的分布式反馈激光器(DFB-LD)和半导体光放大器(SOA)。DFB-LD和SOA共同地安装在如珀尔帖元件的热电冷却器(TEC)上，从而其温度受控制。近来的光通信系统(例如光纤到户(FTTH))已经实现了半导体激光设备，该设备通常包括产生激光并调制激光的半导体激光二极管(LD)以及将调制激光放大为预设幅度的光放大器。两种类型的LD是众所周知的，其中一种类型被称为直接调制型，而另一种类型是间接调制型，其中前一种类型通过调制被供应至LD的偏置电流来产生调制光，而后一种类型集成了产生激光的LD装置与调制激光的光调制器。一种类型的光调制器是电吸收(EA)调制器，其形成在与LD共用的半导体衬底上。光放大器通常是半导体光放大器(SOA)类型，其放大由偏置电流提供的光。LD和SOA，像上述现有技术中公开的光学模块那样，安装在用于控制其温度的公用TEC上。如下地确定LD和SOA的操作条件：在监测从LD输出的光功率时首先确定被供应给LD的偏置电流,与偏置电流的确定同时，在监测激光的波长时确定供应给TEC的电流。在LD的偏置电流和TEC的电流确定之后，在监测从SOA输出的功率时确定SOA的偏置电流，使得功率在预设范围内。因此，传统上需要确定三个电流。然而，这种方法有时变得难以一致地确定这三个电流。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种控制光发射装置的方法，所述光发射装置输出光信号并且包括半导体激光二极管(LD)、半导体调制器、半导体光放大器(SOA)和温度控制器。半导体LD响应于第一偏置电流来产生连续波(continuouswave,CW)光。半导体调制器响应于驱动信号通过调制所述光来产生调制光。SOA根据第二偏置电流通过放大调制光来产生光信号。其上安装有半导体LD、半导体调制器和SOA的热电冷却器(TEC)被提供有驱动电流以控制半导体LD、半导体调制器和SOA的温度。该方法包括以下步骤：首先，根据传输预定距离后的光信号的波形来调节被供应至SOA的第二偏置电流；以及，在调节第二偏置电流之后，调节TEC的驱动电流使得光信号具有目标波长，调节第一偏置电流使得光信号呈现目标功率，并且调节驱动信号使得光信号呈现目标消光比(targetextinctionration)、目标交点(targetcrosspoint)和目标脉冲遮幅输出(targetpulsemaskmargin，PMM)。本专利技术的方法的特征在于，在光信号的功率相对于第二偏置电流呈负相关的区域中调节第二偏置电流。本专利技术的另一方面涉及一种光发射装置，该装置包括:半导体激光二极管(LD)、半导体调制器和半导体光放大器(SOA)。被供应有第一偏置电流的LD产生连续波(CW)光。半导体调制器基于提供给其的驱动信号通过调制CW光而产生调制光。被供应有第二偏置电流的SOA通过光学放大调制光而产生放大光。本专利技术的光发射装置的特征在于，SOA的第二偏置电流的大小在其中放大光的功率相对于第二偏置电流呈负相关的区域中。附图说明现在将通过参考附图以仅示例方式来描述本专利技术，在附图中：图1是根据本专利技术的光学子组件(OSA)的平面图；图2示出了半导体元件沿其光轴的截面；图3示例性地示出了SOA的偏置电流与从SOA输出的光功率之间的关系；图4比较了当SOA的偏置电流分别为190mA、200mA和230mA时，刚从SOA输出(BtoB)的光信号的眼图与传输40km后的光信号的眼图；图5比较了当SOA的偏置电流ISOA分别为190mA、200mA和230mA时，BtoB处的光信号的误码率BER(即，传输损失)与传输40km后的光信号的误码率；图6示出了用于确定半导体激光二极管和半导体光放大器的工作条件的设置环境；图7示出了用于确定LD和SOA的工作条件的方法的流程图；图8示出了用于确定LD和SOA的工作条件的方法的流程图；图9比较了在调节被供应至SOA的偏置电流之前以及在调节被供应至SOA的偏置电流之后，BtoB处的眼图和传输40km后的眼图；以及图10比较了在调节被供应至SOA的偏置电流之前以及在调节被供应至SOA的偏置电流之后，BtoB处的误码率和传输40km后的误码率。具体实施方式接下来，将参照附图来描述根据本专利技术的优选实施例。在附图的描述中，彼此相同或相似的数字或符号将指彼此相同或相似的元件，而不需要重复说明。图1是根据本专利技术的光学子组件(OSA)1A的平面图。图1以具有局部截面的平面图示出了光发射装置10，以示出光发射装置10的内部，其中光发射装置10是本专利技术的用于确定其工作条件的主题。OSA1A可以是所谓的双向光学子组件(BOSA)类型，除了光发射装置10之外，OSA1A还包括波分复用(WDM)单元30、光接收装置和耦合单元34。确切地说，图1示出了光接收装置要被组装至的端口32。WDM单元30可以具有圆柱形状，其中安装了波长选择滤波器(WSF)。光发射装置10附接至圆柱形WDM单元30的一端，使得从光学装置10输出的光信号进入WDM单元30内。通过WDM单元30中的WSF的光信号从WDM单元30的另一端向外部输出。附接到设置在WDM单元30侧面的端口32的光接收模块接收进入耦合单元34并由WDM单元中的WSF反射的另一光信号。光接收模块可以提供CAN封装(有时被称为同轴封装)，以安装用于将光信号转换成电信号的光接收装置，该光接收装置通常是半导体光电二极管(PD)。接收光信号或发射光信号的传输速度通常为10Gbps。WDM单元30还可以安装有可在宽度为100GHz的信号信道工作的另一个WSF(例如，带通滤波器)，其消除接收光信号中包含的噪声。耦合单元34也具有圆柱形状并且固定到WDM单元30的与附接光发射装置10的那侧相反的另一端，耦合单元34接收固定在外部光纤的端部的光学套管(ferrule)，以建立它们之间的光通信。光发射装置10可以产生并以10Gbps的速度发射所述发射光信号。光发射装置10具有箱形壳体11、热电冷却器(TEC)12、载体13和43、衬底15、透镜16、电容器17和18、半导体元件20、分束器(BS)41和光接收装置42。图2示出了半导体元件20沿其光轴的截面。本实施例的半导体元件20设置有半导体激光二极管(LD)区域21、半导体调制器区域22(该半导体调制器是电吸收(EA)调制器类型，因此被称为EA调制器区域)以及与EA调制器区域22光学耦合的半导体光放大器(SOA)23。LD区域21、EA调制器区域22和SOA23的这些元件被单片集成在公用半导体衬底24上。半导体衬底24的背面设置有由LD区域21、EA调制器区域22和SOA23共用的电极25，其中半导体元件20通过施加在半导体元件20与载体13之间的导电树脂而安装在载体13上。供应有偏置电流的LD区域21产生连续波(CW)光的光信号。在向其供应驱动信号的EA调制器区域22中调制CW光。LD区域21和EA调制器区域22形成在这两个区域21和22共用的半导体衬底24上并且彼此相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制发射器光学子组件的方法，所述发射器光学子组件输出光信号并且包括半导体激光二极管、半导体调制器、半导体光放大器和温度控制器，所述半导体激光二极管响应于第一偏置电流产生连续波光，所述半导体调制器响应于驱动信号通过调制所述连续波光产生调制光，所述半导体光放大器根据第二偏置电流通过放大所述调制光产生光信号，在热电冷却器上安装所述半导体激光二极管、所述半导体调制器和所述半导体光放大器，并且所述热电冷却器被提供有驱动电流以控制所述半导体激光二极管、所述半导体调制器和所述半导体光放大器的温度，所述方法包括以下步骤：将初始条件分别提供至所述半导体激光二极管、所述半导体调制器、所述半导体光放大器和所述热电冷却器；根据传输预定距离后的光信号的波形来调节供应至所述半导体光放大器的第二偏置电流；以及在调节所述第二偏置电流之后，调节所述热电冷却器的驱动电流以使得所述光信号具有目标波长，调节所述第一偏置电流以使得所述光信号呈现目标功率，并且调节所述驱动信号以使得所述光信号呈现目标消光比、目标交点和目标脉冲遮幅输出，其中，所述第二偏置电流被设置在所述光信号相对于所述第二偏置电流呈负相关的区域中。

【技术特征摘要】
2016.10.27 JP 2016-2107251.一种控制发射器光学子组件的方法，所述发射器光学子组件输出光信号并且包括半导体激光二极管、半导体调制器、半导体光放大器和温度控制器，所述半导体激光二极管响应于第一偏置电流产生连续波光，所述半导体调制器响应于驱动信号通过调制所述连续波光产生调制光，所述半导体光放大器根据第二偏置电流通过放大所述调制光产生光信号，在热电冷却器上安装所述半导体激光二极管、所述半导体调制器和所述半导体光放大器，并且所述热电冷却器被提供有驱动电流以控制所述半导体激光二极管、所述半导体调制器和所述半导体光放大器的温度，所述方法包括以下步骤：将初始条件分别提供至所述半导体激光二极管、所述半导体调制器、所述半导体光放大器和所述热电冷却器；根据传输预定距离后的光信号的波形来调节供应至所述半导体光放大器的第二偏置电流；以及在调节所述第二偏置电流之后，调节所述热电冷却器的驱动电流以使得所述光信号具有目标波长，调节所述第一偏置电流以使得所述光信号呈现目标功率，并且调节所述驱动信号以使得所述光信号呈现目标消光比、目标交点和目标脉冲遮幅输出，其中，所述第二偏置电流被设置在所述光信号相对于所述第二偏置电流呈负相关的区域中。2.如权利要求1所述的方法，还包括在调节所述第二偏置电流的步骤之前分别将初始条件提供至所述半导体激光二极管、所述半导体调制器、所述半导体光放大器和所述热电冷却器的步骤。3.如权利要求1所述的方法，其中，同时执行调节所述驱动电流的步骤、调节所述第一偏置电流的步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：木原利彰，市田小百合，
申请(专利权)人：住友电工光电子器件创新株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP