短距离可使用的光空分复用制造技术

一种光数据发射器，其包含竖直腔面发射激光器和全光空间模式复用器。每一竖直腔面发射激光器配置成输出中心波长小于一微米的数据调制光载波。所述全光空间模式复用器具有光输出和多个光输入。每一竖直腔面发射激光器以光学方式连接到所述全光空间模式复用器的所述光输入中的一或多个。所述全光空间模式复用器配置成使所述竖直腔面发射激光器中的至少两个响应于所述光输出耦合到光纤的近端而激发所述光纤的一或多种光空间传播模式的线性独立组合。

Optical space division multiplexing usable for short distance

An optical data transmitter includes a vertical cavity surface emitting laser and an all-optical spatial mode multiplexer. Each vertical cavity surface emitting laser is configured with a data modulated optical carrier with an output center wavelength less than one micron. The all-optical spatial mode multiplexer has light output and multiple optical inputs. Each vertical cavity surface emitting laser is optically connected to one or more of the optical inputs of the all-optical spatial mode multiplexer. The all-optical spatial mode multiplexer is configured so that at least two of the vertical cavity surface emitting lasers excite one or more optical spatial propagation modes of the fiber in response to the optical output coupling to the proximal end of the fiber.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】短距离可使用的光空分复用
本专利技术涉及用于光纤通信的设备和方法。
技术介绍
这个部分引入可帮助促进较好理解本专利技术的方面。因此，这个部分的陈述就此而论经解读且不理解为对现有技术中的内容和现有技术中不包含的内容的认可。光空分复用(opticalspatialdivisionmultiplexing)技术涉及通过具有多种光空间传播模式的光纤管线发射的数据。在光空分复用中，光空间传播模式中的至少两种具有侧向传播方向的不同相位和/或强度分布且可携载不同数据。当前，已产生对用于光传送网络的光空分复用系统的关注。光传送网络通常在介于约1.5微米与约1.7微米之间或接近1.3微米的光通信频带中操作。在这些波长带中，常规玻璃光纤具有低衰减或损耗。这类光传送网络常常使用边发射激光芯片，所述边发射激光芯片提供窄带发光。这类光传送网络常常使用成本高的光学组件和成本高的数据处理组件，例如以补偿色度色散、信道间和/或信道内干扰、噪音、非线性光失真和/或光损耗。
技术实现思路
一些实施例提供适用于例如在数据中心内部和/或在邻近数据中心之间的短距离使用的光数据通信组件和/或系统。举例来说，在数据中心中，光数据通信系统可在不同服务器之间、在服务器与架顶交换器(topofrackswitch；TORS)之间、在TORS之间、在TORS与其它交换器之间、在交换器之间、在交换器与路由器之间或更通常来说在数据中心的数据管理装置之间提供光数据通信。这类实施例可提供通过短光发射距离的低成本和/或高带宽数据通信。在第一实施例中，设备包含光数据发射器。光数据发射器包含多个竖直腔面发射激光器和全光空间模式复用器。多个竖直腔面发射激光器中的每一个配置成输出中心波长小于一微米的数据调制光载波。全光空间模式复用器具有光输出和多个光输入。竖直腔面发射激光器中的每一个以光学方式连接到全光空间模式复用器的光输入中的一或多个。全光空间模式复用器配置成使竖直腔面发射激光器中的至少两个响应于耦合到光纤的近端的光输出而激发光纤的一或多种光空间传播模式的线性独立组合。在任何第一实施例的一些实例中，设备可进一步包含经连接以直接地调制竖直腔面发射激光器中的对应者的多个电驱动器。在任何第一实施例的一些实例中，组合中的不同者可相对正交。在任何第一实施例的一些实例中，竖直腔面发射激光器中的一些可配置成发射波长在0.90微米与0.70微米之间的光束。在任何第一实施例的一些实例中，设备可进一步包含光纤。光纤可以是例如波长在光电信C波段中的标准单模光纤。光纤可具有例如小于十千米或甚至小于两千米的长度和/或可以是例如用于具有1.550微米波长的光的单模光纤。在这段的一些实例中，设备可进一步包含具有另一全光空间模式复用器的光数据接收器。另一全光空间模式复用器具有多个光输入且具有连接以从光纤的相对端接收光的光输出。在一些实例中，光数据接收器连接以在不光放大所述光的情况下从光数据发射器接收光。在任何第一实施例的一些实例中，多个竖直腔面发射激光器可配置成发射约相同中心波长的光。在任何第一实施例的一些实例中，光数据发射器可配置成在组合中的相同者的相对正交极化上以光学方式复用数据调制光载波中的至少两个。在第二实施例中，方法包含操作多个竖直腔面发射激光器以输出携载对应数字数据流的光载波。每一光载波的中心波长小于1.0微米。方法也包含将数据调制光载波以全光学方式复用到光发射纤维的近端处的光发射纤维的多种光空间传播模式上。复用使数据调制光载波中的至少两个激发光发射纤维的光空间传播模式的线性独立组合。在第二实施例的一些实例中，光载波可具有约相同的中心光波长。在第二实施例中的任一例的一些实例中，每一中心波长可介于约0.70与0.90微米之间。在第三实施例中，方法包含响应于从光发射纤维接收波长小于1.0微米的光，基于光发射纤维的近端处的光的光空间传播模式而将光以全光学方式分用到不同光端口。方法也包含通过在光端口中的每一个处产生光强度的电测量值以及时间取样电测量值以产生对应的数字数据值流来从在光端口中的每一个处的分用光中解调单独的数字数据值流。在第三实施例的一些实例中，光发射纤维可以是用于具有波长在光电信C波段中的光的单模光纤。在第三实施例中的任一个的一些实例中，所接收的光可能已通过直接地同时调制多个竖直腔面发射激光器来产生。在第三实施例中的任一个的一些实例中，所接收的光可能已从位于距用于执行分用的光空间模式分用器小于一万米或甚至小于两千米的光数据发射器发射。附图说明图1A和1B为示意性地说明使用单光发射纤维以基于光空分复用提供对应单向和双向光数据通信的替代光数据通信系统的框图；图1C为示意性地说明使用一对光纤以基于光空分复用提供双向光数据通信的光数据通信系统的框图；图2为示意性地说明例如可用于图1A-1C的光数据通信系统中的光数据发射器的框图；图3为示意性地说明例如可用于图1A-1C的光数据通信系统中的光数据接收器的框图；图4为示意性地说明例如在图2的光数据发射器中经由光空分复用发射数据的方法的流程图；图5为示意性地说明例如在图3的光数据接收器中经由光空分复用接收数据的方法的流程图；在图式和本文中，相同附图标记是指功能上和/或结构上类似的元件。在图式中，可放大一些特征的相对尺寸以更清楚地说明其中的设备。在本文中，各种实施例通过图式和说明性实施例的详细描述来更充分描述。尽管如此，本专利技术可以各种形式实施且不限于图式和说明性实施例的详细描述中所描述的特定实施例。具体实施方式专利技术人为陈好说(HaoshuoChen)、尼可拉斯方丹(NicolasFontaine)和罗兰雷夫(RolandRyf)的代理人案号为818534-US-NP的标题为“多模竖直腔面发射激光器(MULTIMODEVERTICAL-CAVITYSURFACE-EMITTINGLASER)”的美国专利申请案(本文中称为CHEN申请案)与本申请案同一天提交且以全文引用的方式并入本文中。CHEN申请案描述可用于本申请案中所描述的竖直腔面发射激光器(verticalcavitysurface-emittinglaser；VCSEL)的一些实施例的VCSEL。在本文中，全光装置是指处理光学信号而不将光学信号中间转化成一或多种电信号和将一或多种电信号再转化成另一光学信号的装置。图1A、1B和1C说明执行用于数据的光通信的光空分复用的替代光数据通信系统10A、10B和10C。每一光数据通信系统10A、10B、10C包含一或多个光数据发射器14和一或多个光数据接收器16，并且配置成支持两个节点18、20之间的单向或双向光数据通信。在一些实施例中，光数据通信系统也可执行极化模式复用以使得不同数据流以光发射纤维管线的相同光空间传播模式的正交极化状态携载。在这类实施例中，一个光数据发射器14和一个光数据接收器16的一或多个通信对可配置成处置光空间复用和光极化分路复用由此实现实质上较高数据通信速率的光信号。本专利技术人认为，光数据通信系统10A-10C的有利一些实施例可有利地配置成用于短距离光通信。举例来说，这类实施例将使用长度小于10千米、通常小于2千米、可能小于1千米、可能甚至小于500米或甚至小于100米或在一些情况下小于10米的光发射纤维管线。这类光数据通信系统通常将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，其包括：光数据发射器，其包含：多个竖直腔面发射激光器，所述多个竖直腔面发射激光器中的每一个配置成输出中心波长小于一微米的数据调制光载波，全光空间模式复用器，其具有光输出和多个光输入，所述竖直腔面发射激光器中的每一个以光学方式连接到所述全光空间模式复用器的所述光输入中的一或多个；且其中所述全光空间模式复用器配置成使所述竖直腔面发射激光器中的至少两个响应于所述光输出耦合到光纤的近端而激发所述光纤的一或多种光空间传播模式的线性独立组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.11 US 14/992,9811.一种设备，其包括：光数据发射器，其包含：多个竖直腔面发射激光器，所述多个竖直腔面发射激光器中的每一个配置成输出中心波长小于一微米的数据调制光载波，全光空间模式复用器，其具有光输出和多个光输入，所述竖直腔面发射激光器中的每一个以光学方式连接到所述全光空间模式复用器的所述光输入中的一或多个；且其中所述全光空间模式复用器配置成使所述竖直腔面发射激光器中的至少两个响应于所述光输出耦合到光纤的近端而激发所述光纤的一或多种光空间传播模式的线性独立组合。2.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括经连接以直接地调制所述竖直腔面发射激光器中的对应者的多个电驱动器。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述竖直腔面发射激光器中的一些配置成发射波长在0.90微米与0.70微米之间的光束。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备进一步包括所述光纤，所述光纤为波长在光电信C波段中的标准单模光纤。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备进一步包括所述光纤和具有另一全光空间模式复用器的光数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿列夫·乔杜里，罗兰·里夫，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US