專利名稱：被周期性濾波的寬帶光源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式涉及波分復用無源光網(wǎng)絡(WDM-PON)，更具體地，
涉及寬帶光源。
背景技術：
通常的WDM-PON系統(tǒng)具有諸如光纖、分路器和耦合器的無源光組件，用于引導位于中心局(CO)處的光學線路終端(OLT)和位于客戶端處的光網(wǎng)絡單元(ONU)之間的通信。WDM-PON系統(tǒng)可以使用寬帶光源(BLS)，所述寬帶光源產生具有連續(xù)光譜和均勻功率光譜密度的光。
圖1A是典型的寬帶光源的框圖。如圖1A中所示，寬帶光源100包括增益元件101、增益平坦濾波器(GFF) 102和隔離器103。諸如摻鉺光纖放大器(EDFA)或半導體光學放大器(SOA)的增益元件101被用于生成放大自發(fā)輻射(ASE)，該放大自發(fā)輻射在指定的波段上是連續(xù)的。GFF 102通常被用于使連續(xù)的ASE光譜變平。隔離器103用于防止反射對來自BLS100的光的輸出功率和光譜形狀產生影響。
圖1B是示出了BLS 100的輸出112對波長X的依賴性的示意圖。如圖1B所示，BLS IOO的輸出112具有連續(xù)光譜。如圖1B所示，BLS100的輸出112在波長入的連續(xù)范圍入l-A2上是均勻的。
具有連續(xù)光譜輸出的寬帶光源100通常引起許多問題，這限制了WDM-PON系統(tǒng)的性能。 一個問題是在WDM-PON中的鄰近光學信道之間的增加的光學串擾。另一個問題是在每個波長信道中的峰值光譜密度被能夠從BLS裝置中的增益元件中獲取的總輸出功率所限制。而且，在低成本產量生產中通常很難維持在WDM-PON中的信道濾波的波長精確性。另外，在BLS信號上的相對強度噪聲(RIN)能夠限制系統(tǒng)性能。
發(fā)明內容
描述了周期寬帶光源(BLS)的波分復用(WDM)無源光網(wǎng)絡(PON) 的實施方式。周期BLS包括周期光譜濾波器，該周期光譜濾波器耦合到光 學增益元件以生成光并將所述光濾波成多個單獨光譜層(slice)。寬帶光源 具有耦合到光學增益元件上的隔離器。周期寬帶光源可以包括耦合到光學增 益元件上的增益平坦濾波器。
對于一個實施方式，周期光譜濾波器是反射濾波器。對于一個實施方式， 光穿過周期BLS的光學增益元件不超過兩次。對于一個實施方式，周期BLS 的周期光譜濾波器調整每個光譜層中的光學功率。對于一個實施方式，周期 BLS的周期光譜濾波器具有一個或多個被耦合用來控制每個光譜層中的光 學功率的光學功率控制元件。
對于一個實施方式，WDMPON系統(tǒng)包括一組收發(fā)器，用于將第一組光 學信號沿光學傳輸媒介發(fā)送到第一方向。波分復用器/解復用器(WDM MUX/De-MUX)耦合到所述一組收發(fā)器。第一周期BLS耦合到WDM MUX/De-MUX以將光的單獨光譜層發(fā)送到第二方向，從而波長鎖定所述一 組收發(fā)器中的一個或多個收發(fā)器。對于一個實施方式，周期BLS的單獨光 譜層中的光學功率被調整。對于一個實施方式，由周期BLS生成的單獨光 譜層的形狀被剪裁(tailor)。對于一個實施方式，由周期BLS生成的單獨波 長層的位置被穩(wěn)固。由周期BLS生成的單獨光譜層與WDM MUX/De-MUX 的波長信道相匹配。
WDM PON系統(tǒng)可以包括耦合到所述一組收發(fā)器和耦合到周期寬帶光 源以控制每個單獨光譜層中的光學功率的控制單元。而且，WDMPON系統(tǒng) 可以包括第二組收發(fā)器，以將第二組光學信號沿光學傳輸媒介發(fā)送到第二方向。第二 WDM MUX/De-MUX耦合到第二組收發(fā)器。第二周期寬帶光源耦 合到第二 WDM MUX/De-MUX以將光的第二單獨光譜層發(fā)送到第一方向， 從而波長鎖定所述第二組收發(fā)器中的一個或多個收發(fā)器。由第二周期BLS 生成的第二單獨光譜層與第二 WDM MUX/De-MUX的波長信道相匹配。
根據(jù)附圖和下面的詳細描述，本發(fā)明的實施方式的其他特征和優(yōu)點將會 顯而易見。
本發(fā)明以示例的方式被示出，并且不局限于附圖中的圖示，附圖中，相 似的參考標記表示相似的元件，其中
圖IA是通常的現(xiàn)有技術的寬帶光源的框圖IB是示出了通常的現(xiàn)有技術的寬帶光源的輸出功率對波長的依賴性 的圖2A是周期寬帶光源的一個實施方式的框圖2B是周期寬帶光源的另一個實施方式的框圖2C是示出了周期寬帶光源的輸出對波長的依賴性的示意圖3是調整輸出光譜的全局形狀的周期寬帶光源的一個實施方式的框
圖4A是示出了只具有增益元件的寬帶光源的一個實施方式的輸出的示 意圖4B是示出了具有增益元件和周期濾波器的寬帶光源的一個實施方式 的輸出的示意圖4C是示出了具有增益元件、周期濾波器和增益平坦濾波器的周期寬 帶光源的一個實施方式的輸出的示意圖5A是降低每個單獨光譜層上的相對強度噪聲(RIN)的周期寬帶光源的一個實施方式的框圖5B是示出了降低每個單獨光譜層上的相對強度噪聲(RIN)的周期 寬帶光源的一個實施方式的輸出的示意圖6A是控制每個單獨光譜層中的輸出功率和降低在每個單獨光譜層上 的相對強度噪聲(RIN)的周期寬帶光源的一個實施方式的框圖6B是示出了控制在每個單獨光譜層中的輸出功率和降低在每個單獨 光譜層上的相對強度噪聲(RIN)的周期寬帶光源的輸出相對于波長的一個 實施方式的示意圖；以及
圖7是包括一個或多個周期寬帶光源的WDM-PON系統(tǒng)的一個實施方 式的框圖。
具體實施例方式
描述了周期寬帶光源(BLS)和使用周期寬帶光源的波分復用(WDM) 無源光網(wǎng)絡(PON)的實施方式。周期寬帶光源包括耦合到光學增益元件的 周期光譜濾波器，用于生成光并將光濾波成多個單獨光譜層。對于一個實施 方式，光學增益元件具有足夠快的響應時間以降低每個單獨光譜層上的相對 強度噪聲(RIN)，如下面所詳細描述的。寬帶光源具有耦合到光學增益元件 上的隔離器。對于一個實施方式，周期BLS的周期寬帶光源包括耦合到光 學增益元件上的增益平坦濾波器。周期BLS的周期光譜濾波器是波長穩(wěn)定 的濾波器。對于一個實施方式，周期BLS的周期光譜濾波器是反射濾波器。 對于一個實施方式，光穿過光學增益元件的次數(shù)不超過兩次。周期BLS的 周期光譜濾波器能夠調整在每個光譜層中的光學功率。對于一個實施方式， 周期BLS的周期光譜濾波器具有被耦合用來控制每個光譜層中的光學功率 的光學功率控制元件。對于一個實施方式，周期BLS的周期光譜濾波器和 光學功率控制元件被結合到單個集成光學芯片，如下面所詳細描述的。對于另一個實施方式，周期BLS的周期光譜濾波器是反射標準具。
圖2A是周期寬帶光源(BLS)的一個實施方式的框圖。如圖2A中所 示，周期BLS 200包括光學增益元件201 、周期光譜濾波器202和隔離器203 。 如圖2A中所示，周期光譜濾波器202是反射濾波器。增益元件201生成寬 帶光，例如放大自發(fā)輻射(ASE)。對于一個實施方式，增益元件201是沒 有反射鏡的增益介質。如圖2A中所示，周期光譜濾波器202連接到光學增 益元件201 。周期光譜濾波器202將由增益元件201生成的光預濾波成多個 單獨光譜層。如圖2A中所示，增益元件201被配置為在雙通構造中操作。 如圖2A中所示，光的單獨光譜層從周期反射濾波器202被反射回到增益元 件201。也就是說，光穿過增益元件不超過兩次。反射的周期單獨光譜層通 過隔離器203被輸出，如圖2A所示。
對于一個實施方式，周期反射濾波器202是波長穩(wěn)定的濾波器，例如溫 度不敏感陣列波導(AWG)。對于另一個實施方式，在存在改變的環(huán)境因素 (例如溫度)時使用有源和無源波長穩(wěn)定技術中的一個技術來穩(wěn)定各光譜層 的位置。這些有源和無源技術對于光通信領域的普通技術人員來說是公知 的。隔離器203被用于防止反射影響來自增益元件201的光的輸出功率和光 譜形狀。對于一個實施方式，周期光譜濾波器202和增益元件201 (諸如半 導體光學放大器)形成在單個半導體芯片上。半導體芯片例如可以包括硅、 二氧化硅、磷化銦或者其任意結合。對于一個實施方式，周期光譜濾波器202 和增益元件201被結合到單個平面光波電路(PLC)上。
對于一個實施方式，周期濾波器202包括由例如二氧化硅制成的波導陣 列，該波導陣列形成在半導體芯片上。對于一個實施方式，在半導體芯片的 端部周期濾波器202的波導的所有端被用金屬處理，從而使得光從每個波導 的端部被反射回。每個波導可以具有被單獨調整的反射。從每個波導的端部 反射的光譜形狀可以被調整為諸如頂部平坦的、高斯的、正弦的或者其他任意光譜形狀。反射的光譜形狀可以使用光學制造領域中的普通技術人員所公 知的技術之一來進行調整。對于一個實施方式，金屬涂層(為示出)被沉積 于周期濾波器的波導的輸出面上。對于一個實施方式，金屬涂層的厚度對于 周期濾波器202的各個波導可以是不同的。對于一個實施方式，包括波長范 圍的中心波長的波導的端部的金屬涂層比包括波長范圍的邊緣波長的波導
的金屬涂層具有更低的反射率。例如，對于在大約1535納米(nm)到大約 1565nm之間的波長范圍，在大約1550nm處的波導的端部的金屬涂層比在 大約2535nm或2565nm處的波導的金屬涂層具有更低的反射率。對于一個 實施方式，為了在邊緣波長處提供更多的反射，在大約1535nm到1565nm 處的波導的端部處的金屬涂層比在大約1550nm處的波導的端部處金屬涂層 更厚。對于一個實施方式，金屬涂層被薄膜電介質涂層替代。對于另一個實 施方式，在每個波導中可以包括不同的損耗機制。不同的損耗機制可以使用 掩蔽(mask)被包括在每個波導中。
圖2B是周期寬帶光源(BLS)的另一個實施方式的框圖。如圖2B中所 示，周期BLS210包括光學增益元件211、周期光譜濾波器212、隔離器213 和反射器214。增益元件生成例如放大自發(fā)輻射(ASE)的寬帶光。如圖2B 中所示，增益元件211被配置為在雙通構造中操作。光從反射器214被反射 回到增益元件211。對于一個實施方式，反射器214基本上反射100%的光， 并且是與波長無關的。
也就是說，光穿過增益元件211的次數(shù)不超過兩次。如圖2B中所示， 周期光譜濾波器212被耦合到光學增益元件211以將反射光濾波成多個單獨 光譜層。反射的單獨光譜層通過隔離器203被輸出，如圖2A所示。對于一 個實施方式，周期濾波器212是波長穩(wěn)定的濾波器，例如溫度不敏感陣列波 導(AWG)。對于另一個實施方式，在存在改變的環(huán)境因素(例如溫度)時 使用有源和無源波長穩(wěn)定技術中的一個技術來穩(wěn)定光譜層的位置。這些有源和無源技術對于光學通信領域的普通技術人員來說是公知的。隔離器213被
用于防止反射影響來自增益元件212的光的輸出功率和光譜形狀。
圖2C是示出了周期BLS 222的輸出功率對波長221的依賴性的示意圖。 如圖2C中所示，周期BLS 222的輸出具有梳型的光譜，該梳型的光譜具有 多個單獨窄帶光譜層223。這些單獨窄帶光譜層223可以被制成自動的對 WDM-PON系統(tǒng)中的單獨信道的信道位置和光譜寬度進行匹配，如下面所詳 細描述的。對于一個實施方式，反射的光譜層223的位置與國際電信聯(lián)盟 (ITU)波長柵格(未示出)相對齊。在每個反射光譜層223之間的距離可 以是50GHz、 lOOGHz、 200 GHz或者其他任何距離。
對于一個實施方式，單獨光譜層223的形狀可以被剪裁，如上所述，從 而改善WDM-PON系統(tǒng)的性能?？赡艿男螤?23的示例是正弦形的、高斯 的和頂部平坦的。從寬帶光源提供周期單獨光譜層223可以消除臨近波長信 道之間的串擾。提供周期單獨光譜層223可以通過消除在信道之間未使用的 功率來使每個波長信道中的光學功率加倍。這樣，峰值光譜密度不被可以從 BLS裝置中的增益元件中獲取的總輸出功率所限制。提供周期單獨光譜層 223可以放寬對WDM MUX/De-MUX中的波長信道對齊的精確性的要求， 從而降低WDM系統(tǒng)的制造成本。形成單獨光譜層223，從而使得在波長信 道的邊緣沒有光學功率，可以進一步減低串擾和放寬對WDM系統(tǒng)中的波長 信道的對齊的要求。對于一個實施方式，為了完全去除WDM-PON系統(tǒng)中 的鄰近信道之間的串擾，來自BLS的單獨光譜層223的寬度被制造得比在 WDM-PON系統(tǒng)中使用的光譜信道寬度更窄。對于一個實施方式，單獨光譜 層223的寬度處于WDM-PON系統(tǒng)中使用的光譜信道的寬度的5%到95°/。的 近似范圍內。對于一個實施方式，光譜層223的寬度被定義為波長A 2和入1 之間的差(△入)，其中每個波長人2禾B入1在光譜層的BLS輸出功率222(P1) 的一部分處被確定，如圖2C中所示。例如，波長入2禾B入1可以在50%、 25%或BLS輸出P1的任意其他分數(shù)處被確定。對于一個實施方式，單獨光譜層
223的寬度在WDM-PON系統(tǒng)中使用的光譜信道的寬度的大約50%內。對于 一個實施方式，單獨光譜層223具有比WDM信道之間的間隔小的寬度。
對于一個實施方式，諸如周期光譜濾波器202和212的周期光譜濾波器 可以是一個或多個陣列波導光柵(AWG)、標準具、干涉儀(例如馬赫-曾德 爾干涉儀(Mach-Zehnder interferometer)、邁克爾遜干涉儀(Michelson interferometer))、布拉格濾波器、類似的光學元件或者其任意結合。
對于一個實施方式，光學增益元件(諸如光學增益元件201和2U)可 以是一個或多個半導體光學放大器(SOA)、摻鉺光纖放大器(EDFA)、由 有機材料制成的發(fā)光二極管(LED)、電子云、提供光學增益的任意其他有 源介質或者其任意結合。
圖3是調整輸出光譜的全局形狀的周期BLS的一個實施方式的框圖。 如圖3中所示，周期BLS 300包括周期反射光譜濾波器301、光學增益元件 302、隔離器303和GFF304。對于一個實施方式，周期反射光譜濾波器301 是反射1Xn AWG濾波器，如圖3所示。AWG濾波器的使用標示制造 WDM-PON的低成本解決方案。AWG元件可以被用在WDM-PON系統(tǒng)的其 他部分中(未示出)。例如AWG元件可以被用作遠程節(jié)點和中心局位置處 的波分復用器/解復用器(WDMMux/De-Mux)。也就是說，包括AWG元件 的相同的集成光學芯片被用于多個目的，降低了成本和增加了 WDM PON 的制造量。對于一個實施方式，為了優(yōu)化WDM PON系統(tǒng)的性能，周期反 射濾波器301的AWG芯片具有與用于WDM-PON系統(tǒng)中的Mux/Demux(未 示出)的芯片不同的光譜形狀。對于一個實施方式，周期反射濾波器301是 構建了溫度補償?shù)臏囟炔幻舾性O計的AWG芯片，所述溫度補償最小化溫度 變化所帶來的光譜層的波長移動。對于另一個實施方式，周期反射濾波器301 是標準的熱變化AWG元件，該熱變化AWG元件使用波長穩(wěn)定技術(例如溫度控制(未示出))。lXnAWG元件是具有一個輸入和多個(n)輸出的裝 置。對于一個實施方式，周期反射濾波器301是lXnAWG元件，該lXnAWG 元件在AWG芯片上的n個波導的輸出處具有反射表面，從而不需要用于"n" 個輸出的光纖。這可以減少AWG反射器的封裝成本，因為其不需要n個輸 出。GFF可以被置于增益元件302的任意一側。對于一個實施方式，GFF 304 被置于光纖301和增益元件302之間，如圖3中所示。對于另一個實施方式 (未示出)，GFF被置于增益元件302和隔離器303之間。對于一個實施方 式，GFF 304包括一個或多個薄膜介電干擾結構。隔離器303被用于防止反 射影響來自增益元件302的光的輸出功率和光譜形狀。
圖4A是示出了只具有增益元件的寬帶光源的一個實施方式的輸出的示 意圖。如圖4A中所示，輸出401具有相對于波長A的單個連續(xù)寬帶光譜401 。
圖4B是示出了具有增益元件和周期濾波器的寬帶光源的一個實施方式 的輸出的示意圖。如圖4B中所示，輸出401具有梳型光譜，該梳型光譜具 有多個單獨窄帶光譜層411。這些單獨窄帶光譜層411匹配WDM-PON系統(tǒng) 中的單獨信道的信道位置和光譜寬度，如下面所詳細描述的。對于一個實施 方式，光譜層411的位置與國際電信聯(lián)盟(ITU)波長柵格(未示出)相對 齊。對于一個實施方式，為了改善WDM-PON系統(tǒng)中的鄰近信道之間的串 擾，來自BLS的單獨光譜層411被制造得比WDM-PON系統(tǒng)中使用的光譜 信道寬度更窄。
圖4C是示出了具有增益元件、周期濾波器和GFF的周期寬帶光源的一 個實施方式的輸出420的示意圖，如參考圖3所描述的。GFF可以被用于調 整周期性分層(梳型)光譜的全局形狀，例如，用于使單獨光譜層411的高 度變平或者相等。如圖4C中所示，使用增益平坦濾波器來使單獨光譜層421 的高度相等。
對于一個實施方式，梳型光譜的全局形狀可以在不使用GFF的情況下被調整。對于給一個實施方式，梳型光譜的全局形狀的調整(例如使單獨光
譜層變平或者相等)可以通過調整來自AWG周期濾波器的"n"個輸出波導的單獨的反射率來被執(zhí)行。這可以是每個分別完成的或者是在批處理過禾呈中完成的。例如，反射金屬涂層可以被沉積于AWG周期濾波器的波導的輸出面上，其中涂層的厚度可以是根據(jù)距離而變化的。對于一個實施方式，在每個波導的輸出接口處的反射率可以是恒定的，并且在每個波導中還可以包括不同的損耗機制。這可以通過AWG芯片的掩蔽生成而以低成本來完成。
圖5A是降低了每個單獨光譜層上的相對強度噪聲(RIN)的周期BLS的一個實施方式的框圖。如圖5A中所示，周期BLS具有周期反射濾波器501、光學增益元件502、隔離器603和光學放大器504。對于一個實施方式，光學增益元件502是快速時間常數(shù)飽和(fast time-constant saturating)半導體光學放大器(SOA)。通過在深度飽和的條件下操作SOA，可以將強度波動降低到飽和放大器的響應時間之內。對于一個實施方式，光學增益元件502是具有納秒量級(例如0.1-100納秒)的快速響應時間的SOA，所述SOA可以有效降低納秒數(shù)據(jù)比特內的噪聲(例如對于千兆比特(Gigabit)區(qū)域內的數(shù)據(jù)調制速率)。對于一個實施方式，光學放大器504被用于增強周期性濾波的BLS輸出的輸出功率等級，例如具有遠距離射程的WDM PON。對于一個實施方式，光學放大器504的響應時間比增益元件502要慢。對于一個實施方式，光學放大器504具有毫秒量級(例如1-100毫秒)的響應時間。對于一個實施方式，放大器504是EDFA。如圖5A中所示，周期反射濾波器501具有包括GFF功能的AWG濾波器，如上所述。對于一個實施方式，AWG和GFF被結合到單個集成芯片，例如平面光波電路(PLC)。
隔離器503被用于防止反射影響來自光學放大器504的光的輸出功率和光譜形狀。對于一個實施方式，周期反射濾波器501、光學增益元件502、隔離器503和光學放大器504形成在包括硅、磷化銦或者其結合的單個半導體基底上。
圖5B是示出了周期BLS 500的一個實施方式的梳型輸出的示意圖。如圖5B中所示，每個單獨光譜層511上的RIN被最小化，如上所述。如圖5B中所示，單獨光譜層的全局形狀被調整，如上所述。
圖6A是控制每個單獨光譜層中的輸出功率并降低每個單獨光譜層上的相對強度噪聲(RIN)的周期BLS的一個實施方式的框圖。如圖6A中所示，周期BLS包括周期反射光譜濾波器601、光學增益元件602和隔離器603。周期濾波器601調整在每個光譜層中的光學功率。如圖6中所示，周期濾波器601具有1 Xn AWG濾波器604。 一個或多個可變光學控制元件605被耦合到AWG元件604的"n"個波導輸出的每個波導輸出，從而單獨調整每個光譜層中的光學功率。對于另一個實施方式，周期濾波器601具有耦合到—個或多個可變光學控制元件上的法布里-珀羅標準具(Fabry-Perotetalon)。對于一個實施方式，通過控制AWG604的"n"個波導輸出的每個波導輸出中的反射率來調整每個單獨光譜層中的光學功率。對于一個實施方式，可變光學控制元件605是可變反射率元件，例如具有固定的外部反射率的可變傳輸裝置。對于另一個實施方式，光學控制元件605具有結合在其功能內的反射率。
對于一個實施方式，通過控制在單獨光譜層內的損耗來調整光學功率。對于另一個實施方式，通過控制在單獨光譜層內的增益來調整光學功率。例如，可變光學控制元件605可以是可變衰減器、可變光學放大器或者其任意結合。對于一個實施方式，可變光學控制元件605例如是熱調諧波導、電光波導、微機電結構、基于電吸收效應的裝置等等。對于一個實施方式，可變光學控制元件605是SOA (半導體光學放大器)，該SOA操作在增益飽和的狀態(tài)中以降低每個單獨光譜層上的RIN。對于一個實施方式，光學控制元件605包括用于控制穿過波導的光的數(shù)量的加熱器。例如，通過加熱波導節(jié)點，式，可以
使用控制元件605剪裁單獨光譜層的形狀?？刂圃?05可以將單獨光譜層
的形狀剪裁成例如正弦曲線的、高斯的或頂部平坦的形狀。對于一個實施方
式，光學控制元件605和1XnAWG濾波器可以都被集成在單個集成光學芯片上，這降低了周期BLS的成本。對于一個實施方式，硅石(例如Si02)或聚合體波導被用于集成可變衰減器和AWG。對于一個實施方式，磷化銦
(InP)波導被用于SOA與AWG的合并集成。對于另一個實施方式，光學控制元件605和濾波器604是與光線耦合的單獨組件。
圖6B是示出了的周期BLS 600的一個實施方式的梳型的輸出相對于波長入的示意圖。如圖6B中所示，每個單獨光譜層612的輸出功率可以使用可變光學控制元件被調整，如上所述。
圖7是包括一個或多個周期寬帶光源的WDM-PON系統(tǒng)的一個實施方式的框圖。如圖7所示，WDM-PON系統(tǒng)700包括位于中央局的光學線路
(OLT)單元701和位于遠程地點處的多個光網(wǎng)絡單元(ONU) 702。 OLT 701包括第一組收發(fā)器(諸如收發(fā)器704)，用于將第一組光學信號沿光學傳輸媒介712 (諸如光纖、空氣或任何其他光學傳輸媒介)從OLT701到ONU702發(fā)送到下行方向714。收發(fā)器704包括發(fā)射機Tx 705和接收機Rx 706。Tx 705被用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到ONU702。 Rx706被用于從ONU702接收數(shù)據(jù)。如圖7中所示，1Xn波分復用器/解復用器(WDMMUX/De-MUX) 703被耦合到一組收發(fā)器，諸如收發(fā)器704。如圖7中所示，WDMMUX/De-MUX具有多個(n個)波長信道。周期寬帶光源(BLS)709被耦合到WDM MUX/De-MUX704以將單獨光譜層的光發(fā)送到方向715以對諸如發(fā)射機705的一個或多個發(fā)射機Tx進行波長鎖定。對于一個實施方式，周期BLS源709在波段(例如從大約1420nm到大約1455nm)內生成單獨光譜層。由周期BLS 709生成的單獨光譜層被自動調整以匹配WDM MUX/De-MUX 704的波長信道l~n。因為單獨光譜層的寬度不比波長信道的寬度大，所以鄰近波長信道之
間的光學串擾被消除了。也就是說，周期BLS生成單獨光譜層以對發(fā)射機Tx進行波長鎖定通過移除靠近每個信道外邊緣的注入的光來降低鄰近信道
之間的光學串擾。通過將波長信道之間的未使用的光學功率傳輸?shù)矫總€信道的中央來提高在每個波長信道內的峰值光譜密度。可以通過只在每個波長信
道的中央提供注入的BLS功率來降低系統(tǒng)的MUX/De-MUX的波長精確度。對于一個實施方式，MUX/DMUX 704是具有自由光譜范圍(FSR)的AWG，用于復用/解復用進入每個波導的多個波長，所述每個波導在大約1280nm到大約1650nm的波長范圍內。對于一個實施方式，MUX/DMUX 704滿足光學信道之間的間隔小于10nm。在一個實施方式中，MUX/DMUX 704是陣列波導MUX/DMUX,該陣列波導MUX/DMUX滿足鄰近光學信道之間的光學間隔在大約25GHz到200GHz的范圍內。
如圖7中所示，在ONU702處的另一組收發(fā)器(諸如收發(fā)器716)被用于將另一組光學信號沿著光學傳輸媒介712在上行方向715發(fā)送到OLT 701 。收發(fā)器716包括發(fā)射機Tx 713和接收機Rx 707。 Tx 713被用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到OLT 701 。 Rx707被用于從OLT 701接收數(shù)據(jù)。WDM MUX/De-MUX 708被耦合到在ONU 702處的一組收發(fā)器。如圖7中所示，WDM MUX/De-MUX708具有波長信道l~n。周期BLS 710被耦合到WDM MUX/De-MUX 708，從而將光的單獨光譜層發(fā)送到方向714以對位于遠程地點處的一個或多個發(fā)射機(諸如收發(fā)器713)進行波長鎖定。對于一個實施方式，周期BLS濾波器710在B波段(例如從大約1530nm到大約1565nm)內生成單獨光譜層。從周期BLS 710發(fā)送的單獨光譜層的光被調整為匹配波長信道WDMMUX/De-MUX 708。對于一個實施方式， 一個或多個發(fā)射機(諸如Tx 705和713)包括波長鎖定光源。對于一個實施方式， 一個或多個發(fā)射機(諸如Tx 705和713)的波長鎖定光源當被從周期BLS 710注入的單獨光譜層抑制時在激光發(fā)射閾值下操作。波長鎖定光源可以是法布里-珀羅激光器二極管、反射半導體放大器、可調諧激光器或者其任意結合，該波長鎖定光源被配置
為在激光發(fā)射閾值下操作從而被波長鎖定到由周期BLS 710提供的光譜層。如圖7中所示，控制單元716被耦合到一組收發(fā)器的接收機(諸如接收機Rx 706)、周期BLS 709和周期BLS 710?？刂茊卧?16是可以被用于基于從接收機(諸如接收機Rx 706)接收的信息來動態(tài)控制由周期BLS 709和周期BLS710生成的單獨光譜層的可選控制電路。對于一個實施方式，控制單元716控制每個光譜層中的光學功率。對于另一個實施方式，控制單元716控制每個光譜層中的中央波長。對于一個實施方式，OLT701和遠程ONU702
彼此進行通信從而控制每個單獨光譜層中的功率等級。該控制功能可以在OLT701和ONU 702之間的操作、執(zhí)行、管理(OAM)通信層(未示出)中被實施。對于一個實施方式，與每個單獨光譜層中的功率等級有關的信息被結合到單獨(例如監(jiān)督)數(shù)據(jù)包從而提供OLT 701和ONU 702之間的通信。
在上述說明中，參考了特定的示例性實施方式描述了本發(fā)明的實施方式。顯然，在不脫離本發(fā)明的寬泛的精神和范圍的請款下可以對本發(fā)明做出各種修改。相應的，說明書和附圖被認為是示例性的而非限制性的。
權利要求
1、一種寬帶光源，該寬帶光源包括光學增益元件，該光學增益元件用于生成光；以及周期濾波器，該周期濾波器耦合到所述光學增益元件，以將所述光濾波成多個單獨光譜層。
2、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，其中所述周期濾波器是反射濾波器。
3、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，其中所述周期濾波器用于調整所 述光譜層中的每一個光譜層的光學功率。
4、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，其中所述周期濾波器是波長穩(wěn)定 的濾波器。
5、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，其中所述光穿過所述光學增益元 件的次數(shù)不超過兩次。
6、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，其中所述周期濾波器具有 一個或多個光學功率控制元件，該一個或多個光學功率控制元件被耦合，以控制所述光譜層中的每一個光譜層的光學功率。
7、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，該寬帶光源還包括 隔離器，該隔離器耦合到所述光學增益元件。
8、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，其中所述周期濾波器包括陣列波 導光柵、標準具、干涉儀、布拉格濾波器或者它們的任意結合。
9、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，其中所述光學增益元件包括半導 體光學放大器、光纖放大器或者它們的任意結合。
10、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，該寬帶光源還包括 增益平坦濾波器，該增益平坦濾波器耦合到所述光學增益元件。
11、 根據(jù)權利要求1所述的寬帶光源，該寬帶光源還包括 光學放大器，該光學放大器耦合到所述光學增益元件。
12、 一種寬帶光源，該寬帶光源包括 光學增益元件，該光學增益元件用于生成光；周期濾波器，該周期濾波器耦合到所述光學增益元件，以將所述光濾波 成多個單獨光譜層，其中所述周期濾波器具有一個或多個控制元件以控制所 述單獨光譜層中的每一個光譜層的輸出功率。
13、 根據(jù)權利要求12所述的寬帶光源，其中所述周期濾波器是反射濾波器。
14、 根據(jù)權利要求12所述的寬帶光源，其中所述周期濾波器和所述一個或多個控制元件被結合到單個集成光學芯片上。
15、 根據(jù)權利要求12所述的寬帶光源，其中所述一個或多個控制元件 中的控制元件包括可變反射率元件。
16、 根據(jù)權利要求12所述的寬帶光源，其中所述一個或多個控制元件 中的控制元件包括可變衰減器、可變光學放大器或者它們的任意結合。
17、 根據(jù)權利要求12所述的寬帶光源，該寬帶光源還包括 隔離器，該隔離器耦合到所述光學增益元件。
18、 一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一組收發(fā)器，用于將第一組光學信號沿著光學傳輸媒介發(fā)送到第一方向；第一波分復用器/解復用器(WDMMUX/De-MUX)，耦合到所述第一發(fā) 器組，其中所述第一 WDMMUX/De-MUX具有第一波長信道；以及第一周期寬帶光源，耦合到所述第一 WDM MUX/De-MUX，該第一周 期寬帶光源用于將光的第一單獨光譜層發(fā)送到第二方向，以波長鎖定所述第 一組收發(fā)器中的一個或多個第一收發(fā)器，其中所述第一單獨光譜層與所述第 一波長信道匹配。
19、 根據(jù)權利要求18所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括 第二組收發(fā)器，用于將第二組光信號沿著所述光學傳輸媒介發(fā)送到所述第二方向；第二 WDM MUX/De-MUX，耦合到所述第二組收發(fā)器，其中所述第二 WDM MUX/De-MUX具有第二波長信道；以及第二周期寬帶光源，耦合到所述第二 WDM MUX/De-MUX，該第二周期寬帶光源用于將光的第二單獨光譜層發(fā)送到所述第一方向，以波長鎖定所 述第二組收發(fā)器的一個或多個第二收發(fā)器，其中所述第二單獨光譜層與所述 第二波長信道匹配。
20、 根據(jù)權利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述一組收發(fā)器中的收發(fā)器包 括法布里-珀羅激光器、反射半導體放大器、可調諧激光器或者它們的任意女士 A^口 口 o
21、 根據(jù)權利要求18所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括控制單元，耦合到所述第一組收發(fā)器和所述第一周期寬帶光源，以控制第一多個光譜層中的每個光譜層中的光學功率。
22、 根據(jù)權利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述第一周期寬帶光源包括光學增益元件，該光學增益元件用于生成光；以及周期濾波器，該周期濾波器耦合到所述光學增益元件。
23、 一種方法，該方法包括；將光的單獨光譜層從周期寬帶光源提供到具有波長信道的波分復用器/解復用器(WDMMUX/De-MUX)，將所述單獨光譜層匹配到所述波長信道；使所述單獨光譜層通過所述波長信道，從而波長鎖定耦合到所述WDMMUX/De-MUX的一個或多個收發(fā)器；以及調整在所述單獨光譜層中的光學功率。
24、 根據(jù)權利要求23所述的方法，其中通過控制所述單獨光譜層中的反射率來執(zhí)行所述調整。
25、 根據(jù)權利要求23所述的方法，其中通過控制所述單獨光譜層中的損耗來執(zhí)行所述調整。
26、 根據(jù)權利要求23所述的方法，其中通過控制所述單獨光譜層中的增益來執(zhí)行所述調整。
27、 根據(jù)權利要求23所述的方法，該方法還包括對所述單獨光譜層的形狀進行剪裁。
28、 根據(jù)權利要求23所述的方法，其中所述單獨光譜層比所述波長《道的寬度更窄。
29、 根據(jù)權利要求23所述的方法，該方法還包括穩(wěn)定所述單獨光譜層的位置。
全文摘要
描述了周期性濾波的寬帶光源的實施方式。周期性濾波的寬帶光源包括周期光譜濾波器，該周期光譜濾波器耦合到光學增益元件以生成光將所述光濾波成多個單獨光譜層。寬帶光源具有耦合到光學增益元件上的隔離器。周期寬帶光源可以是反射濾波器。周期寬帶光源可以調整每個光譜層中的光學功率。周期濾波器可以包括一個或多個控制元件以控制每個光譜層中的光學功率。而且，波分復用無源光網(wǎng)絡被描述為包括周期寬帶光源以發(fā)送單獨光譜層，從而波長鎖定一個或多個收發(fā)器。由周期寬帶光源發(fā)送的單獨光譜層與波分復用器/解復用器的波長信道相匹配。
文檔編號H04B10/155GK101689956SQ200880009439
公開日2010年3月31日 申請日期2008年3月17日 優(yōu)先權日2007年3月22日
發(fā)明者H-Y·李, P·塞迪奇, W·V·索林 申請人:諾維拉光學公司