CN104756332A

CN104756332A - 一种激光器、光信号调制方法和光网络***

Info

Publication number: CN104756332A
Application number: CN201380001772.0A
Authority: CN
Inventors: 王磊; 周小平
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2033-09-17
Also published as: CN104756332B; WO2015039273A1

Abstract

一种激光器、光信号调制方法和光网络***，涉及通信领域，提供了一种光信号调制的机制，实现了在光信号调制中减少光信号的啁啾量，保证了激光器的单模运转，增加激光器的可靠性。具体方法为：激光产生区(11)产生至少两个不同波长的光，该至少两个不同波长的光经过调节区(12)到达激光反射区(13)，然后激光反射区(13)该至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，该反射光经过调节区(12)返回激光产生区(11)，然后激光产生区(11)根据所述反射光生成发射光。该技术方案是对激光器中光信号的调制。

Description

一种激光器、光信号调制方法和光网络*** 技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种激光器、光信号调制方法和光网络***。

背景技术

随着新一代光接入网络的部署，宽带接入对传输速率和传输距离的要求不断提高，传统的 DML ( Directed Modulated Laser,直接调制激光器）发射机在高速传输过程中，由于调制机制的限制，光频率和光强度会伴随着调制信号产生变化，进而产生调制频率啁啾。而啁啾随着时间的变化与光纤的色散作用，会导致光信号在传输之后产生变形，严重影响接收的灵敏度。因此，尽可能的减小调制过程中产生的啁啾就成为 DLM在新一代高速接入网应用的首要前提。

在现有技术中，提供了两种低啁啾激光器，来减小调制过程中产生的啁啾。

一种是釆用混合集成 DBR ( Distributed Bragg Reflector, 分布布拉格反射器）结构实现的低啁啾激光器。该激光器利用 DBR作为激光腔镜进行激光器模式选择，利用激光器波长和 DBR反射波长的偏离来抑制调制时的啁啾。但是由于这一类激光器需要很窄的 DBR 反射谱宽，目前只能通过混合集成的方式实现，成本较高，缺乏实用性。

一种是由增益耦合 DFB ( Distributed Feedback Bragg , 分布反馈布拉格激光器）区和无光栅的反馈区组成的激光器。其中，增益耦合 DFB 区为前段区域，用于产生增益和加载调制信号。无光栅的反馈区为后段区域，其折射率可以利用相位控制电流进行调节。当反馈区的相位在一定范围内的时候， DFB 区域调制引起的频率变化就会受到压缩，从而降低输出信号的啁啾。但是使用这种结构的激光器，为了保证激光器的单模运转，其 DBF 区域必须要使用增益随长度周期性变化的增益耦合结构，但是使用增益耦合结构会导致激光器的可靠性下降。

发明内容

本发明实施例提供一种激光器、光信号调制方法和光网络***，提供了一种光信号调制的机制，实现了在光信号调制中减小光信号的啁啾量，并保证了激光器的单模运转，增加激光器的可靠性。

为达到上述目的，本发明的实施例釆用如下技术方案：

第一方面，提供一种激光器，所述激光器包括：激光产生区、调节区和激光反射区；

激光产生区，用于产生至少两个不同波长的光，所述至少两个不同波长的光经过所述调节区到达所述激光反射区；

激光反射区，用于将所述所述至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，所述反射光经过所述调节区返回所述激光产生区，所述反射光的波长与所述激光产生区的激射模式对应的波长相同。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，包括：

在所述激光器的底层设置有公共衬底，所述公共衬底用于保护所述激光器，所述激光产生区、调节区和激光反射区共用所述公共衬底；

在所述激光器的顶层设置有公共包层，所述公共包层用于保护所述激光器，所述激光产生区、调节区和激光反射区共用所述公共包层。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述激光产生区包括：

波导层，所述波导层上刻蚀有光栅，所述波导层设置在所述公共衬底上；

量子阱层，所述量子阱层设置在所述公共包层与所述光栅之间。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述激光产生区包括：量子阱层，所述量子阱层设置在所述公共包层与所述公共衬底之间；

所述量子阱层上刻蚀有光栅。

结合第一方面的第二种或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述量子阱层用于产生多个不同波长的光，所述光栅用于对所述量子阱层产生的多个不同波长的光进行筛选，以便得到所述至少两个不同波长的光；

所述光栅为均与分布的光栅。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述调节区包括：

波导层，所述波导层设置在所述所述公共包层与所述公共衬底之间。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述激光反射区包括：

波导层，在所述波导层上刻蚀有光栅，所述波导层设置在所述所述光栅为均勾分布的光栅。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述激光器还包括：

调节模块，用于在发射光的啁啾量不满足预设条件时，对所述调节区的折射率进行调节。

第二方面，提供一种光信号调制方法，所述方法包括：产生区产生至少两个不同波长的光，所述至少两个不同波长的光经过调节区到达激光反射区；

将所述所述至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，所述反射光经过所述调节区返回所述激光产生区，所述反射光的波长与所述激光产生区的激射模式对应的波长相同；

根据所述反射光生成发射光。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述产生至少两个不同波长的光包括：

产生多个不同波长的光，并对所述量子阱层产生的多个不同波长的光进行筛选，以便得到所述至少两个不同波长的光。

结合第二方面和第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：

在发射光的啁啾量不满足预设条件时，对所述调节区的折射率进行调节。

第三方面，提供一种光网络***，所述光网络***至少包括：光线路终端和多个光网络单元，所述光线路终端和 /或所述多个光网络单元包括如第一方面所述的激光器。

本发明实施例提供一种激光器、光信号调制方法和光网络***，先由激光产生区产生至少两个不同波长的光，该至少两个不同波长的光经过调节区到达激光反射区，然后激光反射区该至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，该反射光经过调节区返回激光产生区，然后激光产生区根据所述反射光生成发射光。从而提供了一种光信号调制的机制，实现了在光信号调制中减小光信号的啁啾量，保证了激光器的单模运转，增加激光器的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1 为本发明实施例提供的一种光信号调制方法的流程示意图；

图 2 为本发明实施例提供的一种光信号调制方法的流程示意图；

图 3为本发明实施例提供的一种激光器的结构示意图；

图 4为本发明实施例提供的一种激光器的结构示意图；图 5为本发明实施例提供的一种激光器的结构示意图；图 6为本发明实施例提供的一种激光器的结构示意图；

图 7为本发明实施例提供的一种啁啾压缩比和调节区折射率变化的关系示意图；

图 8为本发明实施例提供的一种光网络***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种光信号调制方法，应用于一种激光器，该激光器包括激光产生区、调节区和激光反射区，如图 1 所示，所述方法包括：

101、激光产生区产生至少两个不同波长的光，该至少两个不同波长的光经过调节区到达激光反射区。

102、激光反射区将该至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，反射光经过调节区返回激光产生区，该反射光的波长与激光产生区的激射模式对应的波长相同。

103、激光产生区根据反射光生成发射光。

另外，在发射光的啁啾量不满足预设条件时，如图 2所示，该方法还包括：

104、对调节区的折射率进行调节。其中，啁啾量是指发射光传输过程中中心波长发生偏移时偏移量的大小。其中，所述调节区是没有光栅的。

在对所述调节区的折射率进行调节后，可以再次执行 101〜103。本发明实施例提供一种光信号调制方法，激光产生区产生至少两个不同波长的光，该至少两个不同波长的光经过调节区到达激光反射区，然后激光反射区该至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，该反射光经过调节区返回激光产生区，然后激光产生区根据所述反射光生成发射光。从而提供了一种光信号调制的机制，实现了在光信号调制中减小光信号的啁啾量，保证了激光器的单模运转，增加激光器的可靠性。

本发明实施例提供的一种激光器 1, 如图 3 所示，包括：激光产生区 11、调节区 12和激光反射区 13。

激光产生区 11, 用于产生至少两个不同波长的光，该至少两个不同波长的光经过调节区 12到达激光反射区 13。

激光反射区 13, 用于将至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，反射光经过调节区 12返回激光产生区 11, 反射光的波长与激光产生区 11 的激射模式对应的波长相同。

激光产生区 11还用于根据反射光生成发射光。

另外，所述调节区是没有光栅的，也可以称为无光栅区。

可选的，如图 4所示，在激光器 1 的底层设置有公共衬底 14, 公共衬底 14用于保护激光器 1, 激光产生区 11、调节区 12和激光反射区 13共用公共衬底 14;

在激光器 1 的顶层设置有公共包层 15, 公共包层 15 用于保护激光器 1, 激光产生区 11、调节区 12和激光反射区 13共用公共包层 15。

另外，在另一种实现方式中，激光产生区 11、调节区 12 和激光反射区 13也可以釆用非公共的衬底和包层，即激光产生区 11、调节区 12和激光反射区 13釆用各自独立的衬底和包层。

可选的，在一种实现方式下，如图 5所示，激光产生区 11 包括：波导层 111, 波导层 111 上刻蚀有光栅 1111, 波导层 111 设置在公共衬底上 14;

量子阱层 112, 量子阱层 112设置在公共包层 15与波导层 111 之间。

具体的，量子阱层 112用于产生多个不同波长的光，光栅 1111 用于对量子阱层 112 产生的多个不同波长的光进行筛选，以便得到至少两个不同波长的光；

另外，光栅 1111为均匀分布的光栅。

如图 5所示，调节区 12包括：

波导层 121, 波导层 121 设置在公共包层 15 与公共衬底 14之间。

如图 5所示，激光反射区 13 包括：

波导层 131, 在波导层 131 上刻蚀有光栅 1311, 该波导层 131 设置在公共包层 15与公共衬底 14之间。

另外，光栅 1311 为均匀分布的光栅。

或者，在另一种实现方式下，如图 6所示，激光产生区 11 包括：量子阱层 113,量子阱层 113设置在公共包层 15与公共衬底 14 之间；

量子阱层 113上刻蚀有光栅 1131。

具体的，量子阱层 113用于产生多个不同波长的光，光栅 1131 用于对量子阱层 113 产生的多个不同波长的光进行筛选，以便得到至少两个不同波长的光；

另外，光栅 1131 为均匀分布的光栅。

如图 6所示的激光器 1 中，调节区 12和激光反射区 13 的结构与图 5所示的激光器 1 中的调节区 12和激光反射区 13相同，不再赘述。

可选的，激光器 1还包括：

调节模块 16, 用于在发射光的啁啾量不满足预设条件时，对调节区 12的折射率进行调节。

该调节模块 16可以外接在激光器 1的外部也可以集成在激光器 1 内，该调节模块 16 可以根据发射光的啁啾量自动调节调节区 12 的折射率，也可以在发射光的啁啾量不满足预设条件时提醒管理员，以便根据管理员的调节指令来对调节区 12的折射率进行调节。上述预设条件可以为一个啁啾量阈值，也可以为啁啾压缩比的阈值，该啁啾压缩比为当前发射光的啁啾量与激光器只存在激光产生区时产生的发射光的啁啾量之比，啁啾压缩比越小表示啁啾抑制能力越强。

另外，所述调节区是没有光栅的，也可以称为无光栅区。

另外，本发明实施例提供过的激光器 1可以为 DML, 激光器 1 中的激光产生区可以为 DFB 区，激光反射区可以为 DBR区。

进一步的，为了更清楚的对本发明的实施例进行说明，示例性的，激光器 1调制光信号的具体流程可以为：

为了方便说明，假设激光产生区同时产生 3 个不同波长的光，分别为波长为 A的第一束光、波长为 B的第二束光和波长为 C的第三束光；其中，该波长为 A的第一束光、波长为 B的第二束光和波长为 C的第三束光并非特指，仅仅为示例性的。

具体的，首先，激光产生区 11 中的量子阱层 112同时产生波长分别为波长为 A的第一束光、波长为 B的第二束光和波长为 C的第三束光，然后波长为 A的第一束光、波长为 B的第二束光和波长为 C的第三束光同时进入到波导层 111。

然后，该波长为 A的第一束光、波长为 B的第二光和波长为 C 的第三束光同时经过波导层 111 的光栅 1111, 该光栅 1111根据预先设定的过滤方式，过滤波长为 C的第三束光，保留波长为 A的第一束光和波长为 B的第二光，而后该波长为 A的第一束光和波长为 B 的第二束光同时进入调节区 12。其中，波导层 111 的光栅 1111过滤方式的设定可以通过该光栅的结构设计来实现，此处不加以限定。或者：

该波长为 A的第一束光、波长为 B的第二光和波长为 C的第三束光同时经过量子阱层 113的光栅 1131,该光栅 1131根据预先设定的过滤方式，过滤波长为 C的第三束光，保留波长为 A的第一束光和波长为 B的第二光，而后波长为 A的第一束光和波长为 B的第二束光同时进入调节区 12。其中，量子阱层 113 的光栅 1131过滤方式的设定方法与波导层 111 的光栅 1111过滤方式的设定方法相同或者不同。

然后，该波长为 A的第一束光和波长为 B的第二束光利用波导层 121 同时经过调节区 12。其中，该调节区 12 中的波导层 121 的折射率是可以调节的，以便通过调节该折射率减小发射光的啁啾量；该发射光为激光器 1最后输出的光。

在该波长为 A的第一束光和波长为 B的第二束光同时通过调节区 12后，到达激光反射区 13, 然后该波长为 A的第一束光和波长为 B 的第二束光同时经过波导层 131 的光栅 1311, 该光栅 1311 根据预先设定的过滤方式，过滤波长为 B 的第二束光，保留波长为 A 的第一束光，并将该波长为 A的第一束光反射回调节区 12。其中，波导层 131 的光栅 1311 过滤方式的设定方法与波导层 111 的光栅 1111过滤方式的设定方法相同或者不同。

然后，该波长为 A的第一束光利用波导层 121, 经过调节区 12, 到达激光发射区 11。

在该波长为 A 的第一束光到达激光发射区 11 后，激光发射区 11利用该波长为 A的第一束光生成发射光。其中，该发射光的波长与该波长为 A的第一束光的波长相同。

由此可见，上述过程为一个自反馈过程，在该自反馈过程中，可以通过调节调节区 12中波导层 121的折射率来实现该发射光中的啁啾量的减小。

同时，通过激光发射区 11 中波导层 111 的光栅 1111对波长为 C 的第三束光的过滤和激光反射区 13 中波导层 131 的光栅 1311对波长为 B的第二束光的过滤，实现了波长为 A的第一束光与激光发射区 11产生的其中一个激射模式的对准，即波长为 A的第一束光的波长与激光器 1 的可以产生的两个具有最大发射强度的相邻波长中的其中一个相同，以保证发射光的发射强度，从而实现激光器 1 的单模运转。

示例性的，如图 7所示，通过啁啾压缩比和调节区 12的折射率变化关系可以看出，激光器 1 可以让啁啾量减少到传统 DFB激光器啁啾量的三分之一。

本发明实施例提供一种激光器，包括激光产生区、调节区和激光反射区，激光产生区产生至少两个不同波长的光，该至少两个不同波长的光经过调节区到达激光反射区，然后激光反射区该至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，该反射光经过调节区返回激光产生区，然后激光产生区根据所述反射光生成发射光。从而提供了一种光信号调制的机制，实现了在光信号调制中减小光信号的啁啾量，保证了激光器的单模运转，增加激光器的可靠性。

本发明实施例还提供一种光网络*** 00,光网络*** 00至少包括：光线路终端 ( Optical Line Terminal, OLT ) 01和多个光网络单元 ( Optical Network Unit, ONU ) 02, 光线路终端 01和 /或多个光网络单元 02包括前述实施例提供的激光器 1。

其中，如图 8所示，光线路终端 01和多个光网络单元 02可以通过分光器 03连接。

本发明中术语 "和 /或"，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如， A和 /或 B , 可以表示：单独存在 A , 同时存在 A和 B , 单独存在 B这三种情况。另外，本文中字符 " /" , 一般表示前后关联对象是一种 "或" 的关系。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的功能模块可以既可以釆用硬件的形式实现，也可以釆用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括： U盘、移动硬盘、只读存储器（ Read-Only Memory , 简称 ROM )、随机存取存储器（ Random Access Memory , 简称 RAM )、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求书

1、一种激光器，其特征在于，所述激光器包括：激光产生区、调节区和激光反射区；

所述激光产生区，用于产生至少两个不同波长的光，所述至少两个不同波长的光经过所述调节区到达所述激光反射区；

所述激光反射区，用于将所述至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，所述反射光经过所述调节区返回所述激光产生区，所述反射光的波长与所述激光产生区的激射模式对应的波长相同；
2、根据权利要求 1所述的激光器，其特征在于，包括：

在所述激光器的底层设置有公共衬底，所述公共衬底用于保护所述激光器，所述激光产生区、调节区和激光反射区共用所述公共衬底；在所述激光器的顶层设置有公共包层，所述公共包层用于保护所述激光器，所述激光产生区、调节区和激光反射区共用所述公共包层。
3、根据权利要求 2所述的激光器，其特征在于，所述激光产生区包括：

波导层，所述波导层上刻蚀有光栅，所述波导层设置在所述公共衬底上；

量子阱层，所述量子阱层设置在所述公共包层与所述光栅之间。
4、根据权利要求 2所述的激光器，其特征在于，所述激光产生区包括：

量子阱层，所述量子阱层设置在所述公共包层与所述公共衬底之间；

所述量子阱层上刻蚀有光栅。
5、根据权利要求 3或 4所述的激光器，其特征在于，所述量子阱层用于产生多个不同波长的光，所述光栅用于对所述量子阱层产生的多个不同波长的光进行筛选，以便得到所述至少两个不同波长的光；

所述光栅为均匀分布的光栅。 6、根据权利要求 2所述的激光器，其特征在于，所述调节区包括：

波导层，所述波导层设置在所述所述公共包层与所述公共衬底之间。
7、根据权利要求 2所述的激光器，其特征在于，所述激光反射区包括：

波导层，在所述波导层上刻蚀有光栅，所述波导层设置在所述公所述光栅为均匀分布的光栅。
8、根据权利要求 1 所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括：

调节模块，用于在发射光的啁啾量不满足预设条件时，对所述调节区的折射率进行调节。
9、一种光信号调制方法，其特征在于，所述方法包括：产生区产生至少两个不同波长的光，所述至少两个不同波长的光经过调节区到达激光反射区；

将所述至少两个不同波长的光中的一个光反射产生反射光，所述反射光经过所述调节区返回所述激光产生区，所述反射光的波长与所述激光产生区的激射模式对应的波长相同；

根据所述反射光生成发射光。
10、根据权利要求 9所述的方法，其特征在于，所述产生至少两个不同波长的光包括：

产生多个不同波长的光，并对所述量子阱层产生的多个不同波长的光进行筛选，以便得到所述至少两个不同波长的光。
1 1、根据权利要求 9或 10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在发射光的啁啾量不满足预设条件时，对所述调节区的折射率进行调节。
12、一种光网络***，所述光网络***至少包括：光线路终端和多个光网络单元，其特征在于，所述光线路终端和 /或所述多个光网络单元包括如权利要求 1至 8任一所述的激光器。