[发明专利]激光器及其制造方法和无源光网络系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及光通信技术，特别地，涉及一种激光器及其制造方法，以及一种使用该激光器的无源光网络系统。

背景技术

随着用户对带宽需求的不断增长，传统的铜线宽带接入系统越来越面临带宽瓶颈。与此同时，带宽容量巨大的光纤通信技术日益成熟且应用成本逐年下降，光纤接入网，比如无源光网络(Passive Optical Network，PON)，逐渐成为下一代宽带接入网的有力竞争者。目前，在众多的光纤接入网解决方案中，波分复用无源光网络(WDM PON)技术由于其具有较大的带宽容量、类似点对点的通信方式保证信息安全性等优点而备受关注。

通常，WDM PON系统主要包括位于中心机房的多个光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)收发模块和位于用户端的多个光网络单元(OpticalNetwork Unit，ONU)收发模块，其中，所述OLT收发模块和ONU收发模块一般采用激光器(Laser Diode，LD)作为光源。由于不同ONU收发模块需要采用不同的通信波长(λ1，λ2，...λn)与其对应的OLT收发模块进行通信，所述WDMPON系统要求不同收发模块的激光器分别可以发射不同波长的光信号。为实现光源无色化，业界提出一种采用反射式半导体光放大器(Reffective Semiconductor Optical Amplifier，RSOA)作为激光器，通过种子光注入到所述RSOA以使得不同的RSOA分别锁定到不同波长的方案。

不过，与其他半导体器件相似，RSOA存在着比较明显的温度敏感性的问题，具体来说，随着温度的变化，所述RSOA可能发生增益谱漂移及增益峰值下降的现象。比如，随着温度的增加，所述RSOA的增益峰可能会向长波长方向漂移(温漂系数大约为0.5nm/℃)，同时增益峰值下降。上述增益变化将直接影响所述WDM PON系统的性能，比如其可能导致所述WDM PON系统的信号消光比降低、传输距离缩短以及误码率增加等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种可以解决上述温度敏感问题的激光器及其制造方法。同时，本发明实施例还提供一种使用所述激光器的无源光网络系统。

一种激光器，其包括半导体衬底；设置在所述半导体衬底的波导层；以及设置在所述波导层表面的光波限制层，其用于将光波限制在所述波导层传输；其中，所述波导层包括量子阱层，所述量子阱层包括多个沿着所述光波传输方向设置的量子阱区，所述多个量子阱区分别具有不同波长的增益峰。

一种激光器制造方法，其包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底生长出波导层，所述波导层包括具有多个量子阱区的量子阱层，其中所述多个量子阱区沿着光波传输方向设置，且分别具有不同波长的增益峰；在所述量子阱层表面形成光波限制层。

一种无源光网络系统，其包括光线路终端和多个光网络单元，所述光线路终端通过光分配网络连接到所述多个光网络单元；其中，所述光线路终端和/或光网络单元包括上述激光器。

本发明实施例提供的激光器在其内部的量子阱层沿光波传输方向设置有多个具有不同波长的增益峰的量子阱区，使得光波在传输过程中要经过所述具有不同波长的增益峰的量子阱区。因此，光波在所述激光器中的最终增益效果便是所述多个量子阱区各个不同的增益峰之间的相互叠加。与现有技术相比，所述增益峰的叠加可以极大地提高所述激光器的增益谱宽度，因此，即使出现温度变化而导致某个增益峰发生漂移及峰值下降，由于其他增益峰的补偿作用，本发明实施例提供的激光器仍可以保证光波在很宽的频谱范围内具有较佳的增益效果，从而降低温度变化对光增益带来的影响，解决现有技术的激光器存在的温度敏感问题。

附图说明

图1为本发明一种实施例提供的激光器的截面示意图。

图2为图1所示的激光器的量子阱层的结构示意图。

图3为本发明一种实施例提供的激光器的增益谱示意图。

图4为本发明一种实施例提供的激光器制造方法的流程图。

图5为图4所示的激光器制造方法在生成量子阱层时采用的掩模的图形示意图。

图6为采用图5所述的掩模生成的量子阱层的能带结构示意图。

图7为本发明实施例提供的WDM PON系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明实施例提供的激光器及其制造方法进行详细描述。