[发明专利]用于波分复用的光子集成电路

说明书

技术领域

本文献涉及一种用于在波分复用(WDM)系统中对光学信号进行多路复用的光子集成电路(PIC)。明确地说，本文献涉及一种用于减小用于在WDM系统中对光学信号进行多路复用的PIC的大小的方法和系统。

背景技术

已经开发出PIC来减小多波长发射体的封装成本和占据面积。一个主要市场为城域网。

现在预知PIC用于接入网络。在下一代接入网络中，将出现波分复用(WDM)以增加接入网络的灵活性、订户的数目和光学预算(功率分配器可能被波长多路分用器替代，所述波长多路分用器也将增加可能订户的数目)。

在光纤通信中，WDM为通过使用不同波长载运不同信号来在单个光波导(例如，光纤)上对多个光学载波信号进行多路复用的技术。除了使得能够经由同一光波导进行双向通信之外，这还允许容量倍增。在WDM系统中，多路复用器用以将对应于不同波长的不同光学信号一起合并到同一波导上，且多路分用器通常用以隔离来自波导的不同光学信号。当装置同时进行两者时，其可用作光学增/减多路复用器。

发明内容

在接入网络中，网络组件(例如，WDM发射器)的成本是重要的问题。因而，WDM将最可能为粗的(例如，具有20nm波长间距)，以便使用非冷却式光学发射体。此外，为了以低制造成本提供WDM发射器，需要实现高集成度，即，需要提供可在PIC的有限空间上发射处于大量不同波长的光的WDM发射器。本文献描述此WDM发射器以及用于实施此WDM发射器的对应方法。

根据一方面，描述一种光学发射器或光学发射体。明确地说，描述一种光学CWDM发射体或发射器。所述发射体或发射器可集成在光子集成电路(PIC)上。发射器可经配置以产生被多路复用到输出波导上的处于多个对应不同波长的多个光学信号。所述波长可在1300nm到1600nm范围内。波长之间的间距可为约20nm或20nm以上。

发射器可包含第一和第二转换器，其包含不同的第一和第二活性材料，所述活性材料经配置以发射处于第一和不同的第二波长的光。第一和第二转换器可为电光转换器，其经配置以将电信号转换为光学信号。明确地说，转换器可经配置以将经调制的电信号转换为经调制的光学信号。

发射器可包含第一转换器波导，其横穿或穿过第一和第二转换器的第一和第二材料。第二材料可位于第一转换器波导的输出端处，且第一材料可位于第一转换器波导的输入端(例如，发射器的后端)处，所述输入端在输出端的上游或与其相对。第一转换器波导的输出端可指向光学发射器的输出端，即，指向输出波导。换句话说，第一转换器波导的输出端通常通向输出波导。

第二活性材料可对于处于第一波长的光为透明的。另一方面，第一活性材料可经配置以吸收处于第二波长的光。这可通过选择适当的半导电材料(例如，铟(IN)、镓(Ga)、铝(Al)、砷化物(As)和/或磷(P)的适当组合物)来实现。明确地说，这可在第二波长小于第一波长的情况下实现。

所述转换器可由定位在第一转换器的输出端处和第二转换器的输入端处的半透明反射器分开，所述半透明反射器对于处于第二波长的光为大致上反射性的。通过这样做，可减小第一与第二波长之间的后向串扰。另外，半透明反射器可对于处于第一波长的光为透明的。

第一转换器可包含使用第一活性材料的第一激光器，且第二转换器可包含使用第二活性材料的第二激光器。所述激光器可为分布式反馈激光器(DFB)。此些激光器可包含沿着第一转换器波导的光栅。此光栅可包含第一转换器波导的材料的折射率的周期性变化，其中周期性变化的长度通常称为光栅周期或光栅间距Λ。明确地说，第一转换器可包含处于第一光栅周期的第一光栅，其中第一光栅周期是基于第一波长来选择的，即，第一光栅周期与第一波长相关联。另外，第二转换器可包含处于第二光栅周期的第二光栅，其中第二光栅周期是基于第二波长来选择的，即，第二光栅周期与第二波长相关联。第一和第二光栅(即，其有效折射率n_eff和/或其光栅周期)通常经配置以分别在第一和第二波长处具有高反射性。此外，第一和第二光栅可经配置为分别在除第一和第二波长之外的波长处为透明的。