[发明专利]具有多个序列式区段的可调谐激光器及其应用系统与方法

说明书

一种具有多个序列式区段的可调谐激光器通常包括半导体激光器主体，具有多个序列式激光器区段，各自被独立驱动以产生位于不同的各个波长范围内的一个波长的激光。与温度变化响应，每一激光器区段中产生的光线的波长被调谐到各个信道范围内的信道波长。每一个选择的激光器区段其中之一所产生的激光从激光器主体的前端面发射。通过选择性地产生激光器片段其中之一或多个的光线，选择一或多个信道波长用于激射和发射。举个例子，具有多个序列式区段的可调谐激光器用于波分复用的无源光网络中的光网络单元中的可调谐发射机以选择一个发射信道波长。

技术领域

本发明关于可调谐激光器，尤其是一种具有多个序列式区段的可调谐激光器，被配置为在多个不同范围的信道波长中调谐以用于波分复用(wavelength divisionmultiplexed；WDM)的无源光网络(Passive Optical Network；PON)中的可调谐发射机或收发器。

背景技术

曾经光通讯网络通常是“点对点”类型的网络，包括通过光纤连接的发射机和接收机。这种网络相对容易构造，但配备许多光纤来连接多个用户。随着与此网络连接的用户数目增加以及光纤数迅速增加，配备和管理许多光纤变得复杂且昂贵。

通过使用从网络的发送端例如光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)到远达20公里或以上的远程分支点的单个“主干(trunk)”光纤，无源光网络解决了这个问题。开发这种无源光网络的一个挑战是有效利用主干光纤的容量，从而在主干光纤上传送最大可能数量的信息。使用波分复用在不同波长上将不同的光信号多路复用，光纤通讯网络可以增加在单个光纤上载送的信息量。举例来说，波分复用的无源光网络(WDM-PON) 中，单个主干光纤将多信道波长的光信号载送至光分支点，以及载送来自光分支点的多信道波长的光信号，以及通过引导到个体用户或者来自个体用户的不同波长的信号，分支点提供简单的路由功能。在每一用户位置，光网络终端(optical networking terminal；ONT)或光网络单元(optical networking unit；ONU)被分配一个或多个信道波长以用于发送和/或接收光信号。

然而，波分复用的无源光网络中的挑战在于设计一种网络，允许在任意用户位置的光网络终端或光网络单元中使用相同的发射机。为了便于波分复用的无源光网络中的配置和维护，期望具有其波长可被改变或调谐的“无色”的光网络终端/光网络单元(ONT/ONU)，这样单一装置可用于无源光网络上的任意光网络终端/ 光网络单元中。利用“无色”的光网络终端/光网络单元，操作人员仅仅需要具有可被配备在任意用户位置的单一、通用的发射机或收发器装置。

在波分复用系统或者网络例如WDM-PON中，一个或多个可调谐激光器用于针对光信号选择不同的波长。这些年来已经开发了多种不同类型的可调谐激光器，但是大多数被开发用于高容量的骨干网连接以实现高性能以及成本相对较高。与高容量、长距离的波分复用系统相比，很多WDM-PON应用具有较低的资料速率和较短的传输距离，因此较低性能和较低成本的激光器则可以满足。然而，当用于覆盖WDM-PON中相对广范围的信道(例如，16个信道)时，费用较低的可调谐激光器经常遭遇挑战。举个例子，通过控制温度被调谐的费用较低的分布反馈式激光器，波长变化仅仅大约0.1nm/℃。使用这种激光器覆盖16个信道波长，需要120℃的温度范围。

发明内容

符合一个实施例的可调谐激光器包括在前端面和后端面之间延伸的半导体激光器主体。激光器主体包括多个序列式激光器区段，各自被配置为单独驱动以在不同的各个波长范围内产生一个波长的激光。与温度变化响应，多个序列式激光器区段的每一个可调谐，以产生各个波长范围内的选定波长，每一选择的激光器区段其中之一所产生的激光从前端面发射。