專利名稱：用于光學網絡的反射式半導體光學放大器的制作方法
用于光學網絡的反射式半導體光學放大器技術領域
本文獻涉及無源光學網絡(PON)。更特定但不專有地說，其涉及將反射式半導體光學放大器(RSOA)用于放大千兆位(Gigabit)無源光學網絡(GPON)或波分多路復用無源光學網絡(WDM-PON)中的信號。
背景技術：
有效的“光纖到戶”架構的一些早期工作是由全業(yè)務接入網(FSAN)工作團隊在20 世紀90年代完成的，所述團隊是由主要的電信服務提供商和電信系統(tǒng)供應商組成的。國際電信聯盟(ITU)做了進一步的工作，且自那以后已經為兩代無源光學網絡制訂了標準。PON 是點對多點、“光纖到場所”網絡架構，在所述架構中可使用無動力的無源分光器，從而使單一光纖能夠服務多個場所，一般是32到128個場所。PON —般包括位于服務提供商的中心辦公室的一個光線路終端(OLT)和靠近終端用戶的多個光學網絡單元(ONU)或光學網絡終端(ONT)。與點對點(PTP)架構相比，PON配置一般減少所需的光纖和中心辦公室裝備的數量。
PON中的下游信號一般廣播到共享單一饋線光纖的每一場所。一般基于時分多址 (TDMA)使用多址控制(MAC)協(xié)議來組合上游信號。OLT—般配置所服務的ONT以便為上游通信提供時隙指派。
已對PON架構的不同變體進行了詳細說明。ΑΡ0Ν(異步傳輸模式(ATM)無源光學網絡)主要用于商業(yè)應用，且基于異步傳輸模式。BPON(寬帶Ρ0Ν)是基于APON的標準。其經由WDM、動態(tài)的且更高的上游帶寬分配以及抗毀性來添加對在單獨的光學通道上所提供的額外RF視頻服務的支持。其還在OLT與0NU/0NT之間建立了被稱為OMCI的標準管理接口，從而使混合的供應商網絡成為可能。GPON是BPON標準的演化，其支持更高的速率、增強的安全性以及第二層協(xié)議(ATM、TDM和經由GEM的以太網)的選擇。此外，作為以太網第一英里(Ethernet First Mile)項目的一部分，電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)在2004年發(fā)布了以太網Ρ0Ν(ΕΡ0Ν或GEP0N)標準。EPON—般以對稱的I千兆位每秒的上游和下游速率使用標準以太網框架。
ITU-T G.984GP0N標準表示通過使用大的、可變長度的包來增加總帶寬和帶寬效率兩者。所述標準允許位速率的若干選擇，但行業(yè)已經集中于2，488兆位每秒(Mbit/s)的下游帶寬以及1，244Mbit/s的上游帶寬。當使用64路分光器時，為了在20km的距離上允許此帶寬，就要求28dB的要求嚴格的光學預算。
使用單一標準的單模光纖(ITU-T G. 652)上的下游業(yè)務的一個波長和上游業(yè)務的另一波長，GPON利用波分多路復用(WDM)。本說明書提倡下游業(yè)務在1490(±10)納米(nm) 的波長上傳輸且上游業(yè)務在1310(±50)nm的波長處傳輸。1550nm的頻帶分配給任選的覆蓋服務，一般是RF視頻(在1550到1560nm的范圍內)。此外，GPON是共享網絡，因為OLT 發(fā)送下游業(yè)務的被全部ONT接收的單一流。每一 ONT —般僅讀取尋址到其本身的那些包的內容。加密一般用于防止對下游業(yè)務的竊聽。
在下文中及權利要求書中，為了簡化，約1310nm的波長通過I. 3μπι的舍入值來引用，且約1490nm的波長通過I. 5μηι的舍入值來引用。本文獻涉及使用下游和上游方向的兩個或兩個以上不同的光學波長來延伸PON或WDM-PON系統(tǒng)的范圍。以更通用的方式來說，本文獻涉及提供光學接入網絡中的光學預算的延伸。此預算延伸應以節(jié)約成本的方式來完成。此外，所述預算延伸應對淺層光學信號透射。

發(fā)明內容
因此，需要提供有效的設備和方法，用于放大WDM系統(tǒng)中不同波長的光。特定而言，需要提供PON系統(tǒng)(例如GPON、10GP0N及/或WDM-P0N)中的光學上游和下游信號的有效放大。根據一些實施例，提供了經配置以放大光學通信網絡(舉例來說，GPON、WDM-PON 或WDM網絡)中不同波長的光的設備。所述設備可包括經配置以放大第一波長的光的第一活性材料。此外，所述設備可包括經配置以放大第二波長的光的第二活性材料。可將所述設備內的光限制在光學波導管內，或由光學波導管載運，所述光學波導管包括包括第一活性材料的第一區(qū)域和包括第二活性材料的第二區(qū)域。所述光學波導管可包括第一和第二末端。一般來說，光可在第一末端進入波導管，所述第一末端相對于入射光的傳播方向來說是第一區(qū)域的上游。波導管的第二末端與第一末端相對。雖然第二活性材料可放大第二波長的光，但其可吸收具有比第二波長小的波長的光，舉例來說，第一波長的光。鑒于此，所述設備可進一步包括第一反射鏡，其將第一和第二活性材料分開且其經配置以反射第一波長的光。此外，第一反射鏡可經配置以對第二波長的光大體上透射，從而可在第二活性材料內放大第二波長的光。同樣地，不同波長的光(舉例來說，GPON的光學上游和下游信號)可在第一末端處進入設備的波導管?？赏ㄟ^包括第一活性材料的波導管的第一區(qū)域來載運第一和第二波長的光。在第一區(qū)域的相對末端，可使用第一反射鏡反射第一波長的光，同時第二波長的光可穿過反射鏡從而進入包括第二活性材料的波導管的第二區(qū)域。所述設備可進一步包括第二反射鏡，在鄰近第二活性材料且與第一反射鏡相對的地方提供所述第二反射鏡，且所述第二反射鏡經配置以反射第二波長的光。因此，第二波長的光可在第二區(qū)域的相對末端處被反射并經由第二區(qū)域、第一反射鏡和第一區(qū)域被載運回到波導管的第一末端。可在與第一末端相對的波導管的第二末端處提供第二反射鏡。設備可實施為包括活性材料(其可為半導體材料)的半導體光學放大器。第一活性材料及/或第二活性材料可包括鎵、銦、砷化物及/或磷化物。第二反射鏡可由設備的波導管的第二末端來提供。同樣地，波導管的陡峭末端及折射率的突然改變可導致特定波長的光(舉例來說，第二波長的光)的反射。替代地或此夕卜，可通過使用一層或一層以上的反射材料(舉例來說，金屬，例如銀或鋁)來涂覆波導管的第二末端從而實施第二反射鏡。第一反射鏡可包括第一與第二活性材料之間的氣隙。在此情形下，是第一活性材料與空氣之間的折射率的改變以及空氣與第二活性材料之間的折射率的改變提供了關于特定波長的光(舉例來說，第一波長的光)的高反射率且提供了關于另一波長的光(舉例來說，第二波長的光)的高透射度。第一反射鏡關于不同波長的光的反射和透射性質可通過調節(jié)氣隙的寬度來調諧。在實施例中，第一與第二活性材料之間的氣隙可具有約O. 8μπι的寬度，所述寬度關于約I. 3 μ m的波長提供高反射率且關于約I. 5 μ m的波長提供高透射度。可以布拉格(Bragg)反射鏡的形式在第一與第二活性材料之間提供第一反射鏡。此為有利的，因為其允許在窄的波長間隔上具有高反射率且在另一不同的波長間隔上具有高透射度的反射鏡。還可通過折射率的改變(其發(fā)生在光從第一活性材料傳播到第二活性材料時)來·提供第一反射鏡。在此情形下，兩種活性材料可彼此對接。第一波長的光可以指向第一反射鏡且與第一反射鏡大體上垂直的傳播方向進入第一活性材料。因此，向著第一反射鏡行進的光的傳播方向與離開第一反射鏡行進的反射光的傳播方向大體上平行。一般來說，所述光由設備的波導管來載運，其中所述波導管以垂直于第一反射鏡的方向延伸。用類似的方式，第二波長的光可以指向第二反射鏡且與第二反射鏡垂直的傳播方向進入第二活性材料，以使第二波長的光可直接反射回到波導管內。一般來說，第一和第二反射鏡大體上平行，從而當第一和第二波長的光大體上平行時，第一波長的光的傳播方向和第二波長的光的傳播方向分別在被第一和第二反射鏡反射之前和之后大體上平行。一般來說，這是通過提供載運不同波長的光的波導管來完成的，其中波導管以垂直于第一和第二反射鏡的方向在設備內延伸。為了放大第一和第二波長的光，設備可進一步包括用于電性抽取第一和第二活性材料的構件。應注意，設備可用來放大多個波長的光，即兩個或兩個以上不同波長的光。特定而言，設備可用來放大使用兩個或兩個以上不同光學波長的WDM通信系統(tǒng)的光。在此一情形下，設備可擁有額外的活性材料和反射鏡。舉例來說，如果使用三個不同的波長，那么設備可進一步包括經配置以放大第三波長的光的第三活性材料和與第二反射鏡相對的鄰近第三活性材料的第三反射鏡，所述第三反射鏡經配置以反射第三波長的光。此外，第二反射鏡可將第二和第三活性材料分開且可經配置以反射第二波長的光且可經配置以對第三波長的光大體上透射。此外，第一反射鏡可經配置以對第三波長的光大體上透射。一般來說，描述了用于放大多個波長的光的設備。所述設備包括波導管以載運多個波長的光。光在波導管的第一末端處進入設備的波導管。所述波導管包括多個區(qū)域，所述區(qū)域分別包括多個不同的活性材料。不同的區(qū)域可被多個反射鏡分開。每一活性材料可經配置以放大所述多個波長中的一個特定波長的光。優(yōu)選地，布置包括活性材料的區(qū)域，從而對每一對鄰近區(qū)域來說，相比于離波導管的第一末端更遠的區(qū)域的活性材料，離波導管的第一末端更近的區(qū)域的活性材料放大更低波長的光。介于兩個鄰近區(qū)域之間的反射鏡一般經配置以反射在離第一末端更近的區(qū)域內被放大的材料的波長的光。此外，反射鏡一般經配置以對所述多個波長中的比反射光的波長更大的波長的光透射。根據一些實施例，提供了光學網絡，其包括第一發(fā)射器/接收器構件、第二發(fā)射器/接收器構件及根據以上所描述的實施例中的任一實施例的放大構件。第一和第二發(fā)射器/接收器構件可(舉例來說)為GPON或者WDM-PON網絡中的ONU或0LT。替代地或此外， 第一和第二發(fā)射器/接收器構件可為WDM發(fā)射器及/或接收器或者WDM傳輸網絡。放大構件可為本文獻中所描述的半導體光學放大器。第一發(fā)射器/接收器構件可經由放大構件連接到第二發(fā)射器/接收器構件，因此延伸了光學通信網絡的光學預算。
根據一些實施例，提供了用于放大光學網絡中不同波長的光的方法。所述方法可為基于引導第一和第二波長的光(舉例來說，在波導管內)進入到第一活性材料內，其中所述光在第一活性材料的第一末端處進入第一活性材料。可接著使用第一活性材料放大第一波長的光并在與第一活性材料的第一末端相對的第一活性材料的另一末端處將其反射回到波導管內。通過引導第二波長的光穿過第一活性材料進入到第二活性材料內，所述光可在第二活性材料的第一末端處進入第二活性材料。在第二活性材料內，可放大第二波長的光且通過在與第二活性材料的第一末端相對的第二活性材料的另一末端處提供的反射鏡將其反射回到波導管內。
在本文獻中所概述的實施例提供了光學通信網絡的光學預算的有效的、波長和位速率透射的延伸。在特定的實施例中，描述了反射式SOA(RSOA)，其同時放大WDM-PON系統(tǒng)的I. 3 μ m的上游信號和I. 5 μ m的下游信號。
應注意，雖然參考GPON描述了本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，但是權利要求書的標的物并不受其限制，而是可在需要不同波長的至少兩個光學信號的信號放大的任何情形中實踐。
此外，注意以上所提到的實施例可以各種方式彼此結合或彼此引申也是重要的。 特定而言，考慮到通過本文獻揭示所有可能的權利要求和特征的組合。此外，關于系統(tǒng)所概述的方面和特征同樣可適用于所對應的方法。


根據下文的實例的描述，本發(fā)明的目的和特征將變得顯而易見。在下文中參考在附圖中圖解說明的示范性實施例來描述本發(fā)明，其中
圖I圖解說明使用半導體光學放大器(SOA)的光學網絡中的實例信號放大；
圖2圖解說明用于放大不同波長的光的實例設備；
圖3圖解說明圖2的實例設備中的實例增益和吸收值；及
圖4圖解說明具有信號放大構件的實例光學網絡，舉例來說，圖2中的設備。
具體實施方式
為了延伸范圍并增加光學接入網絡中的分光比，對增加上游和下游信號的光學預算的延伸盒有遞增的需求。如上文所指示的，在當今的GPON接入網絡中以約I. 49 μ m發(fā)射下游信號。下一代lOGbit/s接入網絡的標準化正在發(fā)展，且下游信號將最可能位于約 [I. 57 μ m, I. 6 μ m]的波長間隔中。上游信號將很可能在約[I. 26 μ m, I. 3 μ m]的波長間隔中進行發(fā)射。
雖然本文獻涉及同時放大1.3μπι和I. 5μπι的光學信號從而延伸接入網絡的范圍，但是應注意，本文獻的教導可適用于下一代接入網絡，例如基于TDM及/或WDM-PON的 IOGPON。
為了執(zhí)行PON網絡中的預算延伸，可使用光電光(OEO)再生。OEO再生的基本原理是將光學信號轉換成電子格式。隨后，在電域中恢復傳輸信號的時序和波形。最后，使用再生電信號來調制光學發(fā)射器從而產生再生光學信號?；贠EO再生的預算延伸至少需要針對每一波長的光電二極管、電子再生級和光學發(fā)射器。此外，OEO再生一般是針對特定位速率而設計的。因此，OEO再生是低效率的，因為其每一波長至少需要3個組件且其對所傳輸的光學信號的波長和位速率是不透射的。替代地，PON中具有一組固定波長的預算延伸可由半導體光學放大器(SOA)來執(zhí)行。對于信號放大來說，每一 SOA使用充當電性抽取增益介質的半導體。如上文所陳述，GPON使用不同波長傳輸上游和下游信號。因此，需要兩個SOA用以放大在GPON中傳輸的上游和下游信號。一般來說，一般光學WDM系統(tǒng)中的每一波長需要一單獨的S0A。圖I說明使用兩個SOA來放大GPON中的上游和下游數據信號的實例信號放大器的示意圖。在根據圖I的布置中，ONUll經由第一多路復用器/多路分用器13、雙向S0A15和第二多路復用器/多路分用器14連接到0LT12。介于ONUll到0LT12之間的光學信號是由多路復用器/多路分用器13、14分離/歸并到WDM系統(tǒng)的不同波長內，即所說明的實例中的I. 3 μ m和I. 5 μ m。特定而言，使用多路分用器13將I. 3 μ m的上游信號從來自ONUll的光纖16進行多路分用。在上游信號穿過雙向S0A15之后，使用多路復用器14將其多路復用到通往0LT12的光纖17上。在相反的方向上，多路分用器14提取來自光纖17的I. 5μπι的光學下游信號，所述信號在穿過雙向S0A15后被多路復用到通往ONUll的光纖16上。在雙向S0A15處，與特定波長對應的每一光學信號由特定的對應SOA放大，即I. 3 μ m的上游信號由第一 SOA放大且I. 5 μ m的下游信號由第二 SOA放大。換句話說，圖I中的放大器布置可用于放大GPON系統(tǒng)中的兩個波長，而不論在不同波長上載運的信號的位速率如何。然而，雙向S0A15的使用是低效率的，因為其需要完全對準四根光纖、兩個多路復用器/多路分用器單元13、14和兩個S0A。一般要求針對雙向S0A15內的每一波長使用兩個單獨的S0A，因為兩個波長(即I. 3 μ m和I. 5 μ m)離得太遠而不能被一個SOA的相同活性材料來放大。此活性材料一般受到限制，其僅放大50nm到80nm的波長窗口內的光學信號。如果上游和下游信號的波長(即I. 3 μ m和I. 5 μ m)要在接合放大器中加以放大，那么就不能使用常規(guī)半導體光學放大器。圖2圖解說明用于放大不同波長的光的設備21，即尤其用于放大覆蓋大于SOnm的間隔的波長的光。換句話說，設備21可用于放大不同光學波長的光學信號,其中所述不同光學波長位于不同波長間隔或窗口內。設備21包括波導管20，波導管20包括不同的區(qū)域22、23。特定而言，波導管20可包括第一區(qū)域22內的第一活性材料22’和第二區(qū)域23內的第二活性材料23’。第一 22和第二 23區(qū)域可被第一反射鏡24分開。第一反射鏡24可反射位于第一波長間隔內的波長的第一信號25的光。第一反射鏡24可經配置以反射來自第一波長間隔的光。在優(yōu)選的實施例中，第一信號25具有位于第一波長間隔內的I. 3 μ m的波長,舉例來說[I. 26 μ m, I. 34 μ m]。第一信號25可為GPON系統(tǒng)中的上游信號。具有位于第二波長間隔內的波長的第二信號26的高百分比(舉例來說，超過50%的百分比)的光可穿過第一反射鏡24。第二波長間隔不同于第一波長間隔。特定而言，第二波長間隔可包括大于第一波長間隔的波長的波長。在優(yōu)選的實施例中，第二波長間隔的所有波長穿過第一反射鏡24。第二波長可為I. 5 μ m且第二波長間隔可為(舉例來說) [I. 46 μ m, I. 54 μ m]。同樣地,第二信號26可為GPON系統(tǒng)的下游信號。
第二波長間隔的光及/或第二信號26的波長可被第二反射鏡27反射，第二反射鏡27鄰近第二活性材料23，與第一反射鏡24相對。
第一和第二信號25、26的光可以朝著第一反射鏡24的方向(特別是以垂直于第一反射鏡24的平面的方向)進入設備21，即設備21的波導管20。第一反射鏡24和第二反射鏡27可具有平行的反射表面。
同樣地,設備21可用以使用選擇性反射鏡24將第一信號25與第二信號26分開， 其中第一信號25和第二信號26具有在不同的波長間隔內的不同的光學波長。由于選擇性反射鏡24，僅有第二信號26進入包括第二活性材料23’的第二區(qū)域23?？蛇x擇第二活性材料23’來放大第二波長間隔內的光，即放大第二信號26。
另一方面，第一 25和第二 26信號在第一區(qū)域22內重疊?？蛇x擇第一活性材料 22’來放大第一波長間隔內的光，同時使第二波長間隔內的光不受影響。換句話說，可選擇第一活性材料22’來放大第一信號25,同時使第二信號26不受影響。
此可通過選擇用于第一 22和第二 23區(qū)域的合適的光電材料來完成。此類光電材料可經設計以放大預定波長間隔內的光。此外，所述材料可經設計以使得低于預定波長間隔的波長的光被吸收，同時高于預定波長間隔的波長的光不受影響地穿過光電材料。
在優(yōu)選的實施例中，第一和第二活性材料22’、23’可包括銦(In)、鎵(Ga)、砷化物 (As)及/或磷化物(P)。第一活性材料22’可為In xGa(l_x)AsyP(l_y) (x約等于O. 71, 且I約等于O. 62)，以便放大第一波長間隔的光且尤其是第一信號25的波長(舉例來說， I. 3 μ m) ο 第二活性材料 23’ 可為 In xGa(l_x)AsyP(l_y) (x 約等于 O. 58,且 y 約等于 O. 9)， 以便放大第二波長間隔的光且尤其是第二信號26的波長(舉例來說，I. 3 μ m)。所屬領域的技術人員應清楚，這些值應解釋為近似值，因為精確的成分一般將取決于外延層中的應變(為了優(yōu)化對入射光偏振的靈敏度)。
反射鏡24、27可通過多種光反射構件來實施。特定而言，第一反射鏡24(即介于兩種活性材料22’、23’之間的反射鏡)可通過特定寬度的氣隙或布拉格反射鏡來提供。選擇氣隙的寬度(在信號的方向上)及/或布拉格反射鏡的層設計以使得第一信號25被反射，而允許第二信號26通過。第二反射鏡27 (即設備21的最后的反射鏡)可(舉例來說) 通過波導管的末端(即波導管的陡峭邊緣)來提供。此末端或邊緣可進一步擁有至少一個反射層。所述至少一個反射層可包括Si/Si02或Ti02/Si02或金屬(例如銀或鋁)的層。
應注意，雖然為了兩個波長的放大而說明了圖2中的設備21，但是設備21的潛在原理可延伸到任意數量的波長，舉例來說WDM系統(tǒng)的波長。一般來說，波導管20可載運多個不同波長為大于I的任意整數值))的信號，其中每一波長Xi屬于不同波長間隔Ti, i=l,…，N。不失一般性地來說，假設不同波長間隔Ti是根據遞增的波長來排序的，即Tn包括最高的波長且T1包括最低的波長。
為了放大不同波長Xi，設備21可包括一連串包括不同活性材料Mi的區(qū)域，i=l，··· ,N0不同區(qū)域和材料通過不同反射鏡Ri (i=l，…，N)來分開。每一反射鏡Ri經配置以反射來自波長間隔Ti的波長λ i。此外，每一反射鏡Ri經配置以使來自波長間隔Tj的波長λ j通過，其中j > i。每一活性材料Mi經配置以放大屬于波長間隔Ti的波長λ i的光。此外，每一活性材料Mi經配置以使屬于波長間隔Tj的波長λ j的光不受影響，其中j > i。在一實施例中，可通過選擇合適的光電材料％的成分(例如包括銦(In)、鎵(Ga)、砷化物(As)及/或磷化物(P)的半導體材料)來達到上述條件。不同反射鏡Ri可通過設計合適的布拉格反射鏡及/或氣隙反射鏡來實施。圖3說明由設備21內的兩個不同波長的信號所招致的增益和吸收。增益/吸收表31說明具有第一波長間隔內的波長的第一信號25 (舉例來說，I. 3 μ m的信號)可在其穿過第一活性材料22’時被放大且可在其穿過第二活性材料23'時被吸收。此外，增益/吸收表32表明具有第二波長間隔內的波長的第二信號26 (舉例來說，I. 5 μ m的信號)在不被吸收的情況下穿過第一活性材料22’且僅被反射鏡24略微反射。如從增益/吸收表31、32可見的，僅有第二信號26進入第二區(qū)域23，從而可選擇第二活性材料23’來放大第二信號26。如在圖3的反射率圖表33中所表明的，具有約O. 8 μ m寬度的氣隙導致I. 5 μ m波 長處的低反射率，以及I. 3 μ m的波長處的顯著的反射率。因此，設備21的反射鏡24可包括介于第一活性材料22’與第二活性材料23’之間的氣隙，所述氣隙具有約O. 75到約O. 85 μ m的寬度(在信號的傳播方向上)。在優(yōu)選的實施例中，氣隙可具有約O. 8 μ m的寬度。如可從反射率圖表33中看到，可調節(jié)氣隙的寬度，以便將波長選擇性反射鏡24的反射率/透射度調節(jié)到特定信號波長。圖4說明包括第一發(fā)射器/接收器41 (舉例來說，0NU)、第二發(fā)射器/接收器42 (舉例來說，0LT)和信號放大構件21 (舉例來說，圖2中所展示的設備21，即反射式半導體光學放大器(RSOA))的光學網絡的示意圖。0NU41可通過第一數據傳輸構件43連接到RS0A21。所述第一數據傳輸構件可為可操作的，以傳輸一個或一個以上信號，舉例來說，特定波長的光。在優(yōu)選的實施例中，特定波長可處于IOOTHz區(qū)域內，即電磁波譜的近紅外或可見區(qū)域。因此，數據傳輸構件可為光學連接器(例如光纖)。RS0A21可通過可與第一數據傳輸構件43具有相同性質的第二數據傳輸構件44連接到0LT42。在優(yōu)選的實施例中，根據圖4的光學網絡可為Ρ0Ν，舉例來說，WDM-PON及/或GPON。RS0A21可為參考圖2所描述的信號放大構件。出于此目的，第一和第二數據傳輸構件43、44連接到RS0A21的波導管20。此連接可通過數據傳輸構件43、44 (舉例來說，光纖)與RS0A21的波導管20的對接耦合來執(zhí)行。在本文獻中，已經描述了用于光學信號的波長選擇性放大器。特定而言，已經描述了 GPON系統(tǒng)的波長選擇性反射式半導體光學放大器。所述放大器可直接連接到載運多個波長的光纖。同樣地，消除了對單獨的多路復用器/多路分用器單元13、14的需要。此外，不同光學波長的放大可在單一半導體光學放大器中執(zhí)行，因此消除了對針對不同波長的單獨的SOA的需要以及對將增加數目的光纖進行對準的需要?？傮w上，已經描述了用于在單一半導體光學放大器內放大多個光學波長的有效且節(jié)約成本的解決方案。所述光學放大器可應用于GPON、10GP0N、WDM-PON接入網絡或WDM傳輸網絡。應注意，描述和附圖僅說明所建議的方法和系統(tǒng)的原理。因此將了解所屬領域的技術人員將能夠想出多種布置，這些布置雖然沒有在本文中詳細描述或說明，但是其體現本發(fā)明的原理且包含在本文所要求的其精神和范圍內。此外，本文所列舉的所有實例原則上明確地傾向于僅出于教學目的幫助讀者理解所建議的方法和系統(tǒng)的原理及發(fā)明人所貢獻的概念從而促進本行業(yè)，且將在不受限于此類特定列舉的實例和條件的情況下進行解釋。此外，列舉本發(fā)明的原理、方面和實施例的本文的全部陳述以及其特定實例傾向于包含其等效物。
權利要求
1.一種設備(21)，其經配置以放大光學網絡中不同波長的光，所述設備(21)包括 第一活性材料(22’)，其經配置以放大第一波長(25)的光； 第二活性材料(23’)，其經配置以放大第二波長(26)的光； 第一反射鏡(24)，其位于所述第一與第二活性材料(22’，23’)之間，且經配置以反射所述第一波長(25)的光，且經配置以對所述第二波長(26)的光大體上透射；及 第二反射鏡(27)，其鄰近所述第二活性材料(23’)，且經配置以反射所述第二波長(26)的光。
2.根據權利要求I所述的設備(21)，其中所述第一活性材料(22’)及/或所述第二活性材料(23’)包括鎵、銦、砷化物及/或磷化物。
3.根據任一前述權利要求所述的設備(21)，其中 所述設備(21)包括載運不同波長的所述光的波導管(20);且 所述第二反射鏡(27)被提供在所述設備(21)的所述波導管(20)的末端處。
4.根據任一前述權利要求所述的設備(21)，其中所述第一反射鏡(24)包括介于所述第一(22’)與所述第二(23’)活性材料之間的氣隙。
5.根據權利要求4所述的設備(21)，其中 介于所述第一(22’)與所述第二(23’)活性材料之間的所述氣隙具有約O. 8μπι的寬度； 所述第一波長為約1.3μπι;且 所述第二波長為約I. 5 μ m。
6.根據任一前述權利要求所述的設備(21)，其中所述第一反射鏡(24)包括介于所述第一(22’)與所述第二(23’)活性材料之間的布拉格反射鏡。
7.根據任一前述權利要求所述的設備(21)，其中所述第一波長(25)的所述光以指向所述第一反射鏡(24)且垂直于所述第一反射鏡(24)的平面的傳播方向進入所述第一活性材料(22’)。
8.根據權利要求7所述的設備(21)，其中所述第二波長(26)的所述光以指向所述第二反射鏡(27)且垂直于所述第二反射鏡(27)的平面的傳播方向進入所述第二活性材料(23，)。
9.根據權利要求8所述的設備(21)，其中所述第一波長(25)的所述光與所述第二波長(26)的所述光的所述傳播方向大體上平行。
10.根據任一前述權利要求所述的設備(21)，其中所述設備(21)進一步包括用于電性抽取所述第一(22’)和所述第二(23’)活性材料的構件。
11.根據任一前述權利要求所述的設備(21)，其中所述設備(21)進一步包括 第三活性材料，其經配置以放大第三波長的光；及 第三反射鏡，其鄰近所述第三活性材料，所述第三反射鏡經配置以反射所述第三波長的光； 其中所述第二反射鏡(27)位于所述第二(23’)與所述第三活性材料之間，且其中所述第一(24)和所述第二(27)反射鏡經配置以對所述第三波長的光大體上透射。
12.根據任一前述權利要求所述的設備(21)，其中所述第一反射鏡(24)是通過折射率的改變來提供，所述改變發(fā)生在光從所述第一活性材料(22’)傳播到所述第二活性材料(23，)時。
13.根據任一前述權利要求所述的設備(21)，其中所述第一波長小于所述第二波長。
14.一種光學網絡，其包括 第一發(fā)射器/接收器構件(41)； 第二發(fā)射器/接收器構件(42);及 根據權利要求I到13中任一權利要求所述的放大構件(21)； 其中所述第一發(fā)射器/接收器構件(41)經由所述放大構件(21)連接到所述第二發(fā)射器/接收器構件(42)。
15.—種用于放大光學網絡中不同波長的光的方法,所述方法包括 引導第一和第二波長(25，26)的光進入到第一活性材料(22’)內；其中所述光在所述第一活性材料(22’)的第一末端處進入所述第一活性材料(22')； 使用所述第一活性材料(22’)放大所述第一波長(25)的所述光； 在所述第一活性材料(22’)的另一末端處反射所述第一波長(25)的所述光； 引導所述第二波長(26)的所述光穿過所述第一活性材料(22’)進入到所述第二活性材料(23’)內；其中所述光在所述第二活性材料(23’)的第一末端處進入所述第二活性材料(23，)； 使用所述第二活性材料(23’)放大所述第二波長(26)的所述光；及 在所述第二活性材料(23’)的另一末端處反射所述第二波長(26)的所述光。
全文摘要
本文獻涉及無源光學網絡PON。更特定但不專有地說，其涉及將反射式半導體光學放大器RSOA用于放大千兆位(Gigabit)無源光學網絡GPON或波分多路復用無源光學網絡WDM-PON中的信號。描述經配置以放大光學網絡內不同波長的光的設備(21)。所述設備(21)包括經配置以放大第一波長(25)的光的第一活性材料(22)和經配置以放大第二波長(26)的光的第二活性材料(23)。此外，所述設備(21)包括使所述第一和第二活性材料(22，23)分開的第一反射鏡(24)，所述反射鏡(24)經配置以反射所述第一波長(25)的光且經配置以對所述第二波長(26)的光大體上透射。此外，所述設備包括與所述第一反射鏡(24)相對的鄰近所述第二活性材料(23)的第二反射鏡(27)，所述第二反射鏡(27)經配置以反射所述第二波長(26)的光。
文檔編號H01S5/026GK102986098SQ201180032578
公開日2013年3月20日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權日2010年6月30日
發(fā)明者羅曼·布勒諾, 弗朗西斯·普安 申請人:阿爾卡特朗訊