CN101689956B - 被周期性滤波的宽带光源 - Google Patents

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Abstract

描述了周期性滤波的宽带光源的实施方式。周期性滤波的宽带光源包括周期光谱滤波器，该周期光谱滤波器耦合到光学增益元件以生成光将所述光滤波成多个单独光谱层。宽带光源具有耦合到光学增益元件上的隔离器。周期宽带光源可以是反射滤波器。周期宽带光源可以调整每个光谱层中的光学功率。周期滤波器可以包括一个或多个控制元件以控制每个光谱层中的光学功率。而且，波分复用无源光网络被描述为包括周期宽带光源以发送单独光谱层，从而波长锁定一个或多个收发器。由周期宽带光源发送的单独光谱层与波分复用器/解复用器的波长信道相匹配。

Description

被周期性滤波的宽带光源
技术领域
本发明的实施方式涉及波分复用无源光网络(WDM-PON)，更具体地，涉及宽带光源。
背景技术
通常的WDM-PON系统具有诸如光纤、分路器和耦合器的无源光组件，用于引导位于中心局(CO)处的光学线路终端(OLT)和位于客户端处的光网络单元(ONU)之间的通信。WDM-PON系统可以使用宽带光源(BLS)，所述宽带光源产生具有连续光谱和均匀功率光谱密度的光。
图1A是典型的宽带光源的框图。如图1A中所示，宽带光源100包括增益元件101、增益平坦滤波器(GFF)102和隔离器103。诸如掺铒光纤放大器(EDFA)或半导体光学放大器(SOA)的增益元件101被用于生成放大自发辐射(ASE)，该放大自发辐射在指定的波段上是连续的。GFF 102通常被用于使连续的ASE光谱变平。隔离器103用于防止反射对来自BLS100的光的输出功率和光谱形状产生影响。
图1B是示出了BLS 100的输出112对波长λ的依赖性的示意图。如图1B所示，BLS 100的输出112具有连续光谱。如图1B所示，BLS 100的输出112在波长λ的连续范围λ1-λ2上是均匀的。
具有连续光谱输出的宽带光源100通常引起许多问题，这限制了WDM-PON系统的性能。一个问题是在WDM-PON中的邻近光学信道之间的增加的光学串扰。另一个问题是在每个波长信道中的峰值光谱密度被能够从BLS装置中的增益元件中获取的总输出功率所限制。而且，在低成本产量生产中通常很难维持在WDM-PON中的信道滤波的波长精确性。另外，在BLS信号上的相对强度噪声(RIN)能够限制系统性能。
发明内容
描述了周期宽带光源(BLS)的波分复用(WDM)无源光网络(PON)的实施方式。周期BLS包括周期光谱滤波器，该周期光谱滤波器耦合到光学增益元件以生成光并将所述光滤波成多个单独光谱层(slice)。宽带光源具有耦合到光学增益元件上的隔离器。周期宽带光源可以包括耦合到光学增益元件上的增益平坦滤波器。
对于一个实施方式，周期光谱滤波器是反射滤波器。对于一个实施方式，光穿过周期BLS的光学增益元件不超过两次。对于一个实施方式，周期BLS的周期光谱滤波器调整每个光谱层中的光学功率。对于一个实施方式，周期BLS的周期光谱滤波器具有一个或多个被耦合用来控制每个光谱层中的光学功率的光学功率控制元件。
对于一个实施方式，WDM PON系统包括一组收发器，用于将第一组光学信号沿光学传输媒介发送到第一方向。波分复用器/解复用器(WDMMUX/De-MUX)耦合到所述一组收发器。第一周期BLS耦合到WDMMUX/De-MUX以将光的单独光谱层发送到第二方向，从而波长锁定所述一组收发器中的一个或多个收发器。对于一个实施方式，周期BLS的单独光谱层中的光学功率被调整。对于一个实施方式，由周期BLS生成的单独光谱层的形状被剪裁(tailor)。对于一个实施方式，由周期BLS生成的单独波长层的位置被稳固。由周期BLS生成的单独光谱层与WDM MUX/De-MUX的波长信道相匹配。
WDM PON系统可以包括耦合到所述一组收发器和耦合到周期宽带光源以控制每个单独光谱层中的光学功率的控制单元。而且，WDM PON系统可以包括第二组收发器，以将第二组光学信号沿光学传输媒介发送到第二方向。第二WDM MUX/De-MUX耦合到第二组收发器。第二周期宽带光源耦合到第二WDM MUX/De-MUX以将光的第二单独光谱层发送到第一方向，从而波长锁定所述第二组收发器中的一个或多个收发器。由第二周期BLS生成的第二单独光谱层与第二WDM MUX/De-MUX的波长信道相匹配。
根据附图和下面的详细描述，本发明的实施方式的其他特征和优点将会显而易见。
附图说明
本发明以示例的方式被示出，并且不局限于附图中的图示，附图中，相似的参考标记表示相似的元件，其中：
图1A是通常的现有技术的宽带光源的框图；
图1B是示出了通常的现有技术的宽带光源的输出功率对波长的依赖性的图；
图2A是周期宽带光源的一个实施方式的框图；
图2B是周期宽带光源的另一个实施方式的框图；
图2C是示出了周期宽带光源的输出对波长的依赖性的示意图；
图3是调整输出光谱的全局形状的周期宽带光源的一个实施方式的框图；
图4A是示出了只具有增益元件的宽带光源的一个实施方式的输出的示意图；
图4B是示出了具有增益元件和周期滤波器的宽带光源的一个实施方式的输出的示意图；
图4C是示出了具有增益元件、周期滤波器和增益平坦滤波器的周期宽带光源的一个实施方式的输出的示意图；
图5A是降低每个单独光谱层上的相对强度噪声(RIN)的周期宽带光源的一个实施方式的框图；
图5B是示出了降低每个单独光谱层上的相对强度噪声(RIN)的周期宽带光源的一个实施方式的输出的示意图；
图6A是控制每个单独光谱层中的输出功率和降低在每个单独光谱层上的相对强度噪声(RIN)的周期宽带光源的一个实施方式的框图；
图6B是示出了控制在每个单独光谱层中的输出功率和降低在每个单独光谱层上的相对强度噪声(RIN)的周期宽带光源的输出相对于波长的一个实施方式的示意图；以及
图7是包括一个或多个周期宽带光源的WDM-PON系统的一个实施方式的框图。
具体实施方式
描述了周期宽带光源(BLS)和使用周期宽带光源的波分复用(WDM)无源光网络(PON)的实施方式。周期宽带光源包括耦合到光学增益元件的周期光谱滤波器，用于生成光并将光滤波成多个单独光谱层。对于一个实施方式，光学增益元件具有足够快的响应时间以降低每个单独光谱层上的相对强度噪声(RIN)，如下面所详细描述的。宽带光源具有耦合到光学增益元件上的隔离器。对于一个实施方式，周期BLS的周期宽带光源包括耦合到光学增益元件上的增益平坦滤波器。周期BLS的周期光谱滤波器是波长稳定的滤波器。对于一个实施方式，周期BLS的周期光谱滤波器是反射滤波器。对于一个实施方式，光穿过光学增益元件的次数不超过两次。周期BLS的周期光谱滤波器能够调整在每个光谱层中的光学功率。对于一个实施方式，周期BLS的周期光谱滤波器具有被耦合用来控制每个光谱层中的光学功率的光学功率控制元件。对于一个实施方式，周期BLS的周期光谱滤波器和光学功率控制元件被结合到单个集成光学芯片，如下面所详细描述的。对于另一个实施方式，周期BLS的周期光谱滤波器是反射标准具。
图2A是周期宽带光源(BLS)的一个实施方式的框图。如图2A中所示，周期BLS 200包括光学增益元件201、周期光谱滤波器202和隔离器203。如图2A中所示，周期光谱滤波器202是反射滤波器。增益元件201生成宽带光，例如放大自发辐射(ASE)。对于一个实施方式，增益元件201是没有反射镜的增益介质。如图2A中所示，周期光谱滤波器202连接到光学增益元件201。周期光谱滤波器202将由增益元件201生成的光预滤波成多个单独光谱层。如图2A中所示，增益元件201被配置为在双通构造中操作。如图2A中所示，光的单独光谱层从周期反射滤波器202被反射回到增益元件201。也就是说，光穿过增益元件不超过两次。反射的周期单独光谱层通过隔离器203被输出，如图2A所示。
对于一个实施方式，周期反射滤波器202是波长稳定的滤波器，例如温度不敏感阵列波导(AWG)。对于另一个实施方式，在存在改变的环境因素(例如温度)时使用有源和无源波长稳定技术中的一个技术来稳定各光谱层的位置。这些有源和无源技术对于光通信领域的普通技术人员来说是公知的。隔离器203被用于防止反射影响来自增益元件201的光的输出功率和光谱形状。对于一个实施方式，周期光谱滤波器202和增益元件201(诸如半导体光学放大器)形成在单个半导体芯片上。半导体芯片例如可以包括硅、二氧化硅、磷化铟或者其任意结合。对于一个实施方式，周期光谱滤波器202和增益元件201被结合到单个平面光波电路(PLC)上。
对于一个实施方式，周期滤波器202包括由例如二氧化硅制成的波导阵列，该波导阵列形成在半导体芯片上。对于一个实施方式，在半导体芯片的端部周期滤波器202的波导的所有端被用金属处理，从而使得光从每个波导的端部被反射回。每个波导可以具有被单独调整的反射。从每个波导的端部反射的光谱形状可以被调整为诸如顶部平坦的、高斯的、正弦的或者其他任意光谱形状。反射的光谱形状可以使用光学制造领域中的普通技术人员所公知的技术之一来进行调整。对于一个实施方式，金属涂层(为示出)被沉积于周期滤波器的波导的输出面上。对于一个实施方式，金属涂层的厚度对于周期滤波器202的各个波导可以是不同的。对于一个实施方式，包括波长范围的中心波长的波导的端部的金属涂层比包括波长范围的边缘波长的波导的金属涂层具有更低的反射率。例如，对于在大约1535纳米(nm)到大约1565nm之间的波长范围，在大约1550nm处的波导的端部的金属涂层比在大约2535nm或2565nm处的波导的金属涂层具有更低的反射率。对于一个实施方式，为了在边缘波长处提供更多的反射，在大约1535nm到1565nm处的波导的端部处的金属涂层比在大约1550nm处的波导的端部处金属涂层更厚。对于一个实施方式，金属涂层被薄膜电介质涂层替代。对于另一个实施方式，在每个波导中可以包括不同的损耗机制。不同的损耗机制可以使用掩蔽(mask)被包括在每个波导中。
图2B是周期宽带光源(BLS)的另一个实施方式的框图。如图2B中所示，周期BLS 210包括光学增益元件211、周期光谱滤波器212、隔离器213和反射器214。增益元件生成例如放大自发辐射(ASE)的宽带光。如图2B中所示，增益元件211被配置为在双通构造中操作。光从反射器214被反射回到增益元件211。对于一个实施方式，反射器214基本上反射100％的光，并且是与波长无关的。
也就是说，光穿过增益元件211的次数不超过两次。如图2B中所示，周期光谱滤波器212被耦合到光学增益元件211以将反射光滤波成多个单独光谱层。反射的单独光谱层通过隔离器203被输出，如图2A所示。对于一个实施方式，周期滤波器212是波长稳定的滤波器，例如温度不敏感阵列波导(AWG)。对于另一个实施方式，在存在改变的环境因素(例如温度)时使用有源和无源波长稳定技术中的一个技术来稳定光谱层的位置。这些有源和无源技术对于光学通信领域的普通技术人员来说是公知的。隔离器213被用于防止反射影响来自增益元件212的光的输出功率和光谱形状。
图2C是示出了周期BLS 222的输出功率对波长221的依赖性的示意图。如图2C中所示，周期BLS 222的输出具有梳型的光谱，该梳型的光谱具有多个单独窄带光谱层223。这些单独窄带光谱层223可以被制成自动的对WDM-PON系统中的单独信道的信道位置和光谱宽度进行匹配，如下面所详细描述的。对于一个实施方式，反射的光谱层223的位置与国际电信联盟(ITU)波长栅格(未示出)相对齐。在每个反射光谱层223之间的距离可以是50GHz、100GHz、200GHz或者其他任何距离。
对于一个实施方式，单独光谱层223的形状可以被剪裁，如上所述，从而改善WDM-PON系统的性能。可能的形状223的示例是正弦形的、高斯的和顶部平坦的。从宽带光源提供周期单独光谱层223可以消除临近波长信道之间的串扰。提供周期单独光谱层223可以通过消除在信道之间未使用的功率来使每个波长信道中的光学功率加倍。这样，峰值光谱密度不被可以从BLS装置中的增益元件中获取的总输出功率所限制。提供周期单独光谱层223可以放宽对WDM MUX/De-MUX中的波长信道对齐的精确性的要求，从而降低WDM系统的制造成本。形成单独光谱层223，从而使得在波长信道的边缘没有光学功率，可以进一步减低串扰和放宽对WDM系统中的波长信道的对齐的要求。对于一个实施方式，为了完全去除WDM-PON系统中的邻近信道之间的串扰，来自BLS的单独光谱层223的宽度被制造得比在WDM-PON系统中使用的光谱信道宽度更窄。对于一个实施方式，单独光谱层223的宽度处于WDM-PON系统中使用的光谱信道的宽度的5％到95％的近似范围内。对于一个实施方式，光谱层223的宽度被定义为波长λ2和λ1之间的差(Δλ)，其中每个波长λ2和λ1在光谱层的BLS输出功率222(P1)的一部分处被确定，如图2C中所示。例如，波长λ2和λ1可以在50％、25％或BLS输出P1的任意其他分数处被确定。对于一个实施方式，单独光谱层223的宽度在WDM-PON系统中使用的光谱信道的宽度的大约50％内。对于一个实施方式，单独光谱层223具有比WDM信道之间的间隔小的宽度。
对于一个实施方式，诸如周期光谱滤波器202和212的周期光谱滤波器可以是一个或多个阵列波导光栅(AWG)、标准具、干涉仪(例如马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer)、迈克尔逊干涉仪(Michelsoninterferometer))、布拉格滤波器、类似的光学元件或者其任意结合。
对于一个实施方式，光学增益元件(诸如光学增益元件201和211)可以是一个或多个半导体光学放大器(SOA)、掺铒光纤放大器(EDFA)、由有机材料制成的发光二极管(LED)、电子云、提供光学增益的任意其他有源介质或者其任意结合。
图3是调整输出光谱的全局形状的周期BLS的一个实施方式的框图。如图3中所示，周期BLS 300包括周期反射光谱滤波器301、光学增益元件302、隔离器303和GFF 304。对于一个实施方式，周期反射光谱滤波器301是反射1×n AWG滤波器，如图3所示。AWG滤波器的使用标示制造WDM-PON的低成本解决方案。AWG元件可以被用在WDM-PON系统的其他部分中(未示出)。例如AWG元件可以被用作远程节点和中心局位置处的波分复用器/解复用器(WDM Mux/De-Mux)。也就是说，包括AWG元件的相同的集成光学芯片被用于多个目的，降低了成本和增加了WDM PON的制造量。对于一个实施方式，为了优化WDM PON系统的性能，周期反射滤波器301的AWG芯片具有与用于WDM-PON系统中的Mux/Demux(未示出)的芯片不同的光谱形状。对于一个实施方式，周期反射滤波器301是构建了温度补偿的温度不敏感设计的AWG芯片，所述温度补偿最小化温度变化所带来的光谱层的波长移动。对于另一个实施方式，周期反射滤波器301是标准的热变化AWG元件，该热变化AWG元件使用波长稳定技术(例如温度控制(未示出))。1×nAWG元件是具有一个输入和多个(n)输出的装置。对于一个实施方式，周期反射滤波器301是1×n AWG元件，该1×n AWG元件在AWG芯片上的n个波导的输出处具有反射表面，从而不需要用于“n”个输出的光纤。这可以减少AWG反射器的封装成本，因为其不需要n个输出。GFF可以被置于增益元件302的任意一侧。对于一个实施方式，GFF 304被置于光纤301和增益元件302之间，如图3中所示。对于另一个实施方式(未示出)，GFF被置于增益元件302和隔离器303之间。对于一个实施方式，GFF 304包括一个或多个薄膜介电干扰结构。隔离器303被用于防止反射影响来自增益元件302的光的输出功率和光谱形状。
图4A是示出了只具有增益元件的宽带光源的一个实施方式的输出的示意图。如图4A中所示，输出401具有相对于波长λ的单个连续宽带光谱401。
图4B是示出了具有增益元件和周期滤波器的宽带光源的一个实施方式的输出的示意图。如图4B中所示，输出401具有梳型光谱，该梳型光谱具有多个单独窄带光谱层411。这些单独窄带光谱层411匹配WDM-PON系统中的单独信道的信道位置和光谱宽度，如下面所详细描述的。对于一个实施方式，光谱层411的位置与国际电信联盟(ITU)波长栅格(未示出)相对齐。对于一个实施方式，为了改善WDM-PON系统中的邻近信道之间的串扰，来自BLS的单独光谱层411被制造得比WDM-PON系统中使用的光谱信道宽度更窄。
图4C是示出了具有增益元件、周期滤波器和GFF的周期宽带光源的一个实施方式的输出420的示意图，如参考图3所描述的。GFF可以被用于调整周期性分层(梳型)光谱的全局形状，例如，用于使单独光谱层411的高度变平或者相等。如图4C中所示，使用增益平坦滤波器来使单独光谱层421的高度相等。
对于一个实施方式，梳型光谱的全局形状可以在不使用GFF的情况下被调整。对于给一个实施方式，梳型光谱的全局形状的调整(例如使单独光谱层变平或者相等)可以通过调整来自AWG周期滤波器的“n”个输出波导的单独的反射率来被执行。这可以是每个分别完成的或者是在批处理过程中完成的。例如，反射金属涂层可以被沉积于AWG周期滤波器的波导的输出面上，其中涂层的厚度可以是根据距离而变化的。对于一个实施方式，在每个波导的输出接口处的反射率可以是恒定的，并且在每个波导中还可以包括不同的损耗机制。这可以通过AWG芯片的掩蔽生成而以低成本来完成。
图5A是降低了每个单独光谱层上的相对强度噪声(RIN)的周期BLS的一个实施方式的框图。如图5A中所示，周期BLS具有周期反射滤波器501、光学增益元件502、隔离器603和光学放大器504。对于一个实施方式，光学增益元件502是快速时间常数饱和(fast time-constant saturating)半导体光学放大器(SOA)。通过在深度饱和的条件下操作SOA，可以将强度波动降低到饱和放大器的响应时间之内。对于一个实施方式，光学增益元件502是具有纳秒量级(例如0.1-100纳秒)的快速响应时间的SOA，所述SOA可以有效降低纳秒数据比特内的噪声(例如对于千兆比特(Gigabit)区域内的数据调制速率)。对于一个实施方式，光学放大器504被用于增强周期性滤波的BLS输出的输出功率等级，例如具有远距离射程的WDM PON。对于一个实施方式，光学放大器504的响应时间比增益元件502要慢。对于一个实施方式，光学放大器504具有毫秒量级(例如1-100毫秒)的响应时间。对于一个实施方式，放大器504是EDFA。如图5A中所示，周期反射滤波器501具有包括GFF功能的AWG滤波器，如上所述。对于一个实施方式，AWG和GFF被结合到单个集成芯片，例如平面光波电路(PLC)。
隔离器503被用于防止反射影响来自光学放大器504的光的输出功率和光谱形状。对于一个实施方式，周期反射滤波器501、光学增益元件502、隔离器503和光学放大器504形成在包括硅、磷化铟或者其结合的单个半导体基底上。
图5B是示出了周期BLS 500的一个实施方式的梳型输出的示意图。如图5B中所示，每个单独光谱层511上的RIN被最小化，如上所述。如图5B中所示，单独光谱层的全局形状被调整，如上所述。
图6A是控制每个单独光谱层中的输出功率并降低每个单独光谱层上的相对强度噪声(RIN)的周期BLS的一个实施方式的框图。如图6A中所示，周期BLS包括周期反射光谱滤波器601、光学增益元件602和隔离器603。周期滤波器601调整在每个光谱层中的光学功率。如图6中所示，周期滤波器601具有1×n AWG滤波器604。一个或多个可变光学控制元件605被耦合到AWG元件604的“n”个波导输出的每个波导输出，从而单独调整每个光谱层中的光学功率。对于另一个实施方式，周期滤波器601具有耦合到一个或多个可变光学控制元件上的法布里-珀罗标准具(Fabry-Perot etalon)。对于一个实施方式，通过控制AWG 604的“n”个波导输出的每个波导输出中的反射率来调整每个单独光谱层中的光学功率。对于一个实施方式，可变光学控制元件605是可变反射率元件，例如具有固定的外部反射率的可变传输装置。对于另一个实施方式，光学控制元件605具有结合在其功能内的反射率。
对于一个实施方式，通过控制在单独光谱层内的损耗来调整光学功率。对于另一个实施方式，通过控制在单独光谱层内的增益来调整光学功率。例如，可变光学控制元件605可以是可变衰减器、可变光学放大器或者其任意结合。对于一个实施方式，可变光学控制元件605例如是热调谐波导、电光波导、微机电结构、基于电吸收效应的装置等等。对于一个实施方式，可变光学控制元件605是SOA(半导体光学放大器)，该SOA操作在增益饱和的状态中以降低每个单独光谱层上的RIN。对于一个实施方式，光学控制元件605包括用于控制穿过波导的光的数量的加热器。例如，通过加热波导节点，光可以只在一个方向传播而不再另一个方向传播。对于一个实施方式，可以使用控制元件605剪裁单独光谱层的形状。控制元件605可以将单独光谱层的形状剪裁成例如正弦曲线的、高斯的或顶部平坦的形状。对于一个实施方式，光学控制元件605和1×n AWG滤波器可以都被集成在单个集成光学芯片上，这降低了周期BLS的成本。对于一个实施方式，硅石(例如SiO2)或聚合体波导被用于集成可变衰减器和AWG。对于一个实施方式，磷化铟(InP)波导被用于SOA与AWG的合并集成。对于另一个实施方式，光学控制元件605和滤波器604是与光线耦合的单独组件。
图6B是示出了的周期BLS 600的一个实施方式的梳型的输出相对于波长λ的示意图。如图6B中所示，每个单独光谱层612的输出功率可以使用可变光学控制元件被调整，如上所述。
图7是包括一个或多个周期宽带光源的WDM-PON系统的一个实施方式的框图。如图7所示，WDM-PON系统700包括位于中央局的光学线路(OLT)单元701和位于远程地点处的多个光网络单元(ONU)702。OLT 701包括第一组收发器(诸如收发器704)，用于将第一组光学信号沿光学传输媒介712(诸如光纤、空气或任何其他光学传输媒介)从OLT 701到ONU 702发送到下行方向714。收发器704包括发射机Tx 705和接收机Rx 706。Tx 705被用于将数据发送到ONU 702。Rx 706被用于从ONU 702接收数据。如图7中所示，1×n波分复用器/解复用器(WDM MUX/De-MUX)703被耦合到一组收发器，诸如收发器704。如图7中所示，WDM MUX/De-MUX具有多个(n个)波长信道。周期宽带光源(BLS)709被耦合到WDM MUX/De-MUX704以将单独光谱层的光发送到方向715以对诸如发射机705的一个或多个发射机Tx进行波长锁定。对于一个实施方式，周期BLS源709在波段(例如从大约1420nm到大约1455nm)内生成单独光谱层。由周期BLS 709生成的单独光谱层被自动调整以匹配WDM MUX/De-MUX 704的波长信道1～n。因为单独光谱层的宽度不比波长信道的宽度大，所以邻近波长信道之间的光学串扰被消除了。也就是说，周期BLS生成单独光谱层以对发射机Tx进行波长锁定通过移除靠近每个信道外边缘的注入的光来降低邻近信道之间的光学串扰。通过将波长信道之间的未使用的光学功率传输到每个信道的中央来提高在每个波长信道内的峰值光谱密度。可以通过只在每个波长信道的中央提供注入的BLS功率来降低系统的MUX/De-MUX的波长精确度。对于一个实施方式，MUX/DMUX 704是具有自由光谱范围(FSR)的AWG，用于复用/解复用进入每个波导的多个波长，所述每个波导在大约1280nm到大约1650nm的波长范围内。对于一个实施方式，MUX/DMUX 704满足光学信道之间的间隔小于10nm。在一个实施方式中，MUX/DMUX 704是阵列波导MUX/DMUX，该阵列波导MUX/DMUX满足邻近光学信道之间的光学间隔在大约25GHz到200GHz的范围内。
如图7中所示，在ONU 702处的另一组收发器(诸如收发器716)被用于将另一组光学信号沿着光学传输媒介712在上行方向715发送到OLT 701。收发器716包括发射机Tx 713和接收机Rx 707。Tx 713被用于将数据发送到OLT 701。Rx707被用于从OLT 701接收数据。WDM MUX/De-MUX 708被耦合到在ONU 702处的一组收发器。如图7中所示，WDM MUX/De-MUX708具有波长信道1～n。周期BLS 710被耦合到WDM MUX/De-MUX 708，从而将光的单独光谱层发送到方向714以对位于远程地点处的一个或多个发射机(诸如收发器713)进行波长锁定。对于一个实施方式，周期BLS滤波器710在B波段(例如从大约1530nm到大约1565nm)内生成单独光谱层。从周期BLS 710发送的单独光谱层的光被调整为匹配波长信道WDMMUX/De-MUX 708。对于一个实施方式，一个或多个发射机(诸如Tx 705和713)包括波长锁定光源。对于一个实施方式，一个或多个发射机(诸如Tx 705和713)的波长锁定光源当被从周期BLS 710注入的单独光谱层抑制时在激光发射阈值下操作。波长锁定光源可以是法布里-珀罗激光器二极管、反射半导体放大器、可调谐激光器或者其任意结合，该波长锁定光源被配置为在激光发射阈值下操作从而被波长锁定到由周期BLS 710提供的光谱层。如图7中所示，控制单元716被耦合到一组收发器的接收机(诸如接收机Rx 706)、周期BLS 709和周期BLS 710。控制单元716是可以被用于基于从接收机(诸如接收机Rx 706)接收的信息来动态控制由周期BLS 709和周期BLS 710生成的单独光谱层的可选控制电路。对于一个实施方式，控制单元716控制每个光谱层中的光学功率。对于另一个实施方式，控制单元716控制每个光谱层中的中央波长。对于一个实施方式，OLT 701和远程ONU 702彼此进行通信从而控制每个单独光谱层中的功率等级。该控制功能可以在OLT 701和ONU 702之间的操作、执行、管理(OAM)通信层(未示出)中被实施。对于一个实施方式，与每个单独光谱层中的功率等级有关的信息被结合到单独(例如监督)数据包从而提供OLT 701和ONU 702之间的通信。
在上述说明中，参考了特定的示例性实施方式描述了本发明的实施方式。显然，在不脱离本发明的宽泛的精神和范围的请款下可以对本发明做出各种修改。相应的，说明书和附图被认为是示例性的而非限制性的。

Claims (16)

1.一种宽带光源，该宽带光源包括：
光学增益元件，该光学增益元件用于生成光，其中所述光学增益元件具有第一端口和第二端口，以及其中所述光是放大自发辐射；以及
周期滤波器，该周期滤波器耦合到所述光学增益元件的所述第一端口，以将所述光滤波成多个单独光谱层，其中所述放大自发辐射的多个单独光谱层经由所述第二端口输出，所述单独光谱层的每一个中的光的功率由所述周期滤波器调整，所述周期滤波器包括波导阵列，光的所述单独光谱层从所述周期滤波器被反射回到所述光学增益元件，所述波导的端部被用金属处理以对所述反射进行调整。
2.根据权利要求1所述的宽带光源，其中所述周期滤波器是反射滤波器。
3.根据权利要求1所述的宽带光源，其中所述周期滤波器是波长稳定的滤波器。
4.根据权利要求1所述的宽带光源，其中所述光穿过所述光学增益元件的次数不超过两次。
5.根据权利要求1所述的宽带光源，其中所述周期滤波器具有一个或多个光学功率控制元件，该一个或多个光学功率控制元件被耦合到所述周期滤波器的所述波导阵列的每个波导输出，以控制所述光谱层中的每一个光谱层的光学功率。
6.根据权利要求1所述的宽带光源，该宽带光源还包括：
隔离器，该隔离器耦合到所述光学增益元件。
7.根据权利要求1所述的宽带光源，其中所述周期滤波器包括阵列波导光栅、标准具、干涉仪、布拉格滤波器或者它们的任意结合。
8.根据权利要求1所述的宽带光源，其中所述光学增益元件包括半导体光学放大器、光纤放大器或者它们的任意结合。
9.根据权利要求1所述的宽带光源，该宽带光源还包括：
增益平坦滤波器，该增益平坦滤波器耦合到所述光学增益元件。
10.根据权利要求1所述的宽带光源，该宽带光源还包括：
光学放大器，该光学放大器耦合到所述光学增益元件。
11.一种宽带光源，该宽带光源包括：
光学增益元件，具有第一端口和第二端口，该光学增益元件用于生成放大自发辐射光，其中所述光学增益元件具有第一响应时间；
周期滤波器，该周期滤波器耦合到所述光学增益元件的所述第一端口，以将所述放大自发辐射光滤波成多个单独光谱层，其中所述周期滤波器具有一个或多个控制元件以控制所述单独光谱层中的每一个光谱层中的光的输出功率，其中所述放大自发辐射光的多个单独光谱层经由所述第二端口输出；以及
光学放大器，连接到所述光学增益元件的第二端口，其中所述光学放大器具有第二响应时间，其中所述第一响应时间比所述第二响应时间快，所述光学增益元件具有纳秒量级的快速响应时间以便减少所述单独光谱层中的每一个单独光谱层上的相对强度噪声（RIN）。
12.根据权利要求11所述的宽带光源，其中所述周期滤波器是反射滤波器。
13.根据权利要求11所述的宽带光源，其中所述周期滤波器还包括阵列波导光栅滤波器，所述阵列波导光栅滤波器和所述一个或多个控制元件被结合到单个集成光学芯片上。
14.根据权利要求11所述的宽带光源，其中所述一个或多个控制元件中的控制元件包括可变反射率元件。
15.根据权利要求11所述的宽带光源，其中所述一个或多个控制元件中的控制元件包括可变衰减器、可变光学放大器或者它们的任意结合。
16.根据权利要求11所述的宽带光源，该宽带光源还包括：
隔离器，该隔离器耦合到所述光学增益元件。
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