CN102957480B - 光发射装置 - Google Patents

Abstract

一种涉及光纤通信领域的光发射装置，包括一个光源，一个第一光循环单元，一个第一光反射器以及一个输出元件。该光源发出包含第一波长光的光信号，该第一光循环单元包括三个光耦合器、三个第一光隔离器、第一端口、第二端口、第三端口，该三个光耦合器首尾相连成三角形，每两个光耦合器之间设有该三个第一光隔离器中的一个，该第一端口与该光源相连，用于输入该光信号。该第一光反射器与该第二端口相连，用于将该第一波长光反射回该第一光循环单元，并传输未被反射的光信号，该第一光循环单元引导该第一波长光自该第三端口输出。该输出元件与该第三端口相连。

Description

光发射装置

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及光发射装置。

背景技术

现有的光发射装置为了提高光信号的传输能力，可以选用单色光源，发出单一波长，但是，单一波长的光信号信道较窄，不便传输大容量数据。如果选择宽带光源，必须采用光循环器（opticalcirculator）分离出多个特定波长后再传输多种信号，但是，光循环器成本较高，光发射装置的成本提高。

发明内容

有鉴于此，提供一种成本较低且传输能力高的光发射装置实为必要。

本发明提供一种光发射装置，其包括一个光源，一个第一光循环单元，一个第一光反射器，以及一个输出元件。该光源发出包括第一波长光的光信号。该第一光循环单元包括三个光耦合器、三个光隔离器、第一端口、第二端口、第三端口，该三个光耦合器首尾相连成三角形，每两个光耦合器之间设有该三个光隔离器中的一个，该第一端口、第二端口、第三端口沿顺时针方向或逆时针方向和该三个光耦合器一一对应，该第一端口与该光源相连，用于输入该光信号。该第一光反射器与该第二端口相连，用于将该第一波长光反射回该第一光循环单元，并传输未被反射的光信号，该第一光循环单元引导该第一波长光自该第三端口输出。该输出元件与该第三端口相连，用于对外输出该第一波长光。

相对于现有技术，本发明提供的光发射装置采用光耦合器、光隔离器及光反射器实现光信号的循环及特定波长光信号的分离输出，从而提高该光发射装置的数据传输能力；而且，光耦合器和光隔离器搭配使用，成本低于光循环器（opticalcirculator），利于量产。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的光发射装置的示意图。

图2是本发明第二实施例提供的光发射装置的示意图。

主要元件符号说明

光发射装置	100，300
		光源	10，310
光耦合器	201
		第一光隔离器	202
第一端口	21，321
		第二端口	22，322
第三端口	23，323
		光循环单元	20，320
光反射器	30，330
		输出元件	40
光调变器	41
		光复用器	43
第二光隔离器	50

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明第一实施例提供的光发射装置100包括一个光源10，该光源10发出包括波长为λ1的光信号，一个第一光循环单元20，一个第一光反射器30，以及一个输出元件40。

该第一光循环单元20包括三个光耦合器（opticalcoupler）201，三个光隔离器(opticalisolator)202，以及第一端口(port)21，第二端口22，和第三端口23。该三个光耦合器201结构在本实施例中相同。该三个第一光隔离器202的结构在本实施例中相同。

该三个光耦合器201通过光纤相连成三角形，且每两个光耦合器201之间设有一个第一光隔离器202，即该三个光耦合器201和该三个第一光隔离器202交错相连。光耦合器201用于将输入的光信号耦合至其它端点，可以依照设计将能量汇集在一起或做适当的分配后输出。本实施例提供的光耦合器201均包括三个输入/输出端口，为方便介绍，仅将其中一个对外的输入/输出端口作为“端口”来说明。

该第一端口21、第二端口22、第三端口23是每个光耦合器201的一个对外的输入/输出端，由于该三个光耦合器201结构相同，所以可以以顺时针方向上所在位置不同来区别每个端口。本实施例中选用顺时针方向定义每个端口，即从上到右下到左下（图上位置）的光耦合器201的输入/输出端分别是：第一端口21、第二端口22、第三端口23，也可以将从上到右下到左下的光耦合器201的输入/输出端分别定义为：第二端口22、第三端口23和第一端口21，以此类推。

该三个第一光隔离器202的允许光通过的方向在本实施例中是顺时针方向（如图中箭头所示），即允许光信号沿顺时针方向传输，并阻止光信号向逆时针方向传输，此允许传输的方向决定着该第一光循环单元20的光信号循环方向。也可以根据需要将该第一光循环单元20的光信号循环方向设置为逆时针方向，只要将该三个第一光隔离器202相对本实施例中的方向反向放置即可。

该第一光反射器30与该第二端口22相连。该第一光反射器30包括一个能够反射波长为λ1的光信号的布拉格光纤光栅（FiberBraggGrating,FBG）。布拉格光纤光栅利用具有周期性结构图案的光罩置于光纤上，再利用高能量短波长的紫外线照射后制作而成，可在光纤核心(core)部份产生干涉条纹，并永久地改变其折射率。当一个包含多个波长的光信号经过布拉格光纤光栅时，大部份波长的信号只有些微损耗，但波长恰为光栅周期两倍的光信号会被反射。例如光纤周期是775nm时，反射波的波长为1550nm。布拉格光纤光栅反射出的波长线宽小，因此传输时色散影响小，传输质量高。

该第一光循环单元20和该第一光反射器30相互配合，使得波长为λ1的光信号从该光源10发出的所有光信号中分离出来，工作原理介绍如下：假设光信号自该第一端口21输入，虽然该光耦合器201有两条支路分别连至其余两个光耦合器201，但逆时针方向的支路被一个第一光隔离器202阻隔，因此光信号将顺时针传输至右下的光耦合器201并自该第二端口22输出，由于该第一光反射器30与该第二端口22相连，所以，λ1波长光为该第一光反射器30反射后再次从该第二端口22进入该第一光循环单元20并继续顺时针传输至下一个光耦合器201，并从该第三端口23输出。该第一光反射器30将除了λ1之外的所有波长的光信号继续传输至其后的元件。

该输出元件40与该第三端口23相连，用于对外输出该λ1波长光。该输出元件40主要用于接收光信号并输出光信号。该输出元件40可以仅仅是一个端口，使λ1波长光毫无变化地直接输出，也可以包括多个调节单元进行调节，例如，该输出元件40可以包括一个光调变器41，该光调变器41可以是马赫－曾特尔调变器或电吸收调变器，用于加载电信号对λ1波长光进行光调变，调整光增益等，该输出元件40还可以设置透镜使得特定光信号经透镜折射后再输出。

在其它实施例中，该光源10可以与该第二端口22相连，以此类推，该第一光反射器30与该第三端口23相连，而该输出元件40与该第一端口21相连，总之，该第一光循环单元20的工作模式为：从第一端口21进光，该第二端口22出光，从该第二端口22进光，则从该第三端口23出光，从该第三端口23进光，则从该第一端口21出光。

该光发射装置100进一步包括一个第二光隔离器50，设置于该第一光反射器30的输出端，用于阻止该未被反射的光信号反射回该第一光反射器30，发生信号串扰。

本实施例提供的光发射装置100采用价格较低的光耦合器201和第一光隔离器202来实现光信号的循环及特定波长光信号的分离输出，从而不必对光源10提出苛刻的波长要求，只需要该光源10包括可用波长即可。特别是，光耦合器和光隔离器搭配使用，成本低于常见的光循环器（opticalcirculator），非常利于量产。

本发明提供的光发射装置不仅可以输出一种光波，还可以继续串联多个光循环单元20和多个光反射器来实现多种特定光波的输出或者分离，从而大幅提高光发射模块的信号传输能力。

请参阅图2，本发明第二实施例提供的光发射装置300与光源发射装置100相比，主要区别是还包括一个第二光循环单元320和一个第二光反射器330，该光源310为宽带光源，除了发出波长为λ1的光信号外，还发出波长为λ2、λ3、λ4等光信号。

该第二光循环单元320与该第一光循环单元20的结构相同，功能相同。该第二光循环单元320的第一端口321与该第一光反射器30相连，以使通过该第一光反射器30的光波进入该第二光循环单元320。假设该λ1波长光已被分离，则剩下的波长为λ2、λ3、λ4等光信号进入该第二光循环单元320。该第二光反射器330与该第二光循环单元320的第二端口322相连，该第二光反射器330包括一个反射该λ2波长光的布拉格光纤光栅，因此，λ2波长光从该第二光循环单元320的第三端口323输出。输出后的λ2波长光可以从该输出元件40输出，可以是直接输出，也可以是经过调变后输出。

以此类推，该光发射装置300还可以在第二光反射器330的输出端进一步连接多个光循环单元和多个光反射器，用来输出其它特定波长光信号。

使用者可以根据需要选择使用不同数量的光循环单元和光反射器，因此，既可以输出一种光信号，又可以输出多种光信号，不必频繁更换光源，尤其是当光源为宽带光源时，且成本较低。

该输出元件40可以包括多个输出端口，用于使多种光信号独立输出，或者如图2所示可以设置一个光复用器43（multiplexer），用于将该多种波长的光信号整合成一束中对外输出。图2中仅画出一个方框表示输出元件40并不是将输入元件的数量限制为一个，而只是概括表示了所有的输出元件。

类似光发射装置100，输出元件40还设有相应数量的光调变器41，用于调变对应的光信号。

为了进一步减少光发射模块300中不同光信号之间的串扰，该光发射装置300将该第二光隔离器50设于该第二光反射器330的输出端，用于阻止波长为λ3、λ4的光信号反射回该第二光反射器330。该第二光隔离器50还可以设置在该第一光反射器30和第二光循环单元320之间，如果没有第二光循环单元320（例如在光发射模块100中），就将第二光隔离器50设置在该第一光反射器30的输出端。

本说明书中的“相连”或者“连接”如无特别说明，均指通过光纤连接。

可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种光发射装置，包括：

一个光源，发出包含第一波长光的光信号；

一个第一光循环单元，包括三个光耦合器、三个第一光隔离器、第一端口、第二端口、第三端口，该三个光耦合器首尾相连成三角形，每两个光耦合器之间设有该三个第一光隔离器中的一个，该第一端口、该第二端口、该第三端口沿顺时针方向或逆时针方向和该三个光耦合器一一对应，该第一端口与该光源相连，用于输入该光信号；

一个第一光反射器，与该第二端口相连，用于将该第一波长光反射回该第一光循环单元，并传输未被反射的光信号，该第一光循环单元引导被该第一光反射器反射的该第一波长光传输至该第三端口输出；以及

一个输出元件，与该第三端口相连，用于对外输出该第一波长光。

2.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：该输出元件还包括一个光调变器，用于对该第一波长光进行光调变后输出。

3.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：该光发射装置进一步包括一个第二光隔离器，设置于该第一光反射器的后端，用于阻止该未被反射的光信号反射回该第一光反射器。

4.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：该第一光反射器包括一个反射该第一波长光的布拉格光纤光栅。

5.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于：该未被反射的光信号还包含第二波长光，该第二波长光的波长不同于该第一波长光的波长，该光发射装置还包括：

一个第二光循环单元，该第二光循环单元和该第一光循环单元的结构相同，该第二光循环单元与该第一光反射器相连以使该未被反射的光信号进入该第二光循环单元的第一端口；以及

一个第二光反射器，该第二光反射器与该第二光循环单元的第二端口相连以将该第二波长光反射回该第二光循环单元，并传输其它波长光，该第二光循环单元引导被该第二光反射器反射的该第二波长光传输至该第三端口输出；

该输出元件还与该第二光循环单元的第三端口相连，该输出元件可选择性地对外输出该第一波长光或/和该第二波长光。

6.如权利要求5所述的光发射装置，其特征在于：该输出元件还包括一个光调变器，用于对该第一、第二波长光进行光调变。

7.如权利要求5或6所述的光发射装置，其特征在于：该输出元件还包括一个光复用器，用于将该第一、第二波长光整合至一束光纤中对外输出。

8.如权利要求2或6所述的光发射装置，其特征在于：该光调变器为马赫－曾特尔调变器或电吸收调变器。

9.如权利要求5所述的光发射装置，其特征在于：该光发射装置进一步包括一个第二光隔离器，设置于该第一光反射器和该第二光循环器之间，用于阻止该未被反射的光信号反射回该第一光反射器。

10.如权利要求5所述的光发射装置，其特征在于：该光发射装置进一步包括一个第二光隔离器，设置于该第二光反射器的后端，用于阻止该其它波长光反射回该第二光反射器。

11.如权利要求5所述的光发射装置，其特征在于：该第一光反射器包括一个反射该第一波长光的布拉格光纤光栅，该第二光反射器包括一个反射该第二波长光的布拉格光纤光栅。