CN103098489B - 外腔激光器、光发射机及无源光网络系统 - Google Patents

外腔激光器、光发射机及无源光网络系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种外腔激光器、光发射机及无源光网络系统，该激光器包括：增益介质、光调制器、第一光滤波器、反射器件。增益介质产生光信号并发射至第一光滤波器，通过第一光滤波器的光信号被反射器件反射分为第一路光信号和第二路光信号，反射器件将第一路光信号传输到增益介质，将第二路光信号传输到光调制器。

Description

外腔激光器、光发射机及无源光网络系统
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种外腔激光器、光发射机及无源光网络系统。
背景技术
基于波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing，简称WDM)技术的波分复用无源光网络(WavelengthDivisionMultiplexing-PassiveOpticalNetwork，简称WDM-PON)由于其巨大的带宽容量、类似点对点的信息安全性等优点已逐步取代铜线宽带。
在WDM-PON系统中，每个光网络单元(OpticalNetworkUnit，简称ONU)的收发模块发射与接收的波长必须要与之相邻的ONU的信号波长不同，因此，WDM-PON系统要求不同收发模块的激光器各不相同，但这将带来一系列有色问题，为实现光源无色化，现有技术主要采用自注入的注入锁定激光器作为WDM-PON系统的光源。注入锁定激光器发出的光信号，经过光纤传输和光过滤镜过滤后，经过部分反射镜，一部分透射，另一部分被反射回来并再次经过光过滤镜重新注入回注入锁定激光器，同时，通过改变注入锁定激光器的注入电流，把ONU的上行数据调制到光信号中，承载了上行数据的光信号再经过部分反射镜，一部分反射回来，一部分进入接收机。
现有技术中，自种子光纤激光器需要一定强度的注入光反射回到激光器，且回到激光器的光信号是其自身先前发出的带有调制信号的光信号，导致自注入激光器的反射光带有残留信号，降低信号的信噪比。
发明内容
本发明实施例提供一种外腔激光器、光发射机及无源光网络系统，以提高信号的信噪比。
一方面，一种外腔激光器，包括：增益介质、光调制器、第一光滤波器、反射器件，所述增益介质、所述第一光滤波器和所述反射器件构成激光谐振腔；
所述增益介质产生光信号并发射所述光信号至所述第一光滤波器；
所述第一光滤波器对所述光信号进行波长选择，并将通过所述第一光滤波器波长选择的所述光信号传输到所述反射器件；
所述反射器件将经过所述第一光滤波器波长选择后的所述光信号反射回所述增益介质；
所述光调制器对所述增益介质产生的光信号进行调制。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述外腔激光器还包括：光分路器，设置在所述第一光滤波器和所述增益介质之间，所述光分路器包括一个输入端和两个输出端，所述光分路器的输入端连接所述第一光滤波器，所述光分路器的两个输出端分别连接所述增益介质和所述光调制器；
所述光分路器用以将从所述第一光滤波器返回的光信号分为第一路光信号和第二路光信号，其中第一路光信号注入回所述增益介质；第二路光信号注入到光调制器，进行信号调制。结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述光分路器为光分束器或者具有部分反射部分透射功能的薄膜介质。
结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、或者第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述增益介质的增益偏振方向和所述光调制器的增益偏振方向成45°+K×90°，在所述光分路器和所述光调制器之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，所述K为大于等于0的整数。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第三种可能的实现方式中的任意一种，在第四种可能的实现方式中，所述增益介质的增益偏振方向和所述光调制器的增益偏振方向成45°+K×90°，在所述光分路器和所述增益介质之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，在所述反射器件和所述第一光滤波器之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，所述45°+K×90°法拉第旋转镜和所述反射器件组成法拉第旋转反射器件，所述K为大于等于0的整数。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第四种可能的实现方式中的任意一种，在第五种可能的实现方式中，所述反射器件还具有透射端口，用以将所述光信号透射并传输至光纤或接收机。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第五种可能的实现方式中的任意一种，在第六种可能的实现方式中，
所述增益介质包括具有第一反射率的端面和具有第二反射率的端面，所述第一反射率小于所述第二反射率；
所述增益介质具有所述第一反射率的端面发射光信号至所述第一光滤波器；
所述反射器件反射所述第一光滤波器波长选择后的第二路光信号至所述增益介质具有所述第二反射率的端面，所述增益介质具有所述第二反射率的端面将所述第二路光信号传输至所述光调制器。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第六种可能的实现方式中的任意一种，在第七种可能的实现方式中，所述外腔激光器还包括：
第二光滤波器，所述第二光滤波器与所述光调制器耦接，用以将所述光调制器调制的所述第二路光信号传输至光纤或接收机。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第七种可能的实现方式中的任意一种，在第八种可能的实现方式中，所述第一光滤波器包括一个输出端口和多个输入端口，所述第一光滤波器的输出端口与所述反射器件连接，所述第一光率波器的每个输入端口与所述增益介质耦接。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第八种可能的实现方式中的任意一种，在第九种可能的实现方式中，所述第二光滤波器包括一个输出端口和多个输入端口，所述第二光滤波器的每个输入端口与所述光调制器耦接，所述第二光滤波器的输出端口将所述第二路光信号复用至光纤或接收机。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第九种可能的实现方式中的任意一种，在第十种可能的实现方式中，
所述第一光滤波器包括第一公共端、第二公共端和2N个分支端口，所述第一公共端与所述第二公共端相差N个通道；每个所述分支端口耦接所述光分路器；所述N为大于等于1的整数；
所述第一公共端与所述反射器件耦接，所述反射器件还具有透射端口；所述反射器件的透射端口通过环形器与所述第二公共端耦接；
通过所述光分路器与第M分支端口耦接的所述增益介质从所述反射器件的透射端口透过的光信号经过所述环形器传输至所述第一光滤波器的第二公共端，进入通过所述光分路器与第N+M分支端口耦接的调制器进行调制；
通过所述光分路器与第N+M分支端口耦接的所述增益介质从所述反射器件的透射端口透射的光经过所述环形器传输至所述第一光滤波器的第二公共端口，进入通过所述光分路器与第M分支端口耦接的调制器进行调制；
所述M为小于等于N并大于等于1的整数；
所述第一光滤波器具有周期性和通道波长循环特性。
另一方面，一种光发射机，包括如上第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第十种可能的实现方式中的任意一种所述的外腔激光器。
又一方面，一种无源光网络系统，包括光线路终端和至少一个光网络单元，所述光线路终端通过光分配网络连接到所述至少一个光网络单元：其中，所述光线路终端和/或所述光网络单元包括如上第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第十种可能的实现方式中的任意一种所述的外腔激光器。
本发明实施例通过分别设置增益介质和光调制器，以及增益介质、第一光滤波器和反射器件构成激光谐振腔，可使增益介质只用于产生稳定的光信号，而光调制器只用于调制数据。增益介质发出的通过第一光滤波器波长选择的光信号传输到反射器件时，反射器件将光信号反射回增益介质，即反射回增益介质的光信号不带有调制信息，增益介质发射的光信号也不会带有以前信号的残留信息。光调制器将带有调制信息的光信号传输到反射器件，其中只有部分带有调制信息的光信号会被反射至增益介质。因此，带有调制信息的光信号只有部分反射回到增益介质自身中，大大减少了残留信号以噪声的形式叠加到现有信号的机会，提高了信号的信噪比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的外腔激光器结构图；
图2为本发明实施例二的外腔激光器结构图；
图3为本发明实施例三的外腔激光器结构图；
图4为本发明实施例四的外腔激光器结构图；
图5为本发明实施例五的外腔激光器结构图；
图6为本发明实施例六的外腔激光器结构图；
图7为本发明实施例七的无源光网络系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一的外腔激光器结构图，如图1所示，本发明实施例提供的外腔激光器包括增益介质10、光调制器20、第一光滤波器30、反射器件40，其中增益介质10、第一光滤波器30和反射器件40构成激光谐振腔；
增益介质10产生光信号并发射所述光信号至第一光滤波器30；
第一光滤波器30对光信号进行波长选择，并将通过第一光滤波器30波长选择的光信号传输到反射器件40；
反射器件40将经过第一光滤波器30波长选择后的光信号反射回增益介质10；
光调制器20对增益介质10产生的光信号进行调制。
在具体的外腔激光器的实现过程中，可通过电流激发增益介质10，使其产生光信号并发射光信号至第一光滤波器30，第一光滤波器30从光信号中选择所需波长，而除此波长以外的光将会被拒绝通过，之后，通过第一光滤波器30波长选择的光信号可传输到公共端的反射器件40；反射器件40将对光信号进行反射，将光信号反射回增益介质10。
其中，光信号反射回增益介质10，增益介质10会将反射回来的光信号再次放大后又发射出去，并按照上述方式往返多次，如果增益介质10的增益大于往返的链接损耗，则增益介质10、第一光滤波器30和反射器件40构成激光谐振腔，输出稳定波长的光信号。
增益介质10输出稳定波长的光信号，可以为光调制器20提供光源，光调制器20仅用于调制数据，可通过改变光调制器20的电流或电压将高速数据流调制到光信号中。同时，光调制器20将调制后的光信号经过第一光滤波器30传输到反射器件40中，经过反射器件40，部分调制后的光信号再次被反射回增益介质10中。
此外，还可将增益介质10的电流设置为偏置电流，偏置电流可以保证加载在增益介质10上的电流是恒定的，从而通过电流激发增益介质10产生的光信号也是稳定的。同时，还可将增益介质10的电流设置为深度饱和的模式，即使光调制器20发出的带有调制信息的光信号部分通过反射器件40反射回到增益介质10，也会被增益介质10自身的饱和作用所擦除。
本发明实施例通过分别设置增益介质和光调制器，以及增益介质、第一光滤波器和反射器件构成激光谐振腔，可使增益介质只用于产生稳定的光信号，而光调制器只用于调制数据。增益介质发出的通过第一光滤波器波长选择的光信号传输到反射器件时，反射器件将光信号反射回增益介质，即反射回增益介质的光信号不带有调制信息，增益介质发射的光信号也不会带有以前信号的残留信息。光调制器将带有调制信息的光信号传输到反射器件，其中只有部分带有调制信息的光信号会被反射至增益介质。因此，带有调制信息的光信号只有部分反射回到增益介质自身中，大大减少了残留信号以噪声的形式叠加到现有信号的几率，提高了信号的信噪比。
图2为本发明实施例二的外腔激光器结构图，如图2所示，本发明实施例提供的外腔激光器在本发明实施例一的基础上，还包括：
光分路器50，设置在第一光滤波器30和增益介质10之间，光分路器50包括一个输入端和两个输出端，光分路器50的输入端连接第一光滤波器30，光分路器50的两个输出端分别连接增益介质10和光调制器20；
光分路器50用以将从第一光滤波器30返回的光信号分为第一路光信号和第二路光信号，其中第一路光信号注入回增益介质10；第二路光信号注入到光调制器20，进行信号调制
具体地，光分路器50可将经过反射器件40反射并通过第一光滤波器30的光信号分光以产生第一路光信号和第二路光信号，其中第一路光信号通过光分路器50的一个输出端传输至增益介质10，第二路光信号通过光分路器50的另一输出端传输至光调制器20。在具体应用过程中，光分路器50可以为熔融拉锥型也可以为平面波导型，光分路器50的具体类型，本实施例在此不作特别限制。
本发明实施例通过在第一光滤波器和增益介质之间设置光分路器，并将光信号分光产生第一路光信号和第二路光信号，从而在第一光滤波器中只需要一个端口，一根光纤，减少了成本，可以适用于单纤到用户的光分配网。
优选地，上述的光分路器为光分束器或者具有部分反射部分透射功能的薄膜介质。
具体地，光分束器可以将光分为两部分，一部分为第一路光信号，另一部分为第二路光信号。具有部分反射部分透射功能的薄膜介质，可以将经过第一滤波器的光一部分透射至增益介质10，一部分反射至光调制器20中。具有部分反射部分透射功能的薄膜介质，可以为在玻璃衬底上或玻璃陶瓷衬底上，通过精确的镀膜工艺，将SiO2或TiO2交替沉积在其表面上。对于具有部分反射部分透射功能的薄膜介质的制造工艺和类型，本发明在此不作特别限制。
本发明实施例通过将光分路器设置为光分束器或具有部分反射部分透射功能的薄膜介质，可以将光分为两部分，简单、便捷、易于实现。
图3为本发明实施例三的外腔激光器结构图，如图3所示，本发明实施例提供的外腔激光器在本发明实施例二的基础上，增益介质10的增益偏振方向和光调制器20的增益偏振方向成45°+K×90°，在光分路器50和光调制器20之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜60。
具体地，本发明实施例提供的增益介质10和光调制器20可以为偏振敏感型器件，即在一个方向具有增益。同时，可让增益介质10的增益偏振方向和光调制器20的增益偏振方向成45°+K×90°，并在光分路器50和光调制器20之间设置45°+K×90°法拉第旋转镜60，其中，K为大于等于0的整数，即角度可以为45°、135°、225°等。
例如，以45°为例，增益介质10的偏振方向为水平光调制器20的偏振方向为45°二者的偏振方向成45°。二者具体的偏振方向，本发明在此不作特别限制。增益介质10发出的水平方向的线偏振光经过反射器件40反射回来，经过光分路器50分光产生的第一路光信号的偏振方向与增益介质10的偏振方向平行，经过光分路器50分光产生的第二路光信号经过45°法拉第旋转镜60逆时针旋转45°之后，偏振方向与光调制器20的偏振方向平行。光调制器20发出的45°的线偏振光经过反射器件40反射回来，经过光分路器产生的第一路光信号的偏振方向与增益介质10的偏振方向垂直，经过光分路器50产生的第二路光信号在经过45°法拉第旋转镜60逆时针旋转45°之后，偏振方向与光调制器20的偏振方向垂直。
按照上述方式，增益介质10发出的光信号被反射回增益介质10时，与其自身偏振方向平行，可以很好的形成谐振；增益介质10发出的光信号被反射回光调制器20时，与光调制器20的偏振方向平行，可以形成很好的调制。光调制器20发出光信号被反射回增益介质10时，与增益介质10的偏振方向垂直，光调制器20发出光信号被反射回光调制器20时，与光调制器20的偏振方向垂直，无法获得增益，可以最大限度的消除反射信号携带的残余数据噪声。
本发明实施例通过增益介质的增益偏振方向和光调制器的增益偏振方向成45°+K×90°，在光分路器和光调制器之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，可以使增益介质形成很好的谐振，使光调制器产生很好的调制，并最大限度的消除反射信号携带的残余数据噪声。
图4为本发明实施例四的外腔激光器结构图，如图4所示，本发明实施例提供的外腔激光器在本发明实施例二的基础上，增益介质10的增益偏振方向和光调制器20的增益偏振方向成45°+K×90°，在光分路器50和增益介质10之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜61，在反射器件和第一光滤波器之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，45°+K×90°法拉第旋转镜和反射器件组成部分法拉第旋转反射器件70，其中，K为大于等于0的整数，即角度可以为45°、135°、225°等。
具体地，以45°为例，增益介质10的偏振方向为45°光调制器20的偏振方向为水平二者的偏振方向成45°。二者具体的偏振方向，本发明在此不作特别限制。增益介质10发出的偏振方向为45°的光，经过45°法拉第旋转镜61后，其偏振方向为垂直方向，再经过第一光滤波器30公共端的部分法拉第旋转反射器件70旋转90°反射回来后，经过光分路器50分光产生第二路光信号的偏振方向与光调制器20的偏振方向平行，经过光分路器50分光产生的第一路光信号经过45°法拉第旋转镜61逆时针旋转45°后，第一路光信号的偏振方向与增益介质10的偏振方向平行。光调制器20发出的偏振方向为水平的调制光信号，经过第一光滤波器30公共端的部分法拉第旋转反射器件70旋转90°反射回来后，偏振方向为垂直方向，经过光分路器50分光产生的第二路光信号与光调制器20的偏振方向垂直，经过光分路器50分光产生的第一路光信号经过45°法拉第旋转镜61逆时针旋转45°后，其偏振方向与增益介质10的偏振方向垂直。
按照上述方式，增益介质10发出的偏振光反射回增益介质10和光调制器20的偏振方向与增益介质10和光调制器20的偏振方向均平行，可以很好的形成谐振和调制。光调制器20发出的偏振光反射回增益介质10和光调制器20的偏振方向与增益介质10和光调制器20的偏振方向均垂直，无法获得增益，可以最大限度的消除反射信号携带的残余数据噪声。
本发明实施例通过增益介质的增益偏振方向和光调制器的增益偏振方向成45°+K×90°，在光分路器和增益介质之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，在反射器件和第一光滤波器之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，45°+K×90°法拉第旋转镜和反射器件组成部分法拉第旋转反射器件。可以使增益介质形成很好的谐振，使光调制器产生很好的调制，并最大限度的消除反射信号携带的残余数据噪声。
上述的本发明实施例三和实施例四均能最大限度的消除反射信号携带的残余数据噪声，因此在实际应用过程中，可根据实际情况选取合适的方式。
在上述的实施例中，反射器件40还具有透射端口，用以将所述光信号透射并传输至光纤或接收机。具体地，反射器件40可以为部分反射镜，既有反射作用，又有透射作用，其中透射作用可将光信号传输至光纤或接收机。还可在反射器件40中设置透射端口，使其具有透射作用。
本发明实施例提供的外腔激光器，通过反射器具有透射端口，可将经过调制的光信号透射并传输至光纤或接收机，可使本发明实施例提供的外腔激光器应用在波分复用无源光网络中，同时，带有调制信息的光信号只有极少部分或不带有调制信息的光信号反射回到增益介质自身中，大大减少了残留信号以噪声的形式叠加到现有信号的机会，提高了信号的信噪比。
上述的实施例中，如果多个增益介质连接到第一光滤波器的不同波长的中心波长通道，则会形成多个激光增益谐振腔，经过光调制器调制的光信号通过第一光滤波器的公共端进入主干光纤中，可以形成一个多波长的激光器阵列，从而构成一个WDM-PON发射机阵列。
图5为本发明实施例五的外腔激光器结构图，如图5所示，本发明实施例提供的外腔激光器在本发明实施例一的基础上，增益介质11包括具有第一反射率的端面和具有第二反射率的端面，第一反射率小于第二反射率；
增益介质11具有第一反射率的端面发射光信号至第一光滤波器30；
反射器件40反射第一光滤波器30波长选择后的第二路光信号至增益介质11具有第二反射率的端面，增益介质11具有第二反射率的端面将第二路光信号传输至光调制器21。
在具体实现过程中，增益介质11具有第一反射率的端面与第一光滤波器30耦接，第一光滤波器30与反射器件40耦接。增益介质11具有第一反射率的端面和具有第二反射率的端面，第一反射率小于第二反射率，本领域技术人员可以理解，第一反射率较低，第二反射率较高。增益介质11具有第一反射率的端面与第一光滤波器30和反射器件40构成激光谐振腔。增益介质11产生的光信号经过第一光滤波器30至反射器件40，反射器件40将上述的光信号反射回增益介质11。增益介质11通过偏置电流激发产生的光信号经反射器件40反射回增益介质11，由于第一反射率的端面反射率较低，则该部分光损耗较少。
同时，反射器件40还反射第一光滤波器30波长选择后的第二路光信号至增益介质11具有第二反射率的端面，增益介质11具有第二反射率的端面将第二路光信号传输至光调制器21，由光调制器21对光信号进行调制。由于第二反射率的端面反射率较高，则光调制器21发出的经过调制的光信号会被第二反射率的端面反射，则其进入增益介质11的几率将大大减少。
本发明实施例提供的外腔激光器，增益介质包括具有第一反射率的端面和具有第二反射率的端面，第一反射率小于第二反射率。增益介质通过偏置电流激发产生的光信号经反射器件反射回增益介质，由于第一反射率的端面反射率较低，可使该部分光损耗较少。光调制器对光信号进行调制，由于第二反射率的端面反射率较高，则光调制器发出的经过调制的光信号会被第二反射率的端面反射，则其进入增益介质的几率将大大减少，大大减少了残留信号以噪声的形式叠加到现有信号的机会，提高了信号的信噪比。
可选地，如图5所示，上述实施例五提供的外腔激光器还包括：
第二光滤波器31，第二光滤波器31与光调制器耦接，用以对经过光调制器调制的第二路光信号进行波长选择，并将通过第二光滤波器波长选择的第二路光信号传输至光纤或接收机。
本发明实施例提供的外腔激光器，通过设置第二光滤波器，可将经过调制的不带有残留光信号的光信号复用到主干光纤和接收机中。
可选地，如图5所示，在上述实施例提供的外腔激光器的基础上，第一光滤波器30包括一个输出端口和多个输入端口，第一光滤波器30的输出端口与反射器件40连接，第一光滤波器30的每个输入端口与增益介质耦接。例如，第一光滤波器30的输入端口可以与增益介质12耦接。
本发明实施例提供的外腔激光器，第一光滤波器包括一个输出端口和多个输出端口，可以形成一个多波长的激光器阵列。
可选地，如图5所示，在上述实施例提供的外腔激光器的基础上，第二光滤波器31包括一个输出端口和多个输入端口，第二光滤波器31的每个输入端口与光调制器耦接，第二光滤波器31的输出端口将第二路光信号复用至光纤或接收机。例如，第二光滤波器31的输入端口与光调制器22耦接。
本发明实施例提供的外腔激光器，第二光滤波器包括一个输出端口和多个输入端口，可将多波长激光器阵列调制的光信号复用到光纤或接收机。
图6为本发明实施例六的外腔激光器结构图，如图6所示，本发明实施例提供的外腔激光器在本发明实施例二的基础上，第一光滤波器30包括第一公共端、第二公共端和2N个分支端口，第一公共端与第二公共端相差N个通道；每个分支端口耦接光分路器50；N为大于等于1的整数；
第一公共端与反射器件40耦接，反射器件40还具有透射端口；反射器件的透射端口通过环形器80与第二公共端耦接；
通过光分路器与第M分支端口耦接的增益介质从反射器件的透射端口透过的光信号经过环形器传输至第一光滤波器的第二公共端，进入通过光分路器与第N+M分支端口耦接的调制器进行调制；
通过光分路器50与第N+M分支端口耦接的增益介质从反射器件的透射端口透射的光经过环形器传输至第一光滤波器的第二公共端口，进入通过光分路器与第M分支端口耦接的调制器进行调制；
M为小于等于N并大于等于1的整数；
第一光滤波器具有周期性和通道波长循环特性。
具体实现过程中，该周期性的第一光滤波器30可以共有2N个分支端口，对于第一公共端，2N个分支端口对应的中心波长为λ1、λ2，......λ2n，第二公共端可以与第一公共端相差N个通道，由于第一光滤波器30具有周期性和循环特性，则对于第二公共端，2N个分支端口对应的中心波长为λn+1、λn+2，......λ2n，λ1，λ2......λn。增益介质13与第一光滤波器30的第1个分支端口及反射器件40形成中心波长为λ1的激光谐振腔，增益介质13发出的波长为λ1的光信号通过第一光滤波器30、反射器件40以及环形器80进入第二公共端，由于第二公共端与第一公共端相差n个通道，则进入第二公共端的光信号注入到第一光滤波器30的第N+1个分支端口上的光调制器23进行调制。
同样的，增益介质14发出的波长为λn+1的光信号，最终通过第二公共端进入第1个分支端口上的光调制器24进行调制。最终，经过调制的光信号均通过第二公共端以及环形器80进入到主干光纤中，其它端口依次类推，在此不再赘述。
本发明实施例提供的外腔激光器，第一光滤波器包括第一公共端、第二公共端和至少两个分支端口，以及第一光滤波器具有周期性和通道波长循环特性，使本发明实施例提供的外腔激光器可同时对多个波长的光信号进行调制，最大限度的减少残留信号以噪声的形式叠加到现有信号的机会，提高了信号的信噪比，同时节省了器件和资源，有效降低成本。
可选地，上述图6实施例中的光分路器为波分复用器。具体地，波分复用器能够将增益介质和光调制器的光复用到光纤中。
本发明实施例的光分路器为波分复用器，大量减少了光纤的使用量，大大降低了建设成本、由于光纤数量少，当出现故障时，恢复起来也迅速方便。
在上述实施例中，第一光滤波器和第二光滤波器为波导阵列光栅、波导光路由器或者以太龙滤波器中的任一或其组合。
在具体实现过程中，可以根据实际情况选择上述任一，也可以选择其组合，通过上述光滤波器的组合，可以形成激光器阵列。
在上述实施例中，光调制器为反射型半导体光放大器或发射型注入锁定激光器或反射型电吸收调制器。
在具体实现过程中，光调制器还可以包含光放大器，对光进行放大，上述光调制器的选择和使用场合，本发明实施例在此不作特别限制。
在上述实施例中，增益介质、反射器件、光调制器、第一光滤波器和第二光滤波器可通过光纤或自由空间连接。可根据具体的实际情况，选择连接方式。
在本发明实施例中，还提供一种光发射机，可以包括上述实施例中的任一外腔激光器，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
图7为本发明实施例七的无源光网络系统结构图，如图7所示，无源光网络系统包括至少一个光线路终端101和至少一个光网络单元103，光线路终端101通过光分配网络102连接到至少一个光网络单元103，光线路终端101和/或光网络单元103包括上述任一实施例中的外腔激光器。
具体来说，无源光网络系统可以将光线路终端101下行的数据传输到各个光网络单元103，同时将多个光网络单元103的上行数据汇总传输到光线路终端101。在光线路终端101和/或光网络单元103中的激光器可以采用上述实施例中的激光器来实现，其具体结构和工作过程与上述实施例类似，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种外腔激光器，其特征在于，包括：增益介质、光调制器、第一光滤波器、反射器件，所述增益介质、所述第一光滤波器和所述反射器件构成激光谐振腔；
所述增益介质产生光信号并发射所述光信号至所述第一光滤波器；
所述第一光滤波器对所述光信号进行波长选择，并将通过所述第一光滤波器波长选择的所述光信号传输到所述反射器件；
所述反射器件将经过所述第一光滤波器波长选择后的所述光信号反射回所述增益介质；
所述光调制器对所述增益介质产生的光信号进行调制；
光分路器，设置在所述第一光滤波器和所述增益介质之间，所述光分路器包括一个输入端和两个输出端，所述光分路器的输入端连接所述第一光滤波器，所述光分路器的两个输出端分别连接所述增益介质和所述光调制器；
所述光分路器用以将从所述第一光滤波器返回的光信号分为第一路光信号和第二路光信号，其中第一路光信号注入回所述增益介质；第二路光信号注入到光调制器，进行信号调制。
2.根据权利要求1所述的外腔激光器，其特征在于，所述光分路器为光分束器或者具有部分反射部分透射功能的薄膜介质。
3.根据权利要求2所述的外腔激光器，其特征在于：
所述增益介质的增益偏振方向和所述光调制器的增益偏振方向成45°+K×90°，在所述光分路器和所述光调制器之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，所述K为大于等于0的整数。
4.根据权利要求2所述的外腔激光器，其特征在于：
所述增益介质的增益偏振方向和所述光调制器的增益偏振方向成45°+K×90°，在所述光分路器和所述增益介质之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，在所述反射器件和所述第一光滤波器之间设置有45°+K×90°法拉第旋转镜，所述45°+K×90°法拉第旋转镜和所述反射器件组成法拉第旋转反射器件，所述K为大于等于0的整数。
5.根据权利要求1-4任一所述的外腔激光器，其特征在于：
所述反射器件还具有透射端口，用以将所述光信号透射并传输至光纤或接收机。
6.根据权利要求1所述的外腔激光器，其特征在于：
所述增益介质包括具有第一反射率的端面和具有第二反射率的端面，所述第一反射率小于所述第二反射率；
所述增益介质具有所述第一反射率的端面发射光信号至所述第一光滤波器；
所述反射器件反射所述第一光滤波器波长选择后的第二路光信号至所述增益介质具有所述第二反射率的端面，所述增益介质具有所述第二反射率的端面将所述第二路光信号传输至所述光调制器。
7.根据权利要求6所述的外腔激光器，其特征在于，所述外腔激光器还包括：
第二光滤波器，所述第二光滤波器与所述光调制器耦接，用以将所述光调制器调制的所述第二路光信号传输至光纤或接收机。
8.根据权利要求6所述的外腔激光器，其特征在于：
所述第一光滤波器包括一个输出端口和多个输入端口，所述第一光滤波器的输出端口与所述反射器件连接，所述第一光率波器的每个输入端口与所述增益介质耦接。
9.根据权利要求7所述的外腔激光器，其特征在于：
所述第二光滤波器包括一个输出端口和多个输入端口，所述第二光滤波器的每个输入端口与所述光调制器耦接，所述第二光滤波器的输出端口将所述第二路光信号复用至光纤或接收机。
10.根据权利要求1所述的外腔激光器，其特征在于：
所述第一光滤波器包括第一公共端、第二公共端和2N个分支端口，所述第一公共端与所述第二公共端相差N个通道；每个所述分支端口耦接所述光分路器；所述N为大于等于1的整数；
所述第一公共端与所述反射器件耦接，所述反射器件还具有透射端口；所述反射器件的透射端口通过环形器与所述第二公共端耦接；
通过所述光分路器与第M分支端口耦接的所述增益介质从所述反射器件的透射端口透过的光信号经过所述环形器传输至所述第一光滤波器的第二公共端，进入通过所述光分路器与第N+M分支端口耦接的调制器进行调制；
通过所述光分路器与第N+M分支端口耦接的所述增益介质从所述反射器件的透射端口透射的光经过所述环形器传输至所述第一光滤波器的第二公共端口，进入通过所述光分路器与第M分支端口耦接的调制器进行调制；
所述M为小于等于N并大于等于1的整数；
所述第一光滤波器具有周期性和通道波长循环特性。
11.一种光发射机，其特征在于，包括权利要求1-10任一所述的外腔激光器。
12.一种无源光网络系统，其特征在于，包括：至少一个光线路终端和至少一个光网络单元，所述光线路终端通过光分配网络连接到所述至少一个光网络单元：其中，所述光线路终端和/或所述光网络单元包括权利要求1-10任一项所述的外腔激光器。
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