CN104426049B

CN104426049B - 降低放大器增益的热相关性

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Publication number: CN104426049B
Application number: CN201410427815.8A
Authority: CN
Inventors: 乔立杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: CN104426049A; US20150062692A1; US9184554B2

Abstract

公开了用于降低光放大器增益曲线的热相关性的装置和方法。光束被分成具有热可变分光比的两个子光束。一个子光束行进比另一个子光束更长的光程长度。当两个子光束被重新合并时，它们彼此干涉，产生波长相关的输出。由于热可变分光比，该波长相关性的幅度是热可变的。热可变分光比和光程长度差被选择以便抵消光放大器的光谱增益曲线的热变化。

Description

降低放大器增益的热相关性

技术领域

本发明涉及光放大器设备，并且特别涉及用于光放大的光谱控制的设备和方法。

发明背景

在波分复用(WDM)光传输系统中，在不同波长处的光信号用信息的数据流进行编码。这些“波长通道”被合并在一起并且通过一连串中继段光纤进行传输。在传输链路的接收器端，波长通道被分开，并且每个波长通道被单独地检测。

在通过光纤传播的同时，光被衰减。然而要解码出已经在发射器端编码的信息，需要在接收器端保持一定的光功率水平。为了增强在光纤中传播的光信号，沿传输链路部署多个光放大器。通过将光信号放大到接近原始光功率水平的功率水平，光放大器扩展链路的最大长度，在某些情况下，从几百公里到数千公里。

光谱增益曲线是光放大器的重要特性。期望具有平坦的光谱增益曲线以使得所有波长通道被均匀地放大。因为大多数光放大器的固有增益曲线是不平坦的，经常采用增益平坦光滤波器(GFF)来衰减光放大器的增益峰，通常能够实现大约±0.5dB的光谱平坦度。然而，许多放大器，尤其是掺铒光纤放大器(EDFA)，的增益曲线依赖于温度，因此良好的光谱平坦度在有限的温度范围内是可实现的。为了保持在宽范围的环境温度下增益曲线是平坦的，光放大器增益的热相关性需要被降低或需要进行外部补偿。

一种降低热致EDFA增益变化的方法是热稳定EDFA的有源光纤，也就是掺铒光纤(EDF)。例如，Pelard等人在US专利6,535,329中公开了通过将EDF卷加热到一个较高的温度并通过测量被EDFA放大的光信号的光谱来提供光反馈回路以使得该EDF卷稳定。参考图1，Pelard装置10包括在封装在30中的EDF 33、光谱分析仪(OSA)35、计算机37和加热元件39。运行中，在EDF 33中被放大的输出光信号的一部分被耦合到OSA 35，其测量被放大的光信号的光谱以获得“增益形状”。为了保持光谱平坦度，计算机37评估增益形状的光谱平坦度，并且提供用于加热元件39加热封装30的反馈控制信号。

类似地，Flintham等人在欧洲专利申请EP 1,246,322中公开了加热EDF卷以降低EDFA的增益偏差。不利地，加热EDF到较高的温度可能消耗大量的能量并且需要用于对EDF卷进行热隔离的额外的空间。

Chen等人在US专利申请公布2002/0109907中公开了热致EDF增益变化的动态补偿器，其包括具有热敏外包层的光纤布拉格光栅(FBG)。当FBG的温度被调整时，布拉格光栅反射峰值的幅度变化。通过适当地选择与EDF增益曲线相关的传输峰的光谱形状，可以实现一定程度的EDFA增益曲线的热稳定。不幸的是，基于FBG的增益稳定器是相当昂贵的，并且需要复杂的主动控制。

发明概要

本发明的目的是减少现有技术的至少一些不足之处。

根据本发明，光信号被分成两个子光束，其具有与温度相关的分光比。一个子光束行进的光程长度比另一个子光束长。当两个子光束重新合并时，它们相互干涉，产生波长相关的透过率。由于分光比的热可变性，波长相关性的幅度是热可变的。选择分光比和光程长度差可以至少部分抵消放大光信号的光放大器的光谱增益曲线的热变化。

根据本发明的一个方面，提供一种用于降低光放大器增益的热相关性的装置，该装置包括：

输入端口，用于输入光束；

可变分束器，其光耦合到所述输入端口，并且配置为将所述输入光束分成第一子光束和第二子光束，所述可变分束器具有与温度相关的分光比；

第一光程和第二光程，分别用于传播所述第一子光束和所述第二子光束，在所述第一光程和所述第二光程之间具有光程长度差；

合束器，其连接所述第一光程和所述第二光程，并用于将分别通过所述第一光程和所述第二光程传播的所述第一子光束和所述第二子光束合成输出光束，

其中所述第一子光束和所述第二子光束合成所述输出光束的耦合效率具有由所述光程长度差引起的波长相关性；以及

输出端口，其光耦合到所述合束器，并用于输出所述输出光束；

其中波长相关性的幅度依赖于分光比，并且因此具有对温度的相关性，其中在运行中，所述幅度对温度的相关性降低了所述光放大器增益的热相关性。

在一个实施例中，可变分束器包括具有与温度相关的长度或折射率的调谐元件，从而可变分束器的分光比依赖于温度。调谐元件优选地是无源的，也就是说，它不需要电源以运行。通过非限制性示例的方式，支撑光透明材料平板的热膨胀单元可以用于平移插入在输入光束中的平板。

根据本发明，还提供有一种包括如上所述装置的放大模块，，且该装置串联光耦合到放大所述输入光束或所述输出光束的光放大器中。

根据本发明的另一方面，还提供有一种用于降低光放大器增益的热相关性的方法，该方法包括：

(a)引导输入光束到具有温度相关分光比的可变分束器上以将输入光束分成第一子光束和第二子光束；

(b)分别沿着第一光程和第二光程传播所述第一子光束和所述第二子光束，所述第一光程和所述第二光程之间具有光程长度差；

(c)引导所述第一子光束和所述第二子光束分别沿着所述第一光程和所述第二光程传播到合束器上，以将所述第一子光束和所述第二子光束合成输出光束，其中将所述第一子光束和所述第二子光束合成所述输出光束的耦合效率具有由光程长度差引起的波长相关性。

其中波长相关性的幅度依赖于分光比，并且因此具有对温度的相关性，所述幅度对温度的相关性降低了所述光放大器增益的热相关性。

附图简述

现在将结合附图对示例性实施方式进行描述，在附图中：

图1是用于热稳定EDFA增益曲线的现有技术系统的框图；

图2是根据本发明的一个实施方式的用于降低光放大器增益热相关性的装置的原理框图；

图3A和3B是在从0℃到70℃变化的温度下的没有被平坦的(图3A)和被平坦的(图3B)EDFA的增益曲线；

图4是图2所示装置在从0℃到70℃变化的温度下透过率的波长相关性；

图5是在从0℃到70℃变化的温度下的图3B的增益曲线和图4的波长相关性之间的模拟差；

图6A是图2所示装置的一个实施方式的平面剖视图；

图6B和6C是在两个不同的环境温度下图6A的实施方式沿线A-A的侧剖视图；

图7是本发明的双程装置的平面图；

图8是具有阶梯式反射镜的本发明的双程装置的平面图；

图9是具有透明材料的热调谐板的本发明的双程装置的平面图；

图10是具有可移动输入光波导的本发明的装置的波导实施方式的平面图；

图11是本发明的装置的聚合物波导实施方式的平面图；

图12是具有可倾斜MEMS反射镜的本发明的装置的平面图；

图13是包括GFF的本发明的实施方式的平面图；

图14A是单级EDFA的示意图；

图14B是耦合了本发明的装置的图14A的单级EDFA的示意图；

图14C是耦合了本发明的装置的双级EDFA的示意图；

图14D和14E是耦合了本发明的装置的三级EDFA的示意图；以及

图15是本发明的用于降低光放大器增益的热相关性的方法的流程图。

发明详述

尽管本教导结合各种实施方式和实施例进行描述，但其并不旨在将本教导限于这些实施方式。正相反，本教导包括如本领域的那些技术人员理解的各种替代和等同物。在图2、6A至6C和图7至13中，相同的附图标记表示相同的元件。

参考图2，用于降低光放大器增益的热相关性的本发明的装置200包括用于输入一输入光束204的输入端口201，该输入光束204可以在可选的输入光纤241中传播或替代地在自由空间中传播。可变分束器206可选地耦合到输入端口201并且配置为将输入光束204分成第一子光束211和第二子光束212。可变分束器206具有与温度相关的光分光比。换句话说，第一子光束211和第二子光束212的光功率水平的比值是依赖于温度的。可变分束器206的示例性实施方式将在下文进一步说明。

第一子光束211和第二子光束212分别沿着第一光程221和第二光程222传播。第一光程221和第二光程222之间具有光程长度差。为此，第一光程221和第二光程222可以包括不同长度和/或折射率的第一块231透明材料和第二块232透明材料。其中至少一块透明材料、平板、薄膜等等可以被仅仅放置在光程221或222中以创建所需的光程差。

合束器208耦合到第一光程221和第二光程222。合束器208的功能是将分别通过第一光程221和第二光程222传播的第一子光束211和第二子光束212合成输出光束210。由于在第一光程221和第二光程222之间的光程长度差，第一子光束211和第二子光束212合成输出光束210的耦合效率具有波长相关性。输出光束210在输出端口202处离开装置200，该输出端口202通过可选的输出光纤242耦合到合束器208。

为了理解装置200能够如何降低光放大器增益的热相关性，我们可以考虑典型的随温度变化的放大器的增益。参考图3A所描述的从0℃到70℃范围内10℃间隔的八个温度下的EDFA增益/波长函数，可以看到温度的变化导致增益峰值301和302的相当复杂的变换，包括峰值波长偏移、峰值幅度变化、乃至右手峰值302的形状变化。在图3B所描绘的在相同的温度条件下使用GFF的均衡的EDFA增益300中可以看到均衡的EDFA增益的变化显得稍微简单了，具有以位置303为中心的V形，在304处出现波纹，V形的幅度随温度变化。

现在参考图4并进一步参考图2和3B，由于第一子光束211和第二子光束212的干涉，可变分束器206、第一光程221和第二光程222、及合束器208(图2)形成具有与钟形波长相关的传递函数400的Mach-Zehnder干涉仪。与钟形波长相关的传递函数400的幅度A依赖于可变分束器206的分光比。因为分光比依赖于温度，幅度A依赖于温度，如图4中所示。传递函数400可以通过以下方程进行表示：

其中R(T,λ)表示与温度T和波长λ相关的传递函数400，OPD是在第一光程221和第二光程222之间的光程长度差，并且r＝r(T)是可变分束器206的随温度而变的分光比。在第一子光束211处的光功率是

P₁＝rP_in (2)

并且在第二子光束212处的光功率是

P₂＝(1-r)P_in (3)

其中P_in是输入光束204的光功率，没有计算在可变分束器206中的光损失。

根据本发明，在上述方程(1)中的OPD值和函数r(T)被选择，以便通过幅度A对温度的相关性来降低光放大器增益的热相关性。均衡的EDFA增益的V形增益300(图3B)可以根据装置200(图2)的钟形波长相关传递函数400(图4)来降低。这样的补偿的实施例在图5中示出，其中传递函数400被从图3B的V形均衡增益光谱300中减去。幅度A已经针对在0℃到70℃之间的每个温度进行了调整。我们可以看到，跨过0℃到70℃之间的温度范围产生的光谱波纹500是相当小的，小于+-0.15dB。在图5的仿真中，在0℃，r＝0，并且在70℃，r≈0.08；并且OPD对于C波段大约是45微米；并且对于L波段大约是48微米。在第一光程221和第二光程222之间的OPD的这些值仅仅是用于说明所需的材料厚度和距离的示例。例如，当第一块231和第二块232由石英玻璃制造时，该石英玻璃具有在1.45微米的C波段波长处的折射率1.44，第一块231和第二块232具有长度差45/(1.44-1.0)＝102.3微米。更一般而言，OPD可以被选择使得图4的传递函数400具有至少40nm的周期，其中该传递函数400表示第一子光束211和第二子光束212合成输出光束210的耦合效率的波长相关性。

现在将详细考虑图2所示装置200的示例性实施。参考图6A到6C，装置600(图6A)包括固定在壳体650内的第一准直仪透镜606A和第二准直仪透镜608。也固定在壳体650内的是支撑相同或不同光学材料的相连的第一平板631和第二平板632的单元606B。单元606B具有非零热膨胀系数，其使得单元606B随着温度膨胀和收缩。

第一平板631和第二平板632具有不同的光程长度。例如，第一平板631和第二平板632可以具有不同的物理厚度且由相同的材料制成，或者第一平板631和第二平板632可以具有相同的物理厚度且由不同的材料制成，或者两者都包括。也有可能是平板631和632中的一个完全被省略。在后一情况下，第一子光束和第二子光束中仅有一个在现在的平板中传播，例如仅仅第一子光束211在第一平板631中传播，并且另一个子光束212在第一平板631上方的空气中传播。因为要求的厚度典型地是非常小，例如≤0.1mm，薄的光学薄膜可以代替单个平板632或631而被使用。

在运行中，在输入光纤641中传播的输入光束204是被第一准直仪透镜606A准直的，并且被引导向第一平板631和第二平板632。第一准直仪透镜606A和单元606B一起形成了温度可变分束器606。在低温T₀，单元606B收缩，如图6B中所示，使得输入光束204完全在第二平板632中传播。在更高的温度T>T₀，单元606B膨胀，推动第一平板631进入输入光束204，从而使得输入光束204部分在第一平板631中传播作为第一子光束211，并且部分在第二平板632中传播作为第二子光束212，如图6C中所示。第二准直仪透镜608等效于合束器，将第一子光束211和第二子光束212合成输出光束210。

由于单元606B的长度L依赖于温度T，当温度T改变时，单元606B使得平板631，632穿过输入光束204移动，因而改变第一子光束211和第二子光束212的分光比r(T)。改变分光比r(T)使得波长相关性的幅度根据方程(1)变化；因此，与装置600串联光耦合的光放大器增益的热相关性被降低。

优选的调谐元件例如单元606B是无源的，也就是说不需要电源以运行；然而，调谐元件也可以是有源的，例如按与所测量的环境温度相关而产生的电控制信号，进行膨胀或收缩。有源控制可以在温度控制中提供较大的灵活性。准直仪透镜606A和608是可选的，并且可以被用于对输入光纤641和输出光纤642之间的光束进行重新聚焦的其它的光学元件取代，或对于传播已准直的光束641和642的自由空间可以省略。

现在参考图7，用于降低光放大器增益的热相关性的装置700是图6的装置600的反射式变体。图7的装置700包括插入第一光程221和第二光程222中的反射镜740，其用于反射第一子光束211和第二子光束212以通过相应的第一光程221和第二光程222将子光束反射回去。设置在壳体750中的第一准直仪透镜606A具有三重功能：第一，作为输入光束204的准直仪；第二，作为可变分束器606(图6)的一部分；以及第三，作为用于将输出光束210耦合进输出光纤642的合束器。图7的装置700的一个优点是紧凑。装置700的输入光纤641和输出光纤642设置在壳体750的同一端，其对于光纤布线的目的可以是有益的。

转向图8，用于降低光放大器增益的热相关性的装置800是与图7的装置700类似的图2的装置200的反射式实施方式。图8的装置800的一个不同是省略了第一平板631、第二平板632和反射镜740。取而代之的是，阶梯式反射镜840，其被插入第一光程221和第二光程222。在运行中，阶梯式反射镜反射第一子光束211和第二子光束212以将其分别通过第一光程221和第二光程222传播回去。阶梯式反射镜840具有阶梯841，该阶梯841具有用于分别反射第一子光束211和第二子光束212的顶部部分851和底部部分852。在该实施例中，光程长度差OPD和阶梯841的大小M是成比例的。在空气中，光程长度差OPD大约等于2M。

参考图9，用于降低光放大器增益的热相关性的装置900是图2的装置200的另一个反射式实施方式，并且与图7的装置700类似。图9的装置900包括粘贴在封装950内的无源调谐元件940。调谐板940具有与温度相关的折射率，并且其形状和位置使得当温度变化时，输入光束204穿过第一平板631和第二平板632移动，从而改变输入光束204分成第一子光束211和第二子光束212的分光比。在图9所示的实施方式中，调谐板940具有平行平面，并且相对输入光束204成锐角放置。其它形状的调谐板940是可能的，例如棱镜形状。此外，就像在图7的装置700中，第一平板631和第二平板632可以用单一的透明薄板、薄膜或平板取代，使得在运行中第一子光束和第二子光束中仅有一个子光束在单一的薄板、薄膜或平板中传播。

现在转向图10，用于降低光放大器增益的热相关性的装置1000是图2的装置200的波导实施方式。在图10的装置1000中，第一光程221和第二光程222分别被第一光波导1031和第二光波导1032界定。第一光波导1031和第二光波导1032在它们相应的第一端1031A、1032A和分别相对的第二端1031B、1032B之间具有不同的长度。装置1000的可变分束器1006包括输入光波导1001，输入光波导1001具有相对的第一端1001A和第二端1001B。输入光波导1001在其第一端1001A耦合到输入端口201。在其第二端1001B，输入光波导1001形成分别具有第一光波导1031的第一端1031A和第二光波导1032的第一端1032A的第一Y耦合器1061。

输入光波导1001的第二端1001B被具有与温度T相关的长度L的支撑单元1006B支撑，并且设置为使得当温度T变化时，输入光波导1001的第二端1001B沿着相对于第一光波导1031的第一端1031A和第二光波导1032的第一端1032A的箭头1003移动，从而改变分光比。

合束器1008包括具有相对的第一端1002A和第二端1002B的输出光波导1002。输出光波导1002在其第一端1002A形成第二Y耦合器1062，该第二Y耦合器1062具有第一光波导1031的第二端1031B和第二光波导1032的第二端1032B。输出光波导1002在其第二端1002B耦合到输出端口202。

转向图11，用于降低光放大器增益的热相关性的装置1100是图2的装置200的聚合物波导实施例。在图11的装置1100中，第一光程221和第二光程222分别被第一聚合物光波导1131和第二聚合物光波导1132界定。第一聚合物光波导1131和第二聚合物光波导1132在它们相应的第一端1131A、1132A和相对的第二端1131B、1132B之间具有不同的长度。装置1100的可变分束器1106包括具有相对的第一端1101A和第二端1101B的输入聚合物光波导1101。输入聚合物光波导1101在其第一端1101A耦合到输入端口201。在其第二端1101B，输入聚合物光波导1101形成第一耦合器1161，该第一耦合器1161分别具有第一聚合物光波导1131的第一端1131A和第二聚合物光波导1132的第一端1132A。由于聚合物的折射率的温度相关性，第一耦合器1161的光耦合率依赖于温度。由于该温度相关性，包括该第一耦合器1161的可变分束器的分光比依赖于温度。

装置1100的合束器1108包括具有第一端1102A和相对的第二端1102B的输出聚合物光波导1102。输出聚合物光波导1102在其第一端1102A形成第二耦合器1162，该第二耦合器1162具有第一光波导1131的第二端1131B和第二光波导1132的第二端1132B。输出聚合物光波导1102在其第二端1102B耦合到输出端口202。

现在参考图12，用于降低光放大器增益的热相关性的装置1200是图2的装置200的“有源”实施方式，并且类似于图6的装置600。图12的装置1200包括分别耦合到第一准直仪透镜606A和第二准直仪透镜608的输入光纤641和输出光纤642，第一准直仪透镜606A和第二准直仪透镜608附于主体1250内。图12的装置1200的第一光程221和第二光程222分别包括光透明材料的第一平板631和第二平板632，其部分地插入通过第一准直仪透镜606A准直的输入光束204。

有源调谐元件1206包括第一准直仪透镜606A和可倾斜的微电子机械系统(MEMS)反射镜1206B，该可倾斜的MEMS反射镜1206B插入第一准直仪透镜606A和第一631、第二632平板之间的光程1207，并且配置为朝向第一平板631和第二平板632反射输入光束204。控制器1271可运行地耦合到MEMS反射镜1206B并且被配置为根据被耦合到控制器1271的温度传感器1272检测的温度的变化来改变MEMS反射镜1206B的倾斜的角度，从而改变将被第二准直仪透镜608合成的第一子光束211和第二子光束212的分光比。第二平板632也可能是被完全省略的。对于这种情况，仅仅第一子光束211在单一的第一平板、薄板、或薄膜631中传播，并且第二子光束212在接近第一平板、薄板或薄膜631的空气中传播。

返回参考图6A，装置600的“有源”实施方式可以包括代替单元606B的线性转换器。该线性转换器可以被类似于图12的控制器1271的控制器提供的电信号激励。在运行中，线性转换器根据温度传感器(在图6A中未示出)检测的温度变化使第一平板631和第二平板632穿过输入光束204移动，从而改变分光比。

转向图13，用于降低光放大器增益的热相关性的装置1300是图6的装置600的优选实施方式。装置1300还包括用于使光放大器(未示出)的增益曲线平坦的增益平坦光滤波器(GFF)1355。尽管示出的GFF 1355被附接到第二准直仪透镜608，然而它可以被放置在输入端口201和输出端口202之间的光程中的任何地方。GFF 1355还可以被放置在图2的装置200的图7、图8和图9的反射实施方式700、800和900的光程中。

参考图14A到14E，在光放大器系统中分别示出了图2、6A、7、8、9、10、11、12和13的装置200、600、700、800、900、1000、1100、1200和1300的典型布置。首先参考图14A，单级光放大器(SSA)1400通常包括EDF 1402、通过泵浦耦合器1406耦合到EDF 1402的泵浦激光二极管1404。转向图14B，光放大模块1400B包括串联光耦合到SSA 1400的“随温度而变的增益补偿器”(TDGC)1410。在图14B到14E中示出的TDGC 1410的变体包括，但不限于，图2、6A、7、8、9、10、11、12和13相应的装置实施方式200、600、700、800、900、1000、1100、1200和1300。

参考图14C，光放大器模块1400C包括两个SSA 1400、一个TDGC1410、和外部GFF1455，其串联连接在两个SSA 1400之间。转向图14D，光放大器模块1400D包括串联连接的三个SSA 1400、一个TDGC 1410和一个外部GFF 1455。TDGC 1410和GFF 1455的位置可以被颠倒，如图14E的光放大器模块1400E中所示的。

现在转向图15，用于降低例如图14的SSA 1400的光放大器增益的热相关性的发明的方法1500包括：引导输入光束204到具有与温度相关的分光比的可变分束器上的步骤1502，该可变分束器例如是图2示出的装置200的可变分束器206，以将输入光束204分成第一子光束211和第二子光束212。在步骤1504中，第一子光束211和第二子光束212分别沿着第一光程221和第二光程222传播，第一光程221和第二光程222具有如上所述的非零OPD。最后，在步骤1506中，分别沿着第一光程221和第二光程222传播的第一子光束211和第二子光束212被引导到例如在图2的装置200中的合束器208的合束器上，以将第一子光束211和第二子光束212合成输出光束210。第一子光束211和第二子光束212合成输出光束210的耦合效率具有由非零OPD引起的波长相关性。波长相关性的幅度是依赖于分光比的，并且从而具有对温度的相关性。因此，该幅度对温度的相关性降低了光放大器增益的热相关性。

在优选的实施例中，分光步骤1502包括使用具有与温度相关的长度或折射率的调谐元件无源地调谐分光比，调谐元件不需要电源以运行。在一个实施方式中，传播步骤1504包括，如上所述的，第一子光束211和第二子光束212中仅有一个在部分地插入输入光束204的平板中传播。

用于实施与本文所公开的方面有关联的、所描述的各个说明性逻辑、逻辑单元、模块和电路的硬件可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它的可编程逻辑设备、离散的门或晶体管逻辑、离散的硬件组件、或其任意组合来实施或执行，这些器件被设计以执行本文描述的功能。通用处理器可以是微处理器，但是，在替代方案中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核心、或任何其它的这样的配置。可选地，一些步骤或方法可以通过专用于给定功能的电路来执行。

为了说明和描述的目的，本发明的一个或多个实施例的之前的描述已经呈现。它不是旨在穷举或限制本发明于所公开的精确形式。根据上述教导的许多修改和变化是可能的。本发明的范围不应受到上述详细描述的限制，而是由这里所附的权利要求界定。

Claims

1.一种用于降低光放大器增益的热相关性的装置，所述装置包括：

输入端口，用于输入光束；

第一光程和第二光程，用于分别传播所述第一子光束和所述第二子光束，所述第一光程和所述第二光程之间具有光程长度差；

合束器，其耦合到所述第一光程和所述第二光程，用于将分别通过所述第一光程和所述第二光程传播的所述第一子光束和所述第二子光束合成输出光束，

输出端口，其光耦合到用于输出所述输出光束的所述合束器；

其中所述波长相关性的幅度依赖于所述分光比并且从而具有对温度的相关性，在运行中，所述幅度对温度的相关性降低了所述光放大器增益的热相关性。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述可变分束器包括调谐元件，该调谐元件具有与所述温度相关的长度或折射率，从而所述可变分束器的所述分光比依赖于所述温度。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述调谐元件是不需要电源以运行的无源调谐元件。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一光程和所述第二光程中的至少一个光程包括部分地插入所述输入光束的光透明材料的第一平板，使得在运行中，仅仅所述第一子光束在所述第一平板中传播，并且其中所述调谐元件包括支撑所述第一平板的单元，所述单元具有与所述温度相关的长度并且被固定使得当所述温度变化时，所述第一平板穿过所述输入光束移动，从而改变所述分光比。

5.根据权利要求4所述的装置，还包括邻接所述第一平板的第二平板，使得在运行中，所述第二子光束在所述第二平板中传播，同时所述第一子光束在所述第一平板中传播；并且当所述第一平板和所述第二平板穿过所述输入光束移动时，所述分光比改变。

6.根据权利要求4所述的装置，其中所述可变分束器和所述合束器包括公共的准直仪透镜，所述装置还包括反射镜，该反射镜用于反射所述第一子光束和所述第二子光束以使其分别通过所述第一光程和所述第二光程传播回去。

7.根据权利要求3所述的装置，其中所述可变分束器和所述合束器包括公共的准直仪透镜，所述装置还包括阶梯式反射镜，该阶梯式反射镜用于反射所述第一子光束和所述第二子光束以使其分别通过所述第一光程和所述第二光程传播回去，所述阶梯式反射镜具有阶梯，所述阶梯具有用于分别反射所述第一子光束和所述第二子光束的顶部部分和底部部分，其中所述光程长度差与所述阶梯的大小是成比例的。

8.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一光程和所述第二光程中的至少一个光程包括部分地插入所述输入光束的光透明材料的平板，使得在运行中，所述第一子光束和所述第二子光束中仅有一个在所述平板中传播，并且其中所述调谐元件具有与所述温度相关的所述折射率并且其形状和位置使得当所述温度改变时，所述输入光束移动穿过所述平板，从而改变所述分光比。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述调谐元件包括与所述输入光束成锐角放置的平的平行板。

10.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一光程和所述第二光程包括分别在其各自相对的第一端和第二端之间是不同长度的第一光波导和第二光波导；

其中所述可变分束器包括输入光波导，所述输入光波导具有相对的第一端和第二端并且在其所述第一端耦合到所述输入端口；以及第一Y耦合器，其由所述输入光波导的所述第二端、所述第一光波导的所述第一端和所述第二光波导的所述第一端形成；其中所述调谐元件包括支撑所述输入光波导的所述第二端并具有与所述温度相关长度的支撑单元，该支撑单元被放置在使得当所述温度改变时，所述输入光波导的所述第二端相对于所述第一光波导的所述第一端和所述第二光波导的所述第一端移动的位置，从而改变所述分光比；

其中所述合束器包括具有相对应的第一端和第二端的输出光波导，在其所述第二端耦合到所述输出端口；以及第二Y耦合器，其由所述输出光波导的所述第一端、所述第一光波导的所述第二端和所述第二光波导的所述第二端形成。

11.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一光程和所述第二光程分别包括第一聚合物光波导和第二聚合物光波导，所述第一聚合物光波导和所述第二聚合物光波导中的每个具有相对的第一端和第二端；

其中所述可变分束器包括具有相对的第一端和第二端的输入聚合物光波导，在其所述第一端耦合到所述输入端口；以及第一耦合器，其由所述输入聚合物光波导的所述第二端、所述第一聚合物光波导的所述第一端和所述第二聚合物光波导的所述第一端形成；其中所述第一耦合器的光耦合率依赖于所述温度，从而所述分光比依赖于所述温度；以及

其中所述光组合器包括具有相对的第一端和第二端的输出聚合物光波导，在其所述第二端耦合到所述输出端口；以及第二耦合器，其由所述输出聚合物光波导的所述第一端、所述第一聚合物光波导的所述第二端和所述第二聚合物光波导的所述第二端形成。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述波长相关性具有至少40nm的周期。

13.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一光程和所述第二光程中的至少一个包括部分地插入所述输入光束的光透明材料的平板，使得在运行中，所述第一子光束和所述第二子光束中仅有一个在所述平板中传播，并且其中所述调谐元件包括支撑所述平板的线性转换器；

所述装置还包括控制器和与该控制器连接的温度传感器，其中所述控制器可运行地连接到所述线性转换器，用于根据被所述温度传感器检测的所述温度的变化使所述平板穿过所述输入光束移动，从而改变所述分光比。

14.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一光程和所述第二光程中至少一个包括部分地插入所述输入光束的光透明材料的平板，使得在运行中，所述第一子光束和所述第二子光束中仅有一个在所述平板中传播，并且其中所述调谐元件包括放置在所述输入端口和所述平板之间的光程中的MEMS反射镜，其配置为朝向所述平板反射所述输入光束；

所述装置还包括控制器和与该控制器连接的温度传感器，其中所述控制器可运行地连接到所述MEMS反射镜，用于根据被所述温度传感器检测的所述温度的变化改变所述MEMS反射镜的倾斜的角度，从而改变所述分光比。

15.根据权利要求1所述的装置，还包括增益平坦光过滤器，其用于使所述光放大器的增益曲线平坦，其中所述增益平坦光过滤器被设置在所述输入端口和所述输出端口之间的光程中。

16.一种放大模块，包括权利要求15所述的装置，该装置串联光耦合到所述光放大器。

17.一种放大模块，包括权利要求1所述的装置，该装置串联光耦合到所述光放大器。

18.一种用于降低光放大器增益的热相关性的方法，所述方法包括：

(a)引导输入光束到具有与温度相关的分光比的可变分束器上，以将所述输入光束分成第一子光束和第二子光束；

(c)引导分别沿着所述第一光程和所述第二光程传播的所述第一子光束和所述第二子光束到合束器上，以将所述第一子光束和所述第二子光束合成输出光束，其中所述第一子光束和所述第二子光束合成所述输出光束的耦合效率具有由所述光程长度差引起的波长相关性；

其中所述波长相关性的幅度依赖于所述分光比，并且从而具有对温度的相关性，所述幅度对温度的相关性降低了所述光放大器增益的热相关性。

19.根据权利要求18所述的方法，其中步骤(a)包括：使用具有与所述温度相关的长度或折射率的调谐元件来无源地调谐所述分光比，所述调谐元件不需要电源以运行。

20.根据权利要求19所述的方法，其中步骤(b)包括：所述第一子光束和所述第二子光束中仅有一个在部分地插入所述输入光束的平板中传播。