CN105009487A

CN105009487A - 一种光发射机和光发射方法

Info

Publication number: CN105009487A
Application number: CN201380002361.3A
Authority: CN
Inventors: 王海莉; 陈熙; 谢拾玉; 付生猛
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2033-12-31
Also published as: EP3076569A1; CN105009487B; US9806820B2; EP3076569B1; WO2015100640A1; US20170099108A1; EP3076569A4

Abstract

本发明实施例公开了一种光发射机和光发射方法。本发明实施例包括：直接调制激光器阵列和微环组阵列，直接调制激光器阵列可以输出多通道光信号，每个直接调制激光器对应设有一个圆波导组和一个第一波导，每一个圆波导组可以将来自自身对应的直接调制激光器输出的一部分光信号耦合进同一个第二波导，由第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号并输出，微环组阵列既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。

Description

一种光发射机和光发射方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种光发射机和光发射方法。

背景技术

受限制于直接调制激光器（DML, Directly Modulated Laser )的啁啾特性，在高速（速度大于 10Gbps )、长距离传输（距离大于 20Km )的光通信系统中，无法直接采用 DML作为发射光源。随着光网络向着高速大容量方向发展，低成本和低功耗的优势越来越有吸引力，而 DML具有成本低、功耗低的优势。

现有的技术方案中，一般在光通信系统的 DML后加一个滤波器对 DML 的输出信号进行频谱整形，达到控制啁啾并延长传输距离的目的。

但现有技术中大多采用分离元件的方法实现，将单一功能的光元件通过自由空间光学耦合，例如，在 DML后加入一个多腔滤波器，实现调频信号到调幅信号的转换，达到增大信号消光比、控制啁啾、并实现长距离传输的目的。这种实现方法采用分离的元件，使得光学模块的体积较大，且不便于集成，多个分离元件会增加耦合封装的难度，增加耦合封装的成本。若要将该方案用于多通道发射机上，还需要额外增加一个波分复用的功能元件，将进一步增大光学模块的尺寸。

发明内容

本发明实施例提供了一种光发射机和光发射方法，适用于多通道发射，可以有效减小光发射机的体积。

第一方面，本发明提供了一种光发射机，包括：直接调制激光器阵列和微环组阵列，其中，直接调制激光器阵列包括 N个直接调制激光器，微环组阵列包括 N个圓波导组、 N个第一波导和一个第二波导，其中， N个直接调制激光器、 N个圓波导组、 N个第一波导构成 N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圓波导组和一个第一波导组成，圓波导组中至少包括一个圓波导， N大于或等于 2;

每个直接调制激光器，用于输出光信号，其中各个直接调制激光器输出的光信号的波长各不相同；

每个第一波导与对应的圓波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口，每个第一波导用于通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圓波导组中；

每个圓波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与第二波导耦合，每个圓波导组用于将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比；

第二波导，用于汇聚来自各个圓波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。在第一种可能的实现方式中，光发射机还可以包括： N个控制部件，每个控制部件对应一个光发射部件；

每个控制部件包括一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路；

圓波导组还用于将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到第二端口；

每个第一光探测器，用于检测自身所对应的光发射机中的直接调制激光器所输出的光信号的强度，并将检测结果输入对应的反馈控制电路中；

每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接，第二光探测器用于检测另一部分光信号的强度，并将检测结果输入对应的反馈控制电路中；

反馈控制电路，用于根据第一光探测器和第二光探测器输入的检测结果控制圓波导组的谐振波长。

根据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，每个圓波导组上设有加热电极；

反馈控制电路根据第一光探测器和第二光探测器输入的检测结果控制圓波导组的谐振波长，具体包括：

反馈控制电路通过控制输入到与自身对应的圓波导组上的加热电极的电流来控制圓波导组的谐振波长。

根据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，反馈控制电路通过控制输入到与自身对应的圓波导组上的加热电极的电流来控制圓波导组的谐振波长，具体包括：当强度比值大于预设强度比值时，增大输入到与反馈控制电路自身对应的圓波导组上的加热电极的电流，其中，强度比值为与反馈控制电路对应的第一光探测器探测到光信号的强度值与第二光探测器探测到光信号的强度值的比值；当强度比值小于预设强度比值时，减小输入到与反馈控制电路自身对应的圓波导组上的加热电极的电流。

根据第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第二种可能实现方式或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，

每个圓波导组耦合进第二波导的这一部分光信号的波长位于圓波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圓波导组中的圓波导的谐振波长相等。

第二方面，本发明提供了一种光发射方法，包括：

第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圓波导组中，其中，每个第一波导与对应的圓波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口；其中， N个直接调制激光器、 N个圓波导组、 N个第一波导构成 N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圓波导组和一个第一波导组成，圓波导组中至少包括一个圓波导， N大于或等于 2;

圓波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比，其中，每个圓波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与第二波导耦合；

第二波导汇聚来自各个圓波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。在第一种可能的实现方式中，圓波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到第二端口，以使得反馈控制电路根据与自身对应的第二光探测检测到另一部分光信号的强度和第一光探测器检测到一部分光信号的强度来控制圓波导组的谐振波长，其中，每个圓波导组对应一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路，每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接。

根据第二方面，或第二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，与圓波导组对应的第一波导的光信号中的一部分光信号的波长位于圓波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圓波导组中的圓波导的谐振波长相等。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例采用直接调制激光器阵列实现多通道发射，每个直接调制激光器对应设有一个圓波导组和一个第一波导，每一个圓波导组可以将来自自身对应的直接调制激光器输出的一部分光信号耦合进同一个第二波导，由第二波导汇聚来自各个圓波导组的光信号并输出，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作筒单地介绍，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，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1是本发明实施例中光发射机的一个结构示意图；

图 2是本发明实施例中圓波导组的结构示意图；

图 3是本发明实施例中一个圓波导组和一个控制部件的结构示意图；图 4是本发明实施例中微环组阵列中其中一个微环组的一个结构示意图；图 5 是本发明实施例中微环组阵列中其中一个微环组的另一个结构示意图；

图 6是本发明实施例中微环组阵列的结构示意图；

图 7是本发明实施例中圓波导的滤波特性曲线示意图；

图 8是本发明实施例中直接调制激光器输出光信号的示意图；

图 9 是本发明实施例中直接调制激光器输出的光信号经过圓波导耦合进入第二波导的光信号的示意图；

图 10是本发明实施例中光发射机的另一个结构示意图；

图 11是本发明实施例中光发射机方法的流程图。

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。

本发明实施例提供了一种光发射机，适用于多通道发射，可以有效减小光发射机的体积，降低成本，此外，还提供了相应的光发射方法，请参与图 1 至图 11 , 以下分別进行详细说明：实施例一

本发明实施例提供了一种光发射机，可以适用于高速、长距离传输的光通信系统中。请参阅图 1 , 图 1是本发明实施例中光发射机的结构示意图，具体可以: ¾口下：

一种光发射机，包括：直接调制激光器阵列 10和微环组阵列 20, 其中，直接调制激光器阵列 10包括 N个直接调制激光器 11 , 微环组阵列 20包括 N 个圓波导组 21、 N个第一波导 22和一个第二波导 23 , 其中， N个直接调制激光器 11、 N个圓波导组 21、 N个第一波导 22构成 N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器 11、一个圓波导组 21 和一个第一波导 11 组成，圓波导组 21中至少包括一个圓波导 211 , N大于或等于 2; 每个直接调制激光器 11 , 用于输出光信号，其中各个直接调制激光器 11输出的光信号的波长各不相同；每个第一波导 22与对应的圓波导组 21的一侧耦合，每个第一波导 22包括第一端口 221和第二端口 222, 每个第一波导 22用于通过第一端口 221接收自身对应的直接调制激光器 11输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圓波导组 21中；每个圓波导组 21的一侧与自身对应的第一波导 22耦合，另一侧与第二波导 23耦合，每个圓波导组 21用于将来自自身对应的第一波导 22的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导 23 , 其中，耦合进第二波导 23的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导 22的光信号的消光比；第二波导 23 ,用于汇聚来自各个圓波导组 21的光信号，并输出汇聚后的光信号。

本实施例中的直接调制激光器阵列 10 可包括 N 个直接调制激光器 11

( DML, Directly Modulated Laser ), 其中， N大于或等于 2。直接调制激光器阵列 10中的每一个 DML可以输出光信号到微环组阵列 20中，并且各个 DML 输出的光信号的波长各不相同。

本实施例中的微环组阵列 20可接收直接调制激光器阵列 10输出的光信号，并将从各个 DML接收到的光信号中的一部分光信号汇聚，输出汇聚后的光信号。其中，微环组阵列 20可包括 N个圓波导组 21、 N个第一波导 22和一个第二波导 23 , 其中， N大于或等于 2, 圓波导组 21中至少可包括一个圓波导 211。

本实施例中的光发射机由 N个直接调制激光器 11、 N个圓波导组 21、 N 个第一波导 22构成 N个光发射部件，其中， N大于或等于 2, 每个光发射部件中由一个直接调制激光器 11、一个圓波导组 22和一个第一波导 22组成。其中，每个第一波导 22与对应的圓波导组 21的一侧耦合，每个第一波导 22 包括第一端口 221和第二端口 222, 每个圓波导组 21的一侧与自身对应的第一波导 22耦合，另一侧与第二波导 23耦合。

在每一个光发射机部件中，由直接调制激光器 11输出光信号到与其自身对应的第一波导 22中，第一波导 22通过第一端口 221接收该光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圓波导组 21 中，圓波导组 21将该第一波导 22的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导 23 , 其中，耦合进第二波导 23 的这一部分光信号的消光比大于该第一波导 22通过第一端口 221接收到的光信号的消光比。

第二波导 23可以汇聚各个光发射部件中圓波导组 21耦合进来的光信号，并将汇聚后的光信号输出到光发射机的发射端口。

由上可知，本发明实施例采用直接调制激光器阵列实现多通道发射，每个直接调制激光器对应设有一个圓波导组和一个第一波导，每一个圓波导组可以将来自自身对应的直接调制激光器输出的一部分光信号耦合进同一个第二波导，由第二波导汇聚来自各个圓波导组的光信号并输出，微环组阵列既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。实施例二

在实施例一的基础上，本发明实施例还可以包括控制部件，该控制部件可以控制圓波导组 21的谐振波长。请参阅图 1 , 图 1是本发明实施例中光发射机的结构示意图，具体可以如下：通常圓波导组 21的折射率会随着温度变化，当圓波导组 21的温度发生变化时，其折射率发生变化，从而使得其谐振波长也会发生变化，该现象称为热光效应。在实际应用中，由于工作温度等环境发生变化， DML的波长和圓波导组 21的谐振波长都会发生变化，为了避免热光效应的发生导致圓波导组 21 的谐振波长发生变化，使得圓波导组 21无法将 DML输出的光信号耦合进入第二波导 23 , 本发明实施例中可以设置控制部件来控制圓波导组 21的谐振波长，使得圓波导组 21的谐振波长在 DML输出的光信号的波长的范围内。例 ^口， H"5f以: ¾口下：

本发明实施例中的光发射机上还可以包括 N个控制部件，每个控制部件对应一个光发射部件；每个控制部件包括一个反馈控制电路 30和两个光探测器（MPD, Monitor Photo Detector ), 为了描述方便，可以将这两个光探测器分別描述为第一光探测器 40 ( MPD1 )和第二光探测器 50 ( MPD2 ), 这两个 MPD可分別探测 DML输出的光信号的强度和圓波导组 21耦合进第二端口 222的光信号的强度。例如，具体可以如下：

每个 MPD1 , 用于检测自身所对应的光发射机中的 DML所输出的光信号的强度，得到检测结果，并将检测结果输入对应的反馈控制电路 30中。需说明的是，每个 DML具有两个端面，一个端面用于将光信号输出到 MPD1 , 由该 MPD1 检测这一个端面输出的光信号的功率，另一个端面用于将光信号输出到第一波导 22的第一端口 221。其中， DML中的这两个端面输出的光信号之间的输出功率是成比例关系的，而输出功率与 DML端面的反射率成正比。在每个 DML中，这两个端面有预设的反射率，一个端面的反射率远远大于另一个端面的反射率，并且由于 MPD1和第一波导 22的特性，输出到第一端口 221的光信号的比例必然远远大于输出到 MPD1的光信号。

由实施例一可知，每个圓波导组 21 可以将来自自身对应的第一波导 22 的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导 23 , 此外，圓波导组 21还可以将来自自身对应的第一波导 22 的光信号中的另一部分光信号耦合进第二端口 222, 而每个 MPD2与自身所对应的第一波导 22的第二端口 222连接。也就是说，由 DML发射的光信号可以有如下传输路径：

DML→第一波导→圓波导→第二端口； DML→第一波导→圓波导→第二波导。

其中，圓波导耦合到第二波导的光信号的消光比大于从第一波导耦合进来的光信号的消光比。需说明的是，耦合进第二波导 23的这一部分光信号的波长位于圓波导组 21的谐振波长的一定范围内，其中，每个圓波导组 21中的圓波导 211的谐振波长相等。其中，耦合进第二波导 23的这一部分光信号的波长有一个预设范围，具体将在下面实施例中进行详细说明，此处不再赘述。

每个 MPD2, 用于检测自身所对应的圓波导组 21耦合进来的另一部分光信号的强度，得到检测结果，并将检测结果输入对应的反馈控制电路 30中。

反馈控制电路 30, 用于根据上述 MPD1和 MPD2输入的检测结果控制圓波导组 21的谐振波长。

具体的，反馈控制电路 30可以通过以下方式控制圓波导组 21的谐振波长：可以在圓波导组 21上设置加热电极 212,请参阅图 2, 图 2是圓波导组的结构示意图，图 3是一个圓波导组和一个控制部件的结构示意图，其中，该圓波导组 21包括一个圓波导 211。若圓波导组 21包括两个或两个以上的圓波导 211 , 可以在该圓波导组 21上设置一个加热电极，或者是在每一个圓波导 211 上分別设置一个加热电极，通过同一个反馈控制电路同时控制每一个圓波导 211上的加热电极，以确保输入到同一个圓波导组 21 中的圓波导 211的电流大小一致。

圓波导组 21上设置有加热电极 212, 反馈控制电路 30可以通过控制输入到与自身对应的圓波导组 21上的加热电极 212的电流大小来控制圓波导组 21 的温度，调节其有效折射率，从而控制其谐振波长。

反馈控制电路 30可以预先获取与自身对应的 MPD1和 MPD2输入到反馈控制电路 30的光电流的大小，以及加载在与自身对应的圓波导组 21上的加热电极 212上的电流大小，反馈控制电路 30可以将上述获取到的 MPD1和 MPD2 输入到反馈控制电路 30的光电流的大小相除，得到一个比值，本实施例可以将该比值描述预设强度比值。由于圓波导组 21 的谐振波长以及 DML输出光信号的波长都存在一定的分布，当外界环境变化导致圓波导组 21的谐振波长和 DML输出光信号的波长发生了偏移，当偏离最佳工作状态时， MPD1 和 MPD2输入到反馈控制电路 30的光电流的比值会发生变化，此时反馈控制电路 30可以获知该比值发生了变化，从而控制圓波导组 21的谐振波长。例如，具体可以如下：

MPD1和 MPD2可以通过检测光信号的强度，并将检测结果以光电流信号发送给反馈控制电路 30, 上述光电流信号作为反馈控制电路 30的反馈输入信号，反馈控制电路 30可以根据接收到的该光电流信号输出控制信号来控制圓波导组 21的谐振波长。那么，通过 MPD1探测到光信号的强度值与 MPD2探测到光信号的强度值的比值可以获知圓波导组 21 的谐振波长和 DML输出光信号的波长是否发生了偏移。

假设与反馈控制电路 30对应的 MPD1探测到光信号的强度值与 MPD2探测到光信号的强度值的比值为强度比值 S, 当 S大于预设强度比值时，表明圓波导组 21耦合到第一波导 22上的第二端口 222的光信号过大，圓波导组 21 耦合到第二波导 23的光信号过小，亦即相对于 DML的输出波长，圓波导组 21 的谐振波长过小，此时，反馈控制电路 30增大输入到与反馈控制电路 30 自身对应的圓波导组 21上的加热电极 212的电流，使得圓波导组 21的谐振波长向长波方向移动，保证圓波导组 21的最佳工作状态。

当 S小于预设强度比值时，反馈控制电路 30减小输入到与反馈控制电路 30 自身对应的圓波导组 21上的加热电极的电流，使圓波导组 21的谐振波长向短波长方向移动，从而确保整个光发射机工作在最佳状态。

当 S等于预设强度比值时，说明圓波导组 21处于正常工作状态中，可以来自自身对应的第一波导 22的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导 23 , 将另一部分光信号耦合进第一波导 22的第二端口 222, 其中，耦合进第二波导 23的这一部分光信号消光比大于来自自身对应的第一波导 22的光信号的消光比，并且，耦合进第二波导 23 的这一部分光信号的波长位于圓波导组 21 的谐振波长的预设范围内。

由上可知，本发明实施例采用直接调制激光器阵列实现多通道发射，每个直接调制激光器对应设有一个圓波导组和一个第一波导，每一个圓波导组可以将来自自身对应的直接调制激光器输出的一部分光信号耦合进同一个第二波导，由第二波导汇聚来自各个圓波导组的光信号并输出，微环组阵列既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。进一步的，还采用控制部件控制圓波导组的谐振波长，保证了圓波导组的最佳工作状态，从而确保整个光发射机工作在最佳状态，在圓波导组上设有加热电极，该微环组阵列实现了光电集成，进一步减小了光发射机的体积，有效的降氏了功耗。实施例三射机包括 4个光发射部件，每个圓波导组 21 中包括一个圓波导 211 , 具体可参阅图 1 , 图 1是本发明实施例中光发射机的结构示意图。

微环组阵列 20包括 4个圓波导组 21、 4个第一波导 22和一个第二波导

23 , 一个圓波导组 21 包括一个圓波导 211 , 在每一个光发射部件中包括 1个 DML, 1个圓波导 211和 1个第一波导 22。在一个光发射机部件中，当圓波导 211与第一波导 22之间的间距较小时，在第一波导 22中传输的光信号会耦合进入圓波导 211 , 同理，圓波导 211中传输的光信号也会耦合进入第一波导 22。同理，当圓波导 211与第二波导 23之间的间距较小时，圓波导 211中传输的光信号会耦合进入第二波导 23。请参阅图 4、图 5和图 6, 图 4是微环组阵列中其中一个微环组的一个结构示意图，图 5是微环组阵列中其中一个微环组的另一个结构示意图，图 6是微环组阵列的结构示意图。需说明的是，图 6 中未标示加热电极 212 , 圓波导组 21上实际上可设有加热电极。如图 5所示，图 5是微环组阵列中其中一个微环组的另一个结构示意图。每一个微环组中有两个耦合区，分別为 Z1和 Z2, 光信号在耦合区进行耦合时 π

会发生相移。假设第一波导 22通过第一端口 221接收自身对应的直接调制激光器 11输出的光信号在真空中的波长为 λ, 波长为 λ的光信号耦合到圓波导 211中，在圓波导 211中传输一圏后相位变化如式（1 )所示：

其中， λ为光信号在真空中的波长，有效折射率是波长的函数，为光信号在圓波导 211中传输时的传播常数，其大小等于光在真空中传播时的传播常数 2 乘以有效折射率 f。

当 = 2m;r (其中，为整数)时，加上在两个耦合区 Z1和 Z2发生的相移，光信号在圓波导 211中绕行一圏又回到与第一波导 22的耦合区 Z1中，其绕行一圏所经历的总相位变化为（^{2 + 1}) , 于是，当光信号绕行一圏后回到耦合区 Z1时，会与从第一端口 221从 DML接收到的光信号发生相消干涉，使得绕行一圏后的光信号大部分耦合回圓波导 211中，以此类推。在耦合区 Z2中，圓波导 211将来自自身对应的第一波导 22的光信号中的一部分光信号耦合进入第二波导 23并输出。

由（1 )式可知， Θ跟 λ有关，因此不同波长的光在耦合区 Z1相消干涉的程度不同，导致不同波长的光信号分配到第二端口 222和第二波导 23的光能量不同，呈现如图 7所示的滤波特性曲线，图 7为圓波导的滤波特性曲线示意图，图 7中实线表示的是分配到第二端口的光信号，虚线表示的是分配到第二波导的光信号。

由图 7 可知，圓波导 211 的滤波特性曲线呈现周期性分布，这是因为 θ = 2ηιπ ^ ^ , 为整数)中取不同的值相应的会有不同的波长，我们可以将满足 S = ²m;r中的波长称为谐振波长，只有波长在谐振波长附近的光信号才能耦合进入第二波导 23并输出。其中，波长在谐振波长附近的光信号即为预设范围内的光信号。

如图 6所示，图 6是微环组阵列的结构示意图。在微环组阵列 20中，在每一个光发射机部件中，第一波导 22通过第一端口 221接收自身对应的 DML 输出的光信号，并全部耦合进入与其对应的圓波导 211 , 其中，为了描述方便，将从左到右的圓波导 211描述为第一圓波导、第二圓波导、第三圓波导和第四圓波导。假若第一波导 22通过第一端口 221接收自身对应的 DML输出的波长为 4的光信号，并将波长为！ ^ 光信号全部耦合进入第一圓波导，假若第一圓波导的谐振波长为 , 第一圓波导可以将波长为；的光信号耦合进入第二波导 23。同理，在另一个光发射机部件中，假若第一波导 22将波长为 ^的光信号全部耦合进入第二圓波导，假若第一圓波导的谐振波长为 4 , 第二圓波导可以将波长为 4中的波长为^的光信号耦合进入第二波导 23 , 以此类推，第三圓波导可以将波长为 ^的光信号耦合进入第二波导 23 , 第四圓波导可以将波长为的光信号耦合进入第二波导 23。由于第一圓波导和第二圓波导的谐振波长不同，因此波长为；光信号经过第二圓波导与第二波导 23的耦合区时，不会受到第二圓波导的干扰，可以直接从第二波导 23输出，同理，波长为 4光信号经过第三圓波导与第二波导 23的耦合区时，不会受到第三圓波导的干扰，可以直接从第二波导 23输出，以此类推，第二波导 23可以将第一圓波导、第二圓波导、第三圓波导和第四圓波导耦合进来的波长为！；、 '₂、和的光信号输出。

在实际应用中，为了避免因不可避免的情况导致圓波导的谐振波长的误差，可以设置圓波导组 21将位于其谐振波长预设范围内的光信号耦合到第二波导 23 , 例如，第一圓波导、第二圓波导、第三圓波导和第四圓波导可以将波长为！；+C、 X₂+C . A; +C和 +C的光信号耦合进入第二波导 23 , 其中， C 为常数，并且 C具有较小的范围。

由于只有波长在谐振波长附近的光信号才能耦合进入第二波导 23 , 圓波导组 21具有 4艮好的滤波功能，本发明实施例中将不同圓波导组 21的一侧均与同一个第二波导 23耦合，由于光发射机中各个圓波导组 21的谐振波长各不相同，耦合到第二波导 23中的光信号的波长将不一样，第二波导 23可以汇聚各个圓波导组 21耦合进来的波长不同的光信号，实现了复用功能，减少了器件的个数，实现器件的小型化。

其中，圓波导 211耦合进第二波导 23的这一部分光信号的消光比大于从自身对应的第一波导 22耦合进来的光信号的消光比。

其中，在直调情况下， DML的啁湫特性导致不同注入电流下 DML的波长会有差异，通常 " 1 " 信号下 DML的出射波长比 "0" 信号下 DML的出射波长稍短一些。具体可参阅图 8 , 图 8是 DML输出光信号的示意图。当 DML 输出的光信号的波长位于圓波导 211的下降沿处，大部分 " 1 " 信号都不会被滤掉，而大部分 "0" 信号都会被滤掉。因此从第一端口 221接收到的光信号经圓波导 211后， " 1 " 信号同 "0" 信号的能量比值变大，亦即消光比增大。具体可参阅图 9 , 图 9是 DML输出的光信号经过圓波导耦合进入第二波导 23 的光信号的示意图。

当工作温度等环境发生变化时， DML输出光信号的波长和圓波导组 21的谐振波长都会发生变化，当圓波导组 21的谐振波长发生变化时，其上的加热电极的电流大小发生改变，而 MPD2可检测自身所对应的圓波导组 21耦合进来的光信号的强度， MPD1可检测自身所对应的光发射机中的 DML所输出的光信号的强度，上述两个强度有一个预设强度比值，当检测到上述两个强度的比值大于预设强度比值时，反馈控制电路 30 增大输入到与反馈控制电路 30 自身对应的圓波导组 21上的加热电极的电流，使得圓波导组 21的谐振波长向长波方向移动；当上述两个强度的比值小于预设强度比值时，反馈控制电路 30减小输入到与反馈控制电路 30 自身对应的圓波导组 21上的加热电极的电流，使圓波导组 21的谐振波长向短波长方向移动。

上述应用例中每个圓波导组 21 中包括一个圓波导 211 , 而在实际应用中可以在圓波导组 21中采用 2个甚至多个圓波导 211 , 以达到更好的滤波效果。例如，可以在每个圓波导组 21中设有两个圓波导 211 , 具体可参阅图 10, 图 10是本发明实施例中光发射机的另一个结构示意图。

本发明实施例中的微环组阵列既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本，本发明还采用控制部件控制圓波导组的谐振波长，保证了圓波导组的最佳工作状态，从而确保整个光发射机工作在最佳状态，在圓波导组上设有加热电极，该微环组阵列实现了光电集成，进一步减小了光发射机的体积，有效的降低了功耗。实施例四

为了更好的理解上述方案，本发明实施例还提供了一种光发射机方法，具体可以如下：

一种光发射方法，包括：第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圓波导组中，其中，每个第一波导与对应的圓波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口；其中， N个直接调制激光器、 N个圓波导组、 N个第一波导构成 N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圓波导组和一个第一波导组成，圓波导组中至少包括一个圓波导， N大于或等于 2; 圓波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中 ,耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比，其中，每个圓波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与第二波导耦合；第二波导汇聚来自各个圓波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。

请参阅图 11 , 图 11是本发明实施例中光发射机方法的流程图，具体步骤可以: ¾口下：

401、第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圓波导组中；

其中，每个第一波导与对应的圓波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口；其中， Ν个直接调制激光器、 Ν个圓波导组、 Ν个第一波导构成 Ν个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圓波导组和一个第一波导组成，圓波导组中至少包括一个圓波导， Ν大于或等于 2。

例如，微环组阵列可包括 4个圓波导组、 4个第一波导和一个第二波导 23 , 一个圓波导组包括一个圓波导，在每一个光发射部件中包括 1个 DML, 1个圓波导和 1个第一波导。在一个光发射机部件中，当圓波导与第一波导之间的间距较小时，在第一波导中传输的光信号会耦合进入圓波导，同理，圓波导中传输的光信号也会耦合进入第一波导。同理，当圓波导与第二波导之间的间距较小时，圓波导中传输的光信号会耦合进入第二波导。具体可参见上述实施例，此处不再赘述。

402、圓波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比；

其中，每个圓波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与第二波导耦合。

与圓波导组对应的第一波导的光信号中的一部分光信号的波长位于圓波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圓波导组中的圓波导的谐振波长相等。

403、第二波导汇聚来自各个圓波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。此外，还可以包括以下步骤：圓波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到第二端口，例如，可以如下：

圓波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到第二端口，可以使得反馈控制电路根据与自身对应的第二光探测检测到另一部分光信号的强度和第一光探测器检测到一部分光信号的强度来控制圓波导组的谐振波长，其中，每个圓波导组对应一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路，每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接。

需说明的是，本发明实施例中的具体实施可参见上述实施例，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例采用第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圓波导组中，由圓波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比，并且第二波导汇聚来自各个圓波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号，既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。以上对本发明所提供的一种光发射机和光发射方法进行了详细介绍，本文只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

权利要求

1、一种光发射机，其特征在于：

所述光发射机包括直接调制激光器阵列和微环组阵列，其中，所述直接调制激光器阵列包括 N个直接调制激光器，所述微环组阵列包括 N个圓波导组、 N个第一波导和一个第二波导，其中， N个直接调制激光器、 N个圓波导组、 N个第一波导构成 N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圓波导组和一个第一波导组成，所述圓波导组中至少包括一个圓波导，所述 N大于或等于 2;

所述每个直接调制激光器，用于输出光信号，其中各个直接调制激光器输出的光信号的波长各不相同；

每个第一波导与对应的圓波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口，每个第一波导用于通过所述第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圓波导组中；

每个圓波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与所述第二波导耦合，每个圓波导组用于将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进所述第二波导，其中，所述耦合进所述第二波导的这一部分光信号的消光比大于所述来自自身对应的第一波导的光信号的消光比；

所述第二波导，用于汇聚来自各个圓波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。

2、根据权利要求 1所述的光发射机，其特征在于：

所述光发射机还包括 N个控制部件，每个控制部件对应一个光发射部件；每个控制部件包括一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路；

所述圓波导组还用于将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到所述第二端口；

每个第一光探测器，用于检测自身所对应的光发射机中的直接调制激光器所输出的光信号的强度，并将检测结果输入对应的反馈控制电路中；

每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接，所述第二光探测器用于检测所述另一部分光信号的强度，并将检测结果输入对应的反馈控制电路中；

所述反馈控制电路，用于根据所述第一光探测器和第二光探测器输入的检测结果控制所述圓波导组的谐振波长。

3、根据权利要求 2所述的光发射机，其特征在于，

每个圓波导组上设有加热电极；

所述反馈控制电路根据所述第一光探测器和第二光探测器输入的检测结果控制所述圓波导组的谐振波长，具体包括：

所述反馈控制电路通过控制输入到与自身对应的圓波导组上的加热电极的电流来控制圓波导组的谐振波长。

4、根据权利要求 3所述的光发射机，其特征在于，所述反馈控制电路通过控制输入到与自身对应的圓波导组上的加热电极的电流来控制圓波导组的谐振波长，具体包括：

当强度比值大于预设强度比值时，增大输入到与反馈控制电路自身对应的圓波导组上的加热电极的电流，其中，所述强度比值为与反馈控制电路对应的第一光探测器探测到的光信号的强度值与第二光探测器探测到的光信号的强度值的比值；

当强度比值小于预设强度比值时，减小输入到与反馈控制电路自身对应的圓波导组上的加热电极的电流。

5、根据权利要求 1-3任一所述的光发射机，其特征在于，

每个圓波导组耦合进所述第二波导的这一部分光信号的波长位于所述圓波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圓波导组中的圓波导的谐振波长相等。

6、一种光发射方法，其特征在于，包括：

第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圓波导组中，其中，每个第一波导与对应的圓波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口；其中， N个直接调制激光器、 N个圓波导组、 N个第一波导构成 N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圓波导组和一个第一波导组成，所述圓波导组中至少包括一个圓波导，所述 N大于或等于 2; 圓波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，所述耦合进所述第二波导的这一部分光信号的消光比大于所述来自自身对应的第一波导的光信号的消光比，其中，每个圓波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与所述第二波导耦合；

第二波导汇聚来自各个圓波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。

7、根据权利要求 6所述的光发射方法，其特征在于，还包括：所述圓波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到所述第二端口，以使得反馈控制电路根据与自身对应的第二光探测检测到所述另一部分光信号的强度和第一光探测器检测到所述一部分光信号的强度来控制所述圓波导组的谐振波长，其中，每个圓波导组对应一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路，每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接。

8、根据权利要求 6或 7所述的光发射方法，其特征在于，还包括：与圓波导组对应的第一波导的光信号中的所述一部分光信号的波长位于所述圓波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圓波导组中的圓波导的谐振波长相等。