CN107078807A - 多通道光发射器及其制造和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光发射器，包含第一，第二，第三和第四信号发生器，用于发射第一，第二，第三和第四光信号；第一滤波器，用于将第一光信号与第二光信号合并，构成第一多通道光信号；第二滤波器，用于将第三光信号与第一多通道光信号合并，构成第二多通道光信号；和第三滤波器，用于将第四光信号与第二多通道光信号合并，构成第三多通道光信号，所述第一和第三光信号具有平行光轴，所述第二和第四光信号也具有平行光轴，所述第二和第四光信号相对于第一和第三光信号呈5° 至40°且传播方向通常与第一和第三光信号相反。

Description

多通道光发射器及其制造和使用方法
技术领域
本发明涉及光通讯领域，特别是多通道光发射器及其制造和使用方法。
技术背景
在光通信中，光信号承载信息。举例来说，光或光电收发器中的发射器将一个或多个电信号转换为光信号，而光或光电收发器中的接收器将一个或多个光信号转换为电信号。光通信研究和发展的一个目的就是提升和/或最大化带宽到可能的最大范围。
在规定波特率上，光收发器中发射器或接收器的性能受到光通道数量的限制(或用于波分复用系统的波长)，而所述光通道的数量是指单个光发射器件或光接收器件所包含的光通道数量。当常规光学元件用于多路复用和/或解多路复用多通道光信号时，最小尺寸和可靠性是处理此类光信号的系统是主要考虑的。
由于多路复用的/解多路复用的通道数量增长，系统尺寸也在横向和/或纵向有相当地增长。在单之字形路径用于合并所有光通道的地方会出现几个典型的问题。比如，光路径长度的差异在第一通道和最后一个通道之间变得较大，使透镜的设计和调准变得更加困难。任何节距误差都可能在数量增加的通道上累积。举例来说，如果N个通道的系统中第一通道出现了小错误，那么所述错误可在最后通道放大N倍。换言之，确保良好性能对于每个附加通道变得更加困难。此外，更大数量通道带来更大尺寸对于标准光收发器封装的固定尺寸是不可取的。
本“技术背景”部分仅用于提供背景信息。“技术背景”的陈述并不意味着本“技术背景”部分的主旨向本发明许可了现有技术，并且本“技术背景”的任何部分，包括本技术背景”本身，都不能用于向本发明许可现有技术。
发明内容
本发明目的在于克服本技术领域一个或多个缺点并提供一种光发射器，包括第一光信号发生器，用于发射光信号；第二光信号发生器，用于发射第二光信号；第一滤波器，用于将第一光信号与第二光信号合并以构成第一多通道光信号；第三光信号发生器，用于发射第三光信号；第二滤波器，用于将第三光信号与第一多通道光信号合并以构成第二多通道光信号；第四光信号发生器，用于发射第四光信号；第三滤波器，用于将第四光信号与第二多通道光信号合并以构成第三多通道光信号；和端口，用于将最后的多通道光信号发送到光传输介质。所述第一光信号和第三光信号具有平行的光轴。所述第二光信号和第四光信号具有平行的光轴。所述第二光信号和第四光信号与第一光信号和第三光信号呈5°至40°。
在所述光发射器的一些实施例中，第一滤波器用于反射第一光信号并使第二光信号通过，第二滤波器用于反射第一多通道光信号并使第三光信号通过，而第三滤波器用于反射第二多通道光信号并使第四光信号通过。
在所述光发射器的一些实施例中，第一光信号发生器和第三光信号发射器并列设置，且第二光信号生成器和第四光信号生成器也并列设置。
在某些实施例中，所述光发射器还包含第五光信号发生器，用于发射第五光信号；第四滤波器，用于将第五光信号与第三多通道光信号合并以构成第四多通道光信号(比如，第四滤波器表面上的一点，在此点上反射第三多通道光信号)；第六光信号发生器，用于发射第六光信号；和第五滤波器，用于将第六光信号与第四多通道光信号合并以构成第五多通道光信号(比如，第五滤波器表面上的一点，在此点上反射第四多通道光信号)。在此类实施例中，第五多通道光信号可以是最后一个多通道光信号。
在某些实施例中，所述光发射器还包含第七光信号发生器，用于发射第七光信号；第六滤波器，用于将第七光信号与第五多通道光信号合并以构成第六多通道光信号(比如，第六滤波器表面上一点，在此点上反射第五多通道光信号)；第八光信号发生器，用于发射第八光信号；和第七滤波器，用于将第八光信号与第六多通道光信号合并以构成第七多通道光信号(比如，第七滤波器表面上一点，在此点上反射第六多通道光信号)。在此类实施例中，第七多通道光信号可以是最后一个多通道光信号。
在某些实施例中，所述光发射器还包含外壳，用于装入光信号发生器和滤波器。在其他实施例中，所述光发射器还包含一个块体，用于支撑滤波器，且所述块体具有第一对平行边和第二对平行边。举例来说，奇数滤波器和偶数滤波器可设置在第一或第二对平行边的对边上。
在某些实施例中，所述光发射器还包含第一到第四透镜，分别使第一到第四光信号通过。第二到第四光信号在进入第一到第三滤波器之前分别通过第二到第四透镜。
在所述光发射器的某些实施例中，第一光信号到第四光信号都各自以至少0.4纳米在波长上相互分隔。在其他实施例中，第一光信号发生器到第四光信号发生器都各自包含激光二极管。比如，所述激光二极管都可包含分布式反馈(DFB)激光器，电调制激光器(EML)等。或者，所述激光二极管都包含发光二极管(LED)。
在某些实施例中，所述光发射器还包含热电散热器，用于冷却光信号发生器。在其他实施例中，所述光发射器还包含一个或多个反射表面(比如，反射镜)，用于将最后一个多通道光信号与光传输介质对齐。
本发明还包含构成多通道输出光信号的方法，包括将第二光信号与第一光信号合并以构成第一多通道光信号；将第三光信号与第一多通道光信号合并以构成第二多通道光信号；将第四光信号与第二多通道光信号合并以构成第三多通道光信号；和将最后一个多通道光信号发送至光传输介质。第一光信号和第三光信号具有平行光轴。第二光信号和第四光信号具有平行光轴，且传播方向与第一和第三光信号相反，但角度相对于第一和第三光信号呈5°到40°。
在某些实施例中，本方法还包含发送第一到第四光信号；反射来自第一滤波器的第一光信号；使第二光信号通过第一滤波器(比如，在第一滤波器表面上的一点，在此点上发射第一光信号)；反射来自第二滤波器的第一多通道光信号；使第三光信号通过第二滤波器(比如，在第二滤波器表面上的一点，在此点上发射第一多通道光信号)；反射来自第三滤波器的第二多通道光信号；和/或使第四光信号通过第三滤波器(比如，在第三滤波器表面上的一点，在此点上发射第二多通道光信号)。
在某些实施例中，本方法还包含发射第五光信号(比如，通过第四滤波器)；将第五光信号与第三多通道光信号合并以构成第四多通道光信号(比如，在第四滤波器表面上的一点，在此点上发射第三多通道光信号)；发射第六光信号(比如，通过第五滤波器)；和/或将第六光信号与第四多通道光信号合并以构成第五多通道光信号(比如，在第五滤波器表面上的一点，在此点上发射第四多通道光信号)。在其他一些实施例中，本发明还包含发射第七光信号(比如，通过第六滤波器)；将第七光信号与第五多通道光信号合并以构成第六多通道光信号(比如，在第六滤波器表面上的一点，在此点上发射第五多通道光信号)；发射第八光信号(比如，通过第七滤波器)；和/或将第八光信号与第六多通道光信号合并以构成第七多通道光信号(比如，在第七滤波器表面上的一点，在此点上发射第六多通道光信号)。
本发明还包含一种装配光发射器的方法，包含将至少四个光信号发生器粘贴到基底，在此处第一，第二，第三和第四光信号发生器用于分别生成第一，第二，第三和第四光信号；将至少三个滤波器直接或间接粘贴到所述基底，在此处滤波器中的第一个对齐，以便将第一光信号与第二光信号合并，构成第一多通道光信号，使滤波器中的第二个对齐，以便将第三光信号与第一多通道光信号合并，构成第二多通道光信号，和使滤波器中的第三个对齐，以便将第四光信号与第二多通道光信号合并，构成第三多通道光信号；和将一个或多个无源光学元件直接或间接地安装到所述基底，在此处所述无源光学元件用于将最后一个多通道光信号引导至光传输介质。第一和第三光信号具有平行光轴。第二和第四光信号具有平行光轴。第二和第四光信号相对于第一和第三光信号呈5°至40°。
在其他实施例中，所述装配方法还包括检测滤波器，光信号发生器和无缘光学元件的对准情况，并在对准后，固化粘贴所述滤波器，光信号发生器和无缘光学元件到基底的粘合剂。本发明所有优势都会结合以下实施例的详细说明得到展现。
附图说明
图1为典型的光发射器系统。
图2为本发明典型光电收发器中的元件。
图3为本发明的典型光发射器。
图4为本发明的8通道光发射器的一部分。
图5本发明的典型16通道光多路复用器。
图6为本发明的典型12通道光多路复用器。
图7为本发明的典型4通道光多路复用器。
图8为本发明典型8通道光多路复用器的轴测图。
图9为本发明的典型无源光学元件。
图10为本发明的另一典型无源光学元件。
图11为本发明的又一典型无源光学元件。
图12为本发明生成光信号典型方法的流程图。
图13为本发明信号多路复用方法的流程图。
图14为本发明装配光收发器典型方法的流程图。
图15为图3典型光多路复用器的部分等轴侧视图。
详细说明
本发明的各种实施例都会有详细的参照。参照的例证会在附图中得到阐释。本发明会用随后的实施例说明，但本发明不仅限于这些实施例的说明。相反的，本发明还意欲涵盖，可能包括在由附加权利要求规定的本发明的主旨和值域内的备选方案，修订条款和等同个例。而且，在下文对本发明的详细说明中，指定了很多特殊细节，以便对本发明的透彻理解。但是，对于一个所属技术领域的专业人员来说，本发明没有这些特殊细节也可以实现的事实是显而易见的。在其他实例中，都没有详尽说明公认的方法，程序，部件和电路，以避免本公开的各方面变得含糊不清。
随后一部分详细说明需要用到过程，程序，逻辑块，功能块，处理，和其他代码上的操作符号来表示，数据位，或计算机，处理器，控制器和/或存储器中的数据流方面的术语。数据处理技术领域的专业人员通常用这些说明和表述来把他们工作的实质有效地传达给所属技术领域的其他专业人员。此处的，过程，程序，逻辑块，功能，方法等等通常都视为导向期望的和/或预期的结果的步骤或指令中的继发事件。步骤通常包括物理数量的物理操作。虽然未必，但这些数量通常以在计算机或数据处理系统中的电子，磁力，光，或存储的，转移的，组合的，对照的量子信号及其他被操控的形式表现。对一般用途而言，事实证明，参考这些信号，如位，流，值，要素，符号，特征，项，数字或类似的事物，和它们在计算机程序或软件中的表现形式，如代码(可以是目标代码，源代码或二进制代码)仅是为这类说明和表述提供便利。
无论如何，我们都应该记住所有这些及类似的术语都与适当的物理量和/或信号有关，并且它们仅仅是适用于这些量和/或信号的符号而已。除非有特别说明和/或否则就如下所述一样显而易见，用贯穿本申请的论述术语诸如“操作”，“计算”，“判定”或者诸如此类的涉及电脑或数据处理系统的动作或步骤，或类似装置(如，电气，光学或量子计算，处理装置或电路)来处理或转换数据表示物理量(如，电子)都是允许的。这类术语涉及，在电路，系统或构造(比如，寄存器，存储器，其他这样的信息存储，传输或显示装置等等)的部件值域内，把物理量处理或转换成在相同或者不同系统或构造的其他部件值域中类似的物理量。
此外，在本申请的背景下，术语“信号”和“总线”涉及任何已知的结构，构造，排列，技术，方法和/或步骤，用于在电路中运用物理手段将电信号从一个点转移到另一个点。并且，除非事先注明，否则，从就只能从此处的大前提下使用，术语“指定的”，“固定的”，“已知的”和“预定的”来提及值，数量，参数，约束，条件，状态，过程，程序，方法，实践或他们的理论可变组合，但是这种可变往往是事先约定的，并且此后，一经使用便不可更改的。同样地，为了方便起见，虽然术语“时间”，“比率”，“周期”和“频率”通常是可交换的并且可以交替使用，但是赋予他们的含义通常是在此类技术上公认的。并且，为了简便，虽然术语“数据”，“数据流”，“位”，“位串”和“信息”可能会交替使用，如术语“耦合到”和“与……交流”(指间接或者直接的连接，耦合或相通)，但是通常赋予它们的是此类技术上公认的含义。
除非有特别说明，为方便起见，术语“光的”和“光电的”在文中都可交替使用，相互包涵。此外，术语“收发器”指具有至少一个接收器和至少一个发送器的装置，且除非文中另有详细说明，术语“收发器”的使用也包含“接收器”和/或“发射器”。同样，为方便起见，术语“连接到”，“与…耦合”，“与…通信”和“耦合至”都可以交替使用。
文中所披露的各种实施例和/或例子都可与其他实施例和/或例子组合，只要这样的组合是适宜，有必要或有利的。下面将结合典型的实施例对本发明进行详细说明。
一种典型光系统
图1为典型光系统70的原理框图。光系统70包括多通道光发射器74。光系统70通常包括主机72，光发射器或模块74，和光传输介质(比如，光缆)76。光发射器74可包含光发射子器件(TOSA)或模块100。电输入信号(比如，TX)由主机72发送到光发射器74。信号TX通常以电子形式运载数字信息，随后所述信号将通过光发射器74以光学形式发送。光输出信号(比如，OUT)可在传输介质76上从光发射器74发送。信号OUT可通过多通道以光学调制光形式发送来自电输入信号的数字信息。
光发射器74通常用于将信号TX中以电子形式接收的数字数据转换为光信号OUT。在数据信息包含并行输入信号的地方，光发射器74可用于将并行信号转换为串行信号。在数字数据接收通道数小于信号OUT的N个通道的地方，光发射器74可用于将数字数据通道多路复用或解多路复用到光信号OUT的N个光通道。
传输介质76可包含光纤线缆。传输介质76可用于长距离运输多通道光信号OUT。按照现有技术已知的情况，此类长距离上可能会有较小的信号衰减。
典型的光发射器
图2为光收发器800典型实施例的原理框图。光收发器800可实现和/或包含多通道电到光转换器，光发射器，多通道光到电转换器和光接收器。在不同实施例中，通道的数量可以是，但不限于，四或更多(比如，四，八，十二或十六通道)。通道的其他数量可用于满足特殊应用的设计标准。
光收发器800通常包含电气接口810，微处理器或微控制器(MCU)850，一个或多个激光器驱动器820，偏压控制电路或模块825，一个或多个模数转换器(ADC)855，温度控制电路或模块890，光发射子器件(TOSA)830，光接收器子器件(ROSA)870和多个限幅放大器880。TOSA830通常包含多个监控光电二极管(MPD)836，多个激光器或激光二极管(LD)832，备选的相应数量调制器834，和光多路复用器840。ROSA870可包含光解多路复用器860，多个光电二极管(PD)872，和备选的，一个或多个跨阻放大器(TIA)874。
电信号TX由电气接口810接收。电信号OUT则由TOSA830生成。信号TX中数据信号通过电气接口810到达激光器驱动器820。来自MCU850的偏压控制信息由偏压控制电路825接收。所述偏压控制信息用于控制独立光信号生成中的偏压。MPD836可生成模拟反馈信号并将反馈信号运送到ADC855。来自ADC855的数字反馈信息可由MCU850接收。所述反馈信息为MCU850提供了独立光信号的信号强度信息，使MCU850能控制独立光信号的振幅。MCU850生成控制信号(比如，驱动电压)并将其发送到激光器驱动器820。
在光收发器800的发射器路径中，激光器驱动器820可通过电气接口810从主机72接收电数据信号并将数据驱动信号或脉冲发送到调制器834。或者，LD832可直接从激光器驱动器820直接接收数据驱动信号或脉冲，这样调制器834就可以取消。电气接口810可包含，比如，常规金手指连接器和电路板上的多个接触点和/或衬垫(未显示)。所述电路板可包含一个或多个直接与一个或多个所述接触点电连接的独立电容器和/或电阻器。LD832可从偏压控制电路825接收偏压信号或电压。MPD836通常通过ADC855与MCU850连接。因此，MCU850可接收数字信号(比如，电压)，与来自各MPD836的反馈电流值对应。所述反馈电流可与一个或多个代表激光器驱动电路820工作范围目标和/或最大值的阈值或电流比较。MPD电路836，ADC855，MCU850和激光器驱动器820可构成封闭环路自动功率控制(APC)调节环路，用于保持来自LD832的目标输出光功率。
光信号OUT可通过光多路复用器840输出。来自温度控制电路890的温度控制信号可由TOSA830接收。来自偏压控制电路825的偏压信号可由LD832接收。所述偏压信号可部分用于给LD832提供动力，部分用于调节LD832的温度。举例来说，到LD的偏压越低，LD的温度就会越低。来自激光器驱动器820的多个驱动信号可由LD832和/或调制器834接收。所述驱动信号可用于调制LD832生成的独立光信号。或者，在没有调制器834的情况下，所述驱动信号可直接驱动LD832。
来自网络的运载输入数据的光输入信号(比如，IN)可由解多路复用器860接收(比如，通过光纤)。PD872将光信号转换为电信号，TIA874首先将来自PD872的电信号放大，然后限幅放大器880可将来自TIA874的电信号放大。振幅受限的电数据可从限幅放大器880发送至电气接口810，用于传输至主机72(FIG.1)。MCU850可将控制信息(比如，增益控制信号，升压控制信号，等)发送至TIA874和/或PD872。
MCU850通常控制了来自激光器驱动器820的数据信号功率和偏压控制电路825提供的偏压信号的电压或电流。MCU850还控制了温度控制电路890，用于依次控制LD832的稳定(比如，通过热电冷却)，和选择性地控制调制器834的温度。一般来说，LD832和调制器834的温度可至少部分通过调节给它们提供的电源进行控制(比如，当LD832的温度太高时，就降低来自偏压控制电路825的偏压，而当LD832的温度过低时，就提升来自偏压控制电路825的偏压)。
在光收发器800的接收器路径中，光解多路复用器860通常接收多通道光数据信号IN。在不同实施例中，光解多路复用器860可包含多个滤波器和多个探测器，与光多路复用器840类似，但其中的光路则相反，且独立光信号都汇聚到独立PD872上(比如，通过透镜)。在某些实施例中，光解多路复用器860可利用常规设计实施。光解多路复用器860的另一实施例的细节可在于2016年9月30日申请的美国临时专利申请No.62/402,578(律师事务所编号)中查阅到，其中相关内容都作为了本申请的参考文献。
PD872通常从光多路复用器860接收独立光信号并将其转换为独立电信号。所述独立电信号可由TIA874放大。来自TIA874的放大电信号在通过电气接口810(比如，到主机72)之前，可再由限幅放大器880放大。
MCU850可控制TIA874和/或限幅放大器880的增益。MCU850还可控制温度控制电路890，用于依次控制PD872的温度。在不同实施例中，光收发器800还包含不同和/或独立温度控制电路，用于控制PD872的温度。
图3为光发射器74的典型实施例。光发射器74通常包含外壳80和TOSA100。外壳80可包含光连接器78和电连接器82。光发射器74可连接到插拔连接器连接器(比如，插头)77，用于通过反向插拔连接器(比如，接套)78接收和/或稳固传输介质76的一端。光信号OUT可在外壳80内生成并通过光连接器77和78进入到光传输介质76(比如，光纤线缆)。
在不同实施例中，电连接器82适用于图2的电气接口810。电连接器82可电耦合至主机72，接收信号TX。在某些实施例中，电连接器82包含设置于其上的多个导电(比如，金属)触手和电触点，比如，TOSA100中的电和/或电光元件(比如，光信号发生器140,141,142,143,150,151,152,和153,激光驱动器[未显示]，等)。在某些应用中，所述触手可包含金，银，铜，铝，或金，银或铜电镀在另一金属上(比如，铝)。在TOSA100内，光信号发生器140-143和150-153(各自都包含图2中调制器834中的一个和LD832中的一个)可发出多个独立光信号，可由文中所述的光多路复用器180合并。如图所示的光多路复用器180可实现和/或包含N通道光多路复用器。在不同实施例中，通道的数量N可以是大于4的整数。当图3所示通道数N为8时，而其他的通道数N(比如，4,12,16,等)也可用于满足特殊实施例的设计标准。光多路复用器180通常包含多个滤波器220,221,222,223,230,231,232和233,反射镜240，备选光隔离器242和包含第一和第二反射镜252和254的光学子基座250。在不同实施例中，TOSA100还可包含多个透镜200,201,202和203，用于分别将来自光信号发生器140,141,142和143的光信号汇聚到滤波器230，231，232和233的位置上，在这些位置上来自光信号发生器150，151，152和153的信号可通过。TOSA100可包含另一数量的透镜210，211，212和213，用于将来自光信号发生器150，151，152和153的光信号汇聚到滤波器220，221，222和223的位置上，在这些位置上来自光信号发生器140，141，142和143的光信号可通过。在不同实施例中，滤波器230可选择性地作为或包含宽带通滤波器。一整套的光信号发生器140,141,142和143可沿它们的光轴分别与透镜200,201,202和203对齐。另一整套光信号发生器150,151,152和153可沿它们的光轴分别与透镜210,211,212和213对齐。光信号发生器140,141,142和143都包含激光二极管，带调制器的激光二极管，带调制器和波导的激光二极管，或发光二极管(LED)。在某些实施例中，光信号发生器140,141,142,143,150,151,152和153可包含分布式反馈(DFB)激光器，电调制激光器(EML)，和类似的激光器。在不同实施例中，光信号发生器140,141,142,143,150,151,152和153中的激光器可包含AlGaAs激光器，InGaAsP激光器，InGaAsN激光器或InGaAsNSb激光器。来自光信号发生器140,141,142,143,150,151,152和153的相邻光信号间波长差异通常≥0.4nm(比如，≥0.8nm)，但本发明并不仅限于此。各光信号的传输带都在1200nm到1550nm左右的范围中。
透镜200,201,202,203,210,211,212和213都可将来自独立光信号发生器140,141,142,143,150,151,152和153的光汇聚到各个目标(比如，下个光信号将通过的对向设置的滤波器)。透镜200,201,202,203,210,211,212和213还可分别设置在支架或由支架固定，所述支架比透镜本身更加机动，促进透镜位置的设置和调整。
如图3所示，滤波器220,221,222,223,230,231,232和233通常可将多路(比如，8)独立光信号合并，生成多通道(比如，8通道)光信号(比如，信号OUT)。光信号OUT可利用反射镜240引导，通过光隔离器242到达光学子底座或拔头250。
滤波器220,221,222,223,230,231,232和233通常都包含带特殊光学特性的独立元件，且粘贴到或固定在光多路复用器180内的预定位置。滤波器220,221,222和223可并行设置或成直线排列。滤波器230,231,232和233可并行设置或成直线排列。包含滤波器220,221,222和223的排列与包含滤波器230,231,232和233的另一排列平行。滤波器220,221,222,223,230,231,232和233可实现或包含波长选择滤波器和/或偏振滤波器。在某些实施例中，滤波器220,221,222,223,230,231,232和233都可设计为只允许特定偏振类型光信号通过(比如，s-或p-偏振)。滤波器220,221,222,223,230,231,232和/或233可以是偏振从属的(比如，反射一种偏振类型的光并允许另一种，不同偏振类型的光通过)和/或包含高通滤波器，低通滤波器，或带通滤波器。在不同实施例中，滤波器230都可作为备选或宽带通滤波器(比如，透射)。
反射镜240可以是非选择性或全反射反射镜。光隔离器242通常包括，但不限于，第一半波片(比如，输入偏振镜)，法拉第转子和第二半波片(比如，输出偏振镜)。其他层和附加结构(比如，一个或多个磁体)可添加和/或应用来满足特殊用途的设计标准。
光学子底座250可将最后多通道光信号(比如，信号OUT)与传输介质76对齐。如图所示，光学子底座250可包含一对对齐的反射镜252和254，用于将光信号OUT从靠近光多路复用器180外沿反射到连接器77中传输介质的中心。
光发射器74还包含热电冷却器(TEC)92，用于控制TOSA100中不同元件的温度。比如，由于光信号发生器140,141,142,143,150,151,152和153的温度升高，生成的光信号的特性会变化。因此，TEC92可用于冷却光信号发生器140,141,142,143,150,151,152和153并保持恒定或基本恒定的光信号特性。通过将光信号发生器140,141,142,143,150,151,152和153分布在TEC92的二维(比如，在光多路复用器180的对边上)，TEC可更加有效地冷却光信号发生器140,141,142,143,150,151,152和153并保持光信号特性恒定或基本恒定。
图4为8通道光发射器100’的一部分。光发射器100’可包含图1的光发射器100，或光发射器100的变化体。光发射器100’通常包含多个激光二极管140,141,142,143,150,151,152和153，多个透镜200,201,202,203,210,211,212和213，多个滤波器220,221,222,223,230,231,232和233，反射镜240和光隔离器242。多个独立或单通道光信号260,261,262和263可分别从滤波器220,221,222and 223入射。多通道光信号280,281,282,283,284,285和286在滤波器220,221,222,223,230,231,232和233和反射镜240之间传递。最后的多通道光信号(比如，光信号286)可通过光隔离器242。此外，光发射器100’在不同光路中可包含附加元件，比如一个或多个附加透镜，带通和/或偏振滤波器和/或反射镜。在不同实施例中，滤波器230可以是备选或包含宽带通滤波器。
一些来自独立光信号发生器(比如，激光二极管)140,141,142和143的光信号260,261,262和263通常通过透镜200,201,202和203中相应透镜和滤波器220,221,222和223中相应滤波器。一些来自独立光信号发生器(比如，激光二极管)150,151,152和153的光信号270,271,272和273通常通过透镜210,211,212和213中相应透镜和滤波器230,231,232和233中相应滤波器。独立光信号260,261,262,263,270,271,272和273通常具有不同波长，且在某些情况下，具有不同的偏振类型。举例来说，光信号260,261,262和263具有一种偏振类型(比如，s型偏振)而光信号270,271,272和273具有另一种偏振类型(比如，p型偏振)。
光信号270可通过滤波器230，假如包含，然后到达滤波器220。光信号260可在滤波器220反射光信号270的位置通过滤波器220。通过的光信号260和反射光信号270的组合可构成多通道(比如，2通道)光信号280。多通道光信号280可与滤波器231的中心对齐。
光信号271可在滤波器231反射多通道光信号280的位置通过滤波器231。通过的光信号271和反射多通道光信号280的组合可构成另一多通道(比如，3通道)光信号281。多通道光信号281可与滤波器221的中心对齐。
光信号261可在滤波器221反射多通道光信号281的位置通过滤波器221。通过的光信号261和反射多通道光信号281的组合可构成另一多通道(比如，4通道)光信号282。多通道光信号282可与滤波器232的中心对齐。
光信号272可在滤波器232反射多通道光信号282的位置通过滤波器232。通过的光信号272和反射多通道光信号282的组合可构成另一多通道(比如，5通道)光信号283。多通道光信号283可与滤波器222的中心对齐。
光信号262可在滤波器222反射多通道光信号282的位置通过滤波器222。通过的光信号262和反射多通道光信号283的组合可构成另一多通道(比如，6通道)光信号284。多通道光信号284可与滤波器233的中心对齐。
光信号273可在滤波器233反射多通道光信号284的位置通过滤波器233。通过的光信号273和反射多通道光信号284的组合可构成另一多通道(比如，7通道)光信号285。多通道光信号285可与滤波器223的中心对齐。
光信号263可在滤波器223反射多通道光信号285的位置通过滤波器223。通过的光信号263和反射多通道光信号285的组合可构成另一多通道(比如，8通道)光信号286。多通道光信号286可与滤波器240的中心对齐。如果包含光隔离器242，反射镜240可将多通道光信号286引导至光隔离器242。一旦通过光隔离器242，多通道光信号286就进入光学子底座250然后输出到传输介质76。
如图4所示，通过利用相对的行的激光器140,141,142,143,150,151,152和153来生成独立光信号220,221,222,223,230,231,232和233，对比传统光多路复用器(在一个方向以单行生成所有8个独立光信号)，几何误差(比如，在光信号校准中)在光信号286的所有光通道上都会变小。8通道光多路复用器180和/或840的全部长度大致与相应常规4通道设计相同。此外，最小光路和最大光路的差异(比如，最短光路和最长光信号路径间的歪斜)大致与相应常规8通道设计相同。
光多路复用器180和/或840可在不同光路中包含附加元件，比如一个或多个附加透镜和/或附加带通和/或偏振滤波器。所述附加透镜可以是，比如，设置在反射镜240后位于8通道光信号286的光路中。此外，根据光发射器100’外壳80中的空间，光发射器100’和/或光多路复用器180/840可包含光信号发生器140,141,142,143,150,151,152和153与透镜200,201,202,203,210,211,212和213间的一个或多个简单(比如，无选择性)反射镜。
典型光多路复用器
图5为典型16通道光多路复用器181。图3和4所示的8通道光多路复用器设计可延伸到更高带宽的应用(比如，8通道以上)，这种情况下贯穿8束以上多路复用信号的错误或歪斜是不可接受的。光多路复用器181通常包含结构体191，多个透镜200,201,202,203,204,205,206,207,210,211,212,213,214,215,216和217，多个滤波器220,221,222,223,224,225,226,227,230,231,232,233,234,235,236和237，反射镜240和端口241。所述多个光信号260,261,262,263,264,265,266和267可在滤波器210,211,212,213,214,215,216和217入射。所述多个光信号270,271,272,273,274,275,276和277可在滤波器230,231,232,233,234,235,236和237入射。光多路复用器181具有基本与图3和图4中所示光多路复用器180相同的优势(比如，几何错误或信号散射不会在最后的多通道光信号上累积，总长度为常规16通道设计的一半，最小和最大光路长度的差异大致是常规16通道设计的一半，等)。此外，光多路复用器181在不同光路中还可包含附加元件，比如一个或多个透镜，带通和/或偏振滤波器和/或反射镜。所述独立光信号可具有不同的波长和相同或不同的偏振类型。举例来说，所述光信号可都具有相同偏振类型(比如，s型偏振或p型偏振)。在不同实施例中，滤波器230可以是备选的或包含宽带通滤波器。
结构体191可包含和/或作为光投射体。结构体191通常与安装在一侧的滤波器220,221,222,223,224,225,226和227和安装在对侧的滤波器230,231,232,233,234,235,236和237构成一个平行四边形。在某些实施例中，结构体191可以是锥形的，以便滤波器220和滤波器230间的分隔不同于滤波器227和滤波器237间的分隔。滤波器220,221,222,223,224,225,226,227,230,231,232,233,234,235,236和237，透镜200,201,202,203,204,205,206,207,210,211,212,213,214,215,216和217，和LD140,141,142,143,144,145,146,147,150,151,152,153,154,155,156和157在结构体191两边的设置通常都同时减小了多路复用器181和长和宽的尺寸，且不影响包含光多路复用器181的光发射器100或100’的可靠性。
滤波器224,225,226,227,234,235,236和237实质上与滤波器220,221,222,223,230,231,232和233类似且可包含波长选择滤波器和/或偏振滤波器。滤波器220,221,222,223,224,225,226,227230,231,232,233,234,235,236和237通常都包含带特定光特性的独立元件并粘贴到或固定到结构体191的一个反向表面，或可以在结构体191的相对表面上的外罩式分布。
光多路复用器181的运行与光多路复用器180类似。独立光信号260,261,262,263,264,265,266和267可通过滤波器220,221,222,223,224,225,226和227。独立光信号270,271,272,273,274,275,276and 277可通过滤波器230,231,232,233,234,235,236和237。在结构体191内，光信号270可在滤波器230到达滤波器器220上光信号260通过的位置通过。光信号270可由滤波器220以某个角度(比如，α)反射，以便两束光信号270和260具有相同光路，从而构成组合信号280。角度α的范围从接近5°的角度到接近40°的角度。其他角度也可用于满足特定用途的设计标准。
组合信号280可引导至滤波器231使光信号271通过的位置。组合信号280可以某一角度由滤波器231反射，以便三束光信号(即，光信号271和组合信号280中的两束光信号)具有相同光路，从而构成另一组合信号281。组合信号281可引导至滤波器221使光信号261通过的位置。
组合信号281可以某一角度由滤波器221反射，以便四束光信号(即，光信号261和组合信号281中的三束光信号)具有相同光路，从而构成4通道光信号282。反射多通道光信号282,283,284,285,286,287,288,289,290,291,292和293和将反射多通道光信号与独立光信号262,263,264,265,266,267,272,273,274,275,276和277合并的过程会继续直到最后的多通道光信号294产生。反射镜240可将多通道光信号294反射至结构块191中的端口241(比如，透射区域或开口)。
结构体191的锥形和/或折射率可致使反射角度沿结构体191的主轴变化。当光信号270和280以角度α分隔开的同时，光信号293和294则以另一角度分隔开(比如，β)。角度β通常与α相同(比如，在5°到40°间变化)。但是，其他角度(比如，更大的角度)也可用于满足特定用途的设计标准。或者，反射镜240也可以省略掉，且最后的多通道光信号294可通过光器件引导至光传输介质，所述光器件的设置至少部分接近于透镜217和相应光信号发生器(未显示)。
如图5所示，通过利用结构体191的相对边来接收独立光信号，与在单侧接收16独立光信号的常规光多路复用器相比较，几何错误(比如，在光信号校准中)在多通道光信号294中所有通道上都会更少。16通道光多路复用器181的总长度基本与相应常规8通道设计相同。此外，最小光路和最大光路的差异(比如，最小光路和最长光信号路径间的歪斜)可以是基本与相应常规8通道设计相同的。
图6为典型的12通道光多路复用器182。光多路复用器182可以是光多路复用器840，180和/或181的不同版本。光多路复用器182通常包含结构体192，多个透镜200,201,202,203,204,205,210,211,212,213,214和215，多个滤波器220,221,222,223,224,225,230,231,232,233,234和235，反射镜240和端口241。所述多个光信号260,261,262,263,264和265可在滤波器210,211,212,213,214和215入射。所述多个光信号270,271,272,273,274和275可在滤波器230,231,232,233,234和235入射。结构体192可以比结构体191更短。光多路复用器182的优势基本与光多路复用器180和181相同(比如，几何错误或信号散射不会在最后的多通道光信号上累积，总长度为常规12通道设计的一半，最小和最大光路长度的差异大致是常规12通道设计的一半，等)。此外，光多路复用器182在不同光路中还可包含附加元件，比如一个或多个透镜，带通和/或偏振滤波器和/或反射镜。所述独立光信号可具有不同的波长和相同或不同的偏振类型。举例来说，所述光信号可都具有相同偏振类型(比如，s型偏振或p型偏振)。在不同实施例中，滤波器230可以是备选的或包含宽带通滤波器。
光多路复用器182的运行与光多路复用器180和/或182类似。独立光信号260,261,262,263,264和265可通过滤波器220,221,222,223,224和225。独立光信号270,271,272,273,274和275可通过滤波器230,231,232,233,234and 235。在结构体192内，光信号270可通过滤波器230到达滤波器220使光信号260通过的位置。光信号270可以某一角度由滤波器220反射，这样光信号270和260都具有相同光路，从而构成组合光信号280。
组合光信号280可引导至滤波器231使光信号271通过的位置。组合信号280可以某一角度由滤波器231反射，这样三束光信号(即，光信号271和组合信号280中的两束光信号)就具有相同光路，从而构成另一组合信号281。组合光信号281可引导至滤波器221使光信号261通过的位置。组合信号281可以某一角度由滤波器221反射，这样四束光信号(即，光信号261和组合信号281中的三束光信号)就具有相同光路，从而构成4通道光信号282。反射多通道光信号282,283,284,285,286,287,288和289和将反射光信号与独立光信号262,263,264,265,272,273,274和275组合的过程会持续直到最后的多通道光信号290生成。反射镜240可将多通道光信号290反射至结构体192中的端口241(比如，透射区域或开口)。
如图6所示，通过使用结构体192的相对边来接收独立光信号，与在单侧接收12独立光信号的常规光多路复用器相比较，几何错误(比如，在光信号校准中)在多通道光信号290中所有通道上都会更少。12通道光多路复用器182的总长度大致与相应的常规6通道设计相同。此外，最小光路和最大光路的差异(比如，最短光路和最长光信号路径间的歪斜)大致与相应的常规6通道设计相同。
图7为典型的4通道光多路复用器183。光多路复用器183可以是光多路复用器840，180，181和/或182的不同版本。光多路复用器183通常包括结构体193，多个透镜200,201,210和211，多个滤波器220,221,230and 231，反射镜240和端口241。光信号260和261可在滤波器210和211入射。光信号270和271可在滤波器230和231入射。结构体193可以是比结构体191和192短的版本。光多路复用器183具有与光多路复用器180，181和182基本相同的优势(比如，几何错误或信号散射不会在最后的多通道光信号上累积，总长度为常规4通道设计的一半，最小和最大光路长度的差异大致是常规4通道设计的一半，等)。此外，光多路复用器183在不同光路中还可包含附加元件，比如一个或多个透镜，带通和/或偏振滤波器和/或反射镜。所述独立光信号可具有不同的波长和相同或不同的偏振类型。举例来说，所述光信号可都具有相同偏振类型(比如，s型偏振或p型偏振)。在不同实施例中，滤波器230可以是备选的或包含宽带通滤波器。
光多路复用器183的运行与光多路复用器180，181和/或182类似。独立光信号260和261可通过滤波器220和221。独立光信号270和271可通过滤波器230和231。在结构体193内，光信号270可在滤波器230到达滤波器器220上光信号260通过的位置通过。光信号270可由滤波器220以某个角度(比如，α)反射，以便两束光信号270和260具有相同光路，从而构成组合信号280。
组合光信号280可引导至滤波器231使光信号271通过的位置。组合信号280可以某一角度由滤波器231反射，这样三束光信号(即，光信号271和组合信号280中的两束光信号)就具有相同光路，从而构成另一组合信号281。组合光信号281可引导至滤波器221使光信号261通过的位置。组合信号281可以某一角度由滤波器221反射，这样四束光信号(即，光信号261和组合信号281中的三束光信号)就具有相同光路，从而构成4通道光信号282。反射镜240可将多通道光信号282反射至结构体193中的端口241(比如，透射区域或开口)。
如图7所示，通过使用结构体193的相对边来接收独立光信号，与在单侧接收4独立光信号的常规光多路复用器相比较，几何错误(比如，在光信号校准中)在多通道光信号282中所有通道上都会更少。4通道光多路复用器183的总长度大致与相应的常规2通道设计相同。此外，最小光路和最大光路的差异(比如，最短光路和最长光信号路径间的歪斜)大致与相应的常规2通道设计相同。
图8为典型8通道光多路复用器184的轴测图。光多路复用器184可与光多路复用器840和/或180相同或为它们的不同版本，光多路复用器184通常包含多个透镜200,201,202,203,210,211,212和213，多个滤波器220,221,222,223,230,231,232和233，反射镜240，光隔离器242，多个柱体或支撑件300,301,302,303,304,305,306,307,308和309，基板或子底座310和多个透镜底座311,312,313,314,315,316,317和318。
柱体300,301,302,303,304,305,306,307,308和309可安装到子底座310或构成子底座310的一部分。柱体300,301,302,303和304可用于支撑滤波器230,231,232和233。柱体305,306,307,308和309可用于支撑滤波器220,221,222和223。柱体304还可用于支撑反射镜240。光隔离器242可安装在子底座310上。
透镜底座311,312,313,314,315,316,317和318可粘贴到透镜200,201,202,203,210,211,212和213上与子底座310相对的一边。透镜底座311,312,313,314,315,316,317和318都可包含脊部或凸缘319a和319b，用于帮助固定和控制透镜200,201,202,203,210,211,212和213。透镜底座311,312,313,314,315,316,317和318都可提供用于固定，放置和调整相应透镜200,201,202,203,210,211,212和213的机械片或把手。
典型的光束转移
图9为光学子底座251的典型实施例。光学子底座251可以为光学子底座250的不同版本。光学子底座251通常包含透射平行四边形体。设置一个平行四边形体的反射系数，使光信号OUT(比如，信号282，286，290或294)通过光学子底座的一组相对端并从光学子底座251的一组相对边上进行内部反射。所述相对边可作为反射镜252和254。光学子底座251可将光信号OUT从光隔离器242(或端口241)的某个位置以物理方式转移或移动到位于传输介质76中心的透镜322。
图10为另一光学子底座的另一典型实施例。所述光学子底座可以是光学子底座250和/或251的不同版本。在不同实施例中，所述光学子底座都可用于替换光学子底座250和251。
所述光学子底座通常在一个或多个模块256a和256b(图中有显示)中包含多个(比如，三)反射镜253，255和227。反射镜253，255和227会以物理方式将光信号OUT从光隔离器242(或端口241)的位置转移或移动到位于传输介质76中心的透镜322。如图所示，所述光学子底座可使光学隔离器242偏离与透镜322对齐的基准90°。
图11仍然为另一光学子底座的典型实施例。所述光学子底座可以是图3，9和10中其他光学子底座的不同版本。在不同实施例中，图11所示的光学子底座都可用于替换其他光学子底座。
所述光学子底座通常包含透射不规则四边形体258和棱镜259。设置一个透射不规则四边形体258的折射率，使光信号OUT通过不规则四边形体258的一边，然后从不规则四边形体258的两边258a和258b反射，并从其入射的反方向离开不规则四边形体258。信号OUT随后在棱镜259的正面反射至透镜322。所述光学子器件可从光隔离器242的某一位置以物理方式将光信号OUT转移或移动到位于传输介质76中心的透镜322。如图所示，所述光学子底座可使光隔离器242从与透镜322对准的水平偏离90°。
一种典型的运转方法
图12为生成光信号方法330的典型实施例流程图。方法330可由光发射器74执行。
在331，光发射器74可通过电气接口810或820上的信号TX用数字形式接收电数据。激光器驱动器820可在332将电数据转换为适用于驱动LD832和/或调制器834的驱动信号。在333，LD832通常根据驱动信号和偏压控制信号生成独立光信号。调制器834可在333调制或调节独立光信号.或者，LD832可在333直接生成光信号。
在334，MPD836通常监控光信号发生器输出的光数据信号并根据光信号的强度提供模拟反馈信号。所述模拟反馈信号在334通过ADC855转换为数字反馈信号。所述数字反馈信号通常由MCU850接收。在335，MCU850可根据从ADC855接收的数字反馈信号，检查LD832的输出功率水平。假如输出功率信号超过极限工况(比如，高于上限阈值或低于下限阈值)，在336，MCU850可命令激光器驱动器820相应地调节驱动信号。在336调节驱动信号后，或假如输出功率水平在335处于极限工况范围内，方法330就可返回步骤333继续根据接收自主机72的电信号生成光信号。
图13为光多路复用(比如，入射光信号)方法340典型实施例的流程图。方法340可在TOSA100和/或TOSA100’中执行。
在342，LD832和/或调制器834可接收驱动信号和/或调制驱动信号。LD832可在344生成N个独立光信号。数值N代表单或双整数的通道，通常是4到16通道。通道的其他数量也可用于满足特定用途的设计标准。在包含调制器834的实施例中，调制器834还可在344调制或调节所述N个独立光信号。
所述N个独立光信号通常在346通过N个独立滤波器(N-1个滤波器，假如没有备选滤波器230)。在通过滤波器后，除第一光信号(比如，信号270′)之外的所述N个独立光信号都可在348与由滤波器反射的其他(比如，前述的)光信号合并构成多通道光信号。最后一个多通道光信号可以是来自第N个滤波器的全部N个光信号的组合。
通过举例，独立光信号270′可在348由滤波器220反射。设置光信号270′在滤波器220上的入射角和空间位置，以便光信号270′的反射配合发射光信号260。光信号270′的反射可在滤波器220将其与光信号260合并，在348构成多通道(比如，2通道)信号280。
多通道信号280可在348由滤波器231反射。设置多通道光信号280在滤波器231上的入射角和空间位置，使多通道光信号280的反射配合发射的独立光信号271。多通道光信号280的反射可在滤波器231将其与光信号271合并，在348构成另一多通道(比如，3通道)。
多通道信号281可在348由滤波器221反射。设置多通道光信号281在滤波器221上的入射角和空间位置，使多通道光信号281的发射配合发射的独立光信号262。多通道光信号281的反射可将其在滤波器221与光信号262合并，然后在348构成另一多通道(比如，4通道)信号282。
多通道信号282可在232反射并与发射的独立信号272在348合并，生成另一多通道(比如，5通道)信号283。多通道信号283可在222反射并与发射的独立信号273在348合并，生成另一多通道(比如，6通道)信号284。多通道信号284可在233反射并与发射的独立信号273在348合并，生成另一多通道(比如，7通道)信号285。多通道信号285可在223反射并与发射的独立信号263在348合并，生成另一多通道(比如，8通道)信号286。
在步骤350，最后多通道信号286可由反射镜240发射至端口241(并随后到达一个或多个独立光学元件和/或传输介质76)。端口241可空间上与独立光学元件和/或传输介质76对齐或接近。在352，多通道输出信号286可通过备选光隔离器242。在不同实施例中，当多通道光信号中一个或多个通道出现偏振时，就可使用光隔离器242。
图14为制造光发射器74方法360的流程图。方法360可用常规光电装配技术和设备实施。方法360可结合图2,4,5,6,7,8,9,10和11来说明。
如果各种元件(比如，电子或光电器件，滤波器，透镜，反射镜等)都不是民用级的，就在362对他们进行装配。在364，将未固化的粘合剂涂敷到子底座310上设置元件(比如，LD832，调制器834，透镜200,201,202,203,210,211,212和213，滤波器220,221,222,223,230,231,232和233，结构体191,192或193，反射镜240，光隔离器242和光学子底座)的预定位置。或者，所述未固化的粘合剂可涂敷到一个或多个会接触子底座和/或外壳(比如，在TOSA光学腔室中)的元件表面。所述元件在366安装到预定位置。在本方法的另一实施例中，热电冷却器(TEC)可设置或安装(用或不用粘合剂)在TOSA100中使TEC能控制光信号发生器温度的位置。
电连接器810/820和不同的电子元件(比如，MCU850，激光器驱动器820，偏压控制电路825，ADC855，温度控制电路890，MPD836，LD832，和调制器834)之间在368构成电连接。沿光信号的不同路径在一个或多个位置(比如，在光传输介质的位置)上设置光感应器，用于测量光信号强度。先给LD832和调制器834供电，然后可在370分析光感应器检测到的信号来检测元件的对准情况。
假如检测中的光信号强度在372低于最大值或阈值，方法360就继续至374。一个或多个所述光学元件可在374进行调节，在370进行测试，在372进行分析直到信号强度大于或等于最大值或阈值。围绕370处测试，372处分析信号强度和374处调节光学元件的回路都可以重复，以便沿光路对各光学元件进行调节直到所有光学元件都对齐(比如，达到或观测到最大或阈值信号强度)。在376，将粘合剂固化，以便将光学元件固定到位。还可在378给外壳80附加一个盖子，封闭光发射器74。
图15为另一光多路复用器180典型实施例的等轴侧视图。在某些情况中，可在设置或安装TOSA100或100’或图14方法360所述的外壳80中的光多路复用器180之前，对滤波器220-223和230-233和反射镜240进行装配，调节和/或将它们固定到外罩或子底座380。与方法360类似，光多路复用器180的装配可包含将未固化的粘合剂涂敷到外壳或子底座380上滤波器220,221,222,223,230,231,232和233和反射镜240的接触位置(或反之亦然)。在将光多路复用器180设置或安装到TOSA100或100′中后，就可测试所述光学元件，校准调节，且持续多次测试直到所有光学元件都正确对齐。
图1至15中所示功能和结构可利用一个或多个常规用途处理器，数字计算器，微处理器，微控制器，分布式计算机资源和/或类似的计算机，本领域技术人员可根据现有规格的内容进行编程，进行设计，建模，仿真，和/或模拟。准备适当的软件，固件，编码，常规，指令，操作码，微码，和/或程序模块对本技术领域的程序员来说，都可参考本发明来进行。所述软件通常存在于介质或多种媒质中，比如永久存储介质，且可通过一个或多个所述处理器分别或同时处理。
本发明的实施例也可在一个或多个ASIC(专用集成电路)，FPGA(现场可编程门阵列)，PLD(可编程逻辑设备)，CPLD(复杂可编程逻辑设备)，海量门数，ASSP(专用标准产品)，和集成电路中实施。所述电路可根据一个或多个软件描述语言进行实施。本发明的实施例可用于与闪存，非易失性存储器，随机读取存储器，只读存储器，磁碟，软盘，光盘，比如DVD和DVD RAM，磁光碟和/或分布式存储系统。
本发明的元件可构成部分或全部的一个或多个装置，单元，元件，系统，机器和/或装置。所述装置包含，但不限于，服务器，工作站，存储列阵控制器，存储系统，个人电脑，台式电脑，笔记本电脑，掌上电脑，个人数字助理，便携电子装置，电池驱动装置，机顶盒，编码器，解码器，转码器，压缩器，解压缩器，预处理器，后处理器，发射器，接收器，收发器，密码电路，移动电话，数字相机，定位和/或导航系统，医疗设备，抬头显示，无线装置，录音，声音存储/或声音回放装置，视频记录，存储和/或回放装置，游戏平台，周边设备，多芯片模块，网络适配器和/或网络节点。相关技术领域的技术人员能明白本发明的元件可以其他类型装置中实施，来满足特定用途的标准。
总结
本发明的实施例有益地提供了一种多通道光发射器和其制造和使用方法。相对于现有技术，本发明的光多路复用器降低了在来自光多路复用器的多通道光信号中通道上几何错误(比如，在光信号校准中)累积。此外，光多路复用器的总长度大致与具有一半或更少通道的相应设计相同。而且，最小光路和最大光路的差异(比如，最短和最长光信号路径间的歪斜)与具有一半或更少通道的相应设计相同。
图解和说明已经详细展示了前述的本发明的特殊实施例。本发明并不限于前述实施例，并且很明显，也可以鉴于以上所述的技术，对本发明进行修改和变更。本文选定实施例，并对其进行描述，便于最精确地阐述本发明的原理及它的实际应用，从而使所属专业技术领域的其他人员能最大程度的利用本发明及带有各种修改的实施例，以适用于预期的特殊用途。即，由添加至此的权利要求和它们的等效叙述所定义的发明范围。

Claims (20)

1.一种光发射器，包括：第一光信号发生器，用于发射第一光信号；第二光信号发生器，用于发射第二光信号；第一滤波器，用于将第一光信号与第二光信号合并以构成第一多通道光信号；第三光信号发生器，用于发射第三光信号；第二滤波器，用于将第三光信号与第一多通道光信号合并以构成第二多通道光信号；第四光信号发生器，用于发射第四光信号；第三滤波器，用于将第四光信号与第二多通道光信号合并以构成第三多通道光信号；和端口，用于将最后的多通道光信号发送到光传输介质，其特征在于，所述第一光信号和第三光信号具有平行的光轴，所述第二光信号和第四光信号具有平行的光轴，所述第二光信号和第四光信号分别与第一光信号和第三光信号呈5°至40°。
2.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，所述第一滤波器用于反射第一光信号并使第二光信号通过；所述第二滤波器用于反射第一多通道光信号并使第三光信号通过；和第三滤波器用于反射第三多通道光信号并使第四光信号通过。
3.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，所述第一光信号发生器和第三光信号发生器平行设置；和所述第二光信号发生器和第四光信号发生器平行设置。
4.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，还包括第五光信号发生器，用于发射第五光信号；第四滤波器，用于将第五光信号与第三多通道光信号合并以构成第四多通道光信号；第六光信号发生器，用于发射第六光信号；第五滤波器，用于将第六光信号与第四多通道光信号合并以构成第五多通道光信号。
5.如权利要求4所述的光发射器，其特征在于，还包括第七光信号发生器，用于发射第七光信号；第六滤波器，用于将第七光信号与第五多通道光信号合并以构成第六多通道光信号；第八光信号发生器，用于发射第八光信号；第七滤波器，用于将第八光信号与第六多通道光信号合并以构成第七多通道光信号。
6.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，还包括热电冷却器（TEC），用于控制第一到第四光信号发生器的温度；和外壳，用于装入光信号发生器，滤波器和TEC。
7.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，还包括块体，用于支撑滤波器，所述块体具有第一对平行边和第二对平行边。
8.如权利要求7所述的光发射器，其特征在于，奇数滤波器和偶数滤波器可设置在第一或第二对平行边的对边上。
9.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，还包括：第一到第四透镜，分别使第一到第四光信号通过，所述第二到第四光信号在进入第一到第三滤波器前分别通过了第二到第四透镜。
10.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，第一光信号到第四光信号都各自以至少0.4纳米在波长上相互分隔。
11.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，第一到第四光信号发生器都包含激光二极管。
12.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，还包括热电冷却器，用于冷却光信号发生器。
13.如权利要求1所述的光发射器，其特征在于，还包括：一个或多个反射表面，用于将最后一个多通道光信号与光传输介质对齐。
14.一种构成多通道输出光信号的方法，包括将第一光信号与第二光信号合并以构成第一多通道光信号；将第三光信号与第一多通道光信号合并以构成第二多通道光信号；将第四光信号与第二多通道光信号合并以构成第三多通道光信号；和将最后一个多通道光信号发送至光传输介质，其特征在于，第一光信号和第三光信号具有平行光轴，第二光信号和第四光信号具有平行光轴，且传播方向与第一和第三光信号相反，但角度相对于第一和第三光信号呈5° 到40°。
15.如权利要求14所述的方法，包含：生成第一到第四光信号；其特征在于，将第一光信号与第二光信号合并包含反射来自第一滤波器的第一光信号，然后使第二光信号通过第一滤波器；将第三光信号与第一多通道光信号合并包含反射来自第二滤波器的第一多通道光信号，然后使第三光信号通过第二滤波器；而将第四光信号与第二多通道光信号合并包含反射来自第三滤波器的第二多通道光信号，然后使第四光信号通过第三滤波器。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包含：发射第五光信号；将第五光信号与第三多通道光信号合并以构成第四多通道光信号；发射第六光信号；将第六光信号与第四多通道光信号合并以构成第五多通道光信号；发射第七光信号；将第七光信号与第五多通道光信号合并以构成第六多通道光信号；发射第八光信号；将第八光信号与第六多通道光信号合并以构成第七多通道光信号。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包含用热电冷却器（TEC）控制第一到第四光信号发生器的温度。
18.一种光多路复用器的装配方法，包含：至少四个光信号发生器粘贴到基底上，其特征在于，第一，第二，第三和第四光信号发生器用于分别生成第一，第二，第三和第四光信号；将多个滤波器直接或间接粘贴到所述基底；其中使滤波器中的第一个对齐，以便将第一光信号与第二光信号合并，构成第一多通道光信号；使滤波器中的第二个对齐，以便将第三光信号与第一多通道光信号合并，构成第二多通道光信号；将滤波器中的第三个对齐，以便将第四光信号与第二多通道光信号合并，构成第三多通道光信号；和将一个或多个无源光学元件直接或间接地安装到所述基底，其中所述无源光学元件用于将最后一个多通道光信号引导至光传输介质，其中第一和第三光信号具有平行光轴，第二和第四光信号具有平行光轴，第二和第四光信号分别相对于第一和第三光信号呈5°至40°。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述光信号发生器都包含激光二极管或发光二极管，而所述方法还包括将热电冷却器（TEC）设置到位，实现TEC控制第一到第四光信号发生器的温度。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括：检测滤波器，光信号发生器和无源光学元件的对准情况；并在对准后，固化粘贴所述滤波器，光信号发生器和无源光学元件到基底的粘合剂。
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