CN112585828A - 包含倾斜或分级通带滤波器的光发射器，及其制造和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例适用于光发射器，包含非热调节光发射器件和倾斜或分级通带滤波器。光发射器件用于接收偏置电流及在某一波段内输出光信号。倾斜或分级通带滤波器用于使波段中光信号的输出功率衰减。光发射器件具有偏置电流上限，工作温度上限，及输出功率上限和下限，而倾斜或分级通带滤波器则具有波段内的插损，所述插损随光发射器件温度增大而减小和/或随波段内光信号波长增大而减小。当偏置电流处于或低于偏置电流上限时且非热调节光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号时，衰减的光信号就在输出功率上下限的范围内。

Description

包含倾斜或分级通带滤波器的光发射器，及其制造和使用 方法

技术领域

本发明涉及光或光电发射器领域，尤其是不带温度控制机构的连续光或光电发射器和/或非调制光或光电发射器。依照本发明，这样的发射器可包含倾斜或分级通带滤波器。

背景技术

光或光电收发器(通常可被认定为“光收发器”)将电信号转换为光信号并将光信号转换为电信号。光收发器可包含光接收子器件和光发射子器件，功能电路，和光电接口，是光纤通信系统和数据存储网络中重要元件。

图1为光收发器100的常规架构。光收发器100包括发射器110，接收器120，电连接器130，模数转换器(ADC)140，和微控制器150。发射器包括激光器驱动器112，激光二极管或其他发光装置114，监控光电二极管(MPD)116，和偏置电路118。所述偏置电路118用于向激光二极管114施加偏置电流或偏置电压。偏置电路118(或不同的偏置电路)还可向激光器驱动器112施加偏置电流或偏置电压。接收器120包含光电二极管122，跨阻放大器124，和限幅放大器126。

在运行中，光收发器100通过连接器130从主机装置160接收电信号，起到连接主机装置的电气接口作用。电数据信号由激光器驱动器112接收，所述驱动器也向激光二极管114提供驱动信号。激光二极管114将激光器驱动信号转换为光数据信号，所述光数据信号随后通过光纤传输到光网络170。MPD116对来自激光二极管114的光信号(或其他光输出)采样，而ADC140将来自MPD116的激光二极管信号强度模拟值转换用于微控制器150处理。当信号强度低于下限阈值(即，低于激光二极管114的可接受或期望输出信号强度范围)，微控制器150就提升从偏置电路118至激光二极管114的偏置电流或偏置电压。当信号强度高于上限阈值(即，高于激光二极管114的可接受或期望输出信号强度范围)，微控制器150就降低从偏置电路118到激光二极管114的偏置电流或偏置电压。

在接收端，光电二极管112通过光纤从光网络170接收光信号并将光信号转换为电信号。TIA124将来自光电二极管112的电信号放大，而限幅放大器126进一步将来自TIA124的放大电信号放大，用于将其通过连接器130传输至主机装置160。在某些情况下，限幅放大器126还将来自TIA124的放大电信号进行过滤或“整形”。

在一些光收发器100中，激光二极管114为直调式激光二极管(DML)或其他不包含如热电冷却器(TEC)的温控机构的光发射装置。在有DML的情况下，它们通常提供高输出功率的光信号。在某些情况下，光信号的输出功率大致是类似电吸收调制激光器(EML)芯片的两倍。但是，来自DML的光信号的中心波长随着DML温度升高而红移。这种红移时常达到温度每升高10℃1nm的程度。类似地，来自DML的光信号的中心波长随DML的温度降低而蓝移。

同样地，来自DML的光信号的中心波长随DML温度升高而降低。在某些情况下，输出功率在DML温度从25℃升高到70℃时(在对激光二极管114施加恒定电流的情况下)会降低大概3dB。举例来说，图2为随温度变化的常规DML光信号输出功率和波长。通常，DML在室温(比如，25℃)输出波段(λ–δ)到(λ+δ)内中心波长λ的光。在中心波长λ上的输出功率210可标准化为相对值1.0。在更低的温度上(比如，10℃)，输出功率212增大，而波长则减小。比如，输出波长减小1-1.5nm，输出功率212则降低10-15％。在更高的温度上，随着波长线性地或基本线性地增大，输出功率214-220分别线性地或基本线性地降低。举例来说，40℃时，输出功率214降低10-15％(比如，对应相对值0.85-0.90)，同时输出波长增大1-1.5nm。相同或类似的输出功率降低和波长增大可发生在温度继续升高的情况下(比如，在216到55℃,在218到70℃,和在220到85℃，尽管许多DML的安全温度上限为70℃)。在218和220，输出功率可以是室温下输出功率210的一半或更少，而波长的红移可能接近或处于可接收的输出波段的上限(λ+δ)。

图3为随施加到DML的电流变化的常规DML输出光光率曲线310.理想电流范围320可以是，举例来说，曲线310的最大线性或基本线性部分。在常规DML中，理想工作电流范围可以是35-50mA。大于50mA，DML的可靠性(或它的输出)是不可接受的，且因此，DML在此范围是不可用的。典型最小工作电流330可以是15mA(但仅在低温时，比如室温或低于室温)。电流小于15mA时，DML不可用，因为输出信号的带宽太小(比如，太小而不能被可靠检测到)。

制造带DML的可靠光发射器中的一个挑战是，当DML在可用电流范围320中工作在DML工作温度范围低区的某个温度上时光输出功率通常会过高。这个问题的两种尝试解决方案包括(1)对光纤前的透镜进行散焦和(2)利用光衰减器降低来自DML的光信号的功率。但是，对光纤前的透镜进行散焦带来潜在的不可控循迹误差，而对系统增加衰减器会增加光发射器的成本。

另一种可能的解决方案是利用DML的特性，输出功率随温度变化降低。比如，图4为恒定电流下理想DML输出功率随温度变化的曲线410。随DML温度增大，DML输出功率降低。理想情况下，输出功率随温度增大的这种降低是线性或基本线性的。

但是，多数光网络中可用的DML输出功率范围都相对较小。曲线410所示为TOSA的典型工作温度范围上的DML输出功率。在这个典型例子中，较低温度下的DML的输出功率超过了TOSA激光输出功率的特定上限420，而在较高温度下(DML通常持续工作的情况)，DML的输出功率低于TOSA激光输出功率的特定下限425。

如果能调整电流，那么就有可能控制电流，这样DML输出功率就在较低和较高温度下处在特定上下限320，325的范围内。图5的图表500和550分别展示的是曲线510和560，显示的是提供给DML的电流随温度的变化(图表500)和相应DML输出功率随温度的变化(图表550)。但是，在这种情况下，当DML输出功率在高低温下处在特定上下限570和575范围内，提供给DML的电流510在高温下超过电流上限520且在低温下低于电流下限525。

类似地，图6的图表600和650分别展示的是曲线610和660，显示的是提供给DML的电流随温度的变化(图表600)和相应DML输出功率随温度的变化(图表650)。但是，在这种情况下，当提供给DML的电流610在高低温下处在特定上下限620和625范围内，DML输出功率660在低温下超过了上限670而在高温下超过下限675。因此，就需要不带主动温控机构的DML和其他激光器能利用特定上限范围内的偏置电流，在特定上下限内以某一功率输出光信号，同时使DML或其他激光器在允许的温度极限内工作。

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

一方面，本发明涉及包含非热调节光发射器件和倾斜或分级通带滤波器的光或光电发射器。非热调节光发射器件用于接收偏置电流并在第一波段范围内输出光信号。倾斜或分级通带滤波器用于接收光信号并在第一波段内使光信号的输出功率衰减。非热调节光发射器件具有偏置电流上限，工作温度上限，和输出功率上下限，而倾斜或分级通带滤波器在第一波段中的插损(i)随非热调节光发射器件温度升高而减小和/或(ii)随在第一波段内随光信号的波长增大而减小，这样当(1)偏置电流处于或低于偏置电流上限时且(2)非热调节光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号时，衰减的光信号就在输出功率上下限的范围内。非热调节光发射器件还具有偏置电流下限和/或工作温度下限，且当(1)偏置电流处于或高于偏置电流下限时且(2)非热调节光发射器件在工作温度下限或高于工作温度下限输出光信号时，衰减的光信号就在输出功率上下限的范围内。

在不同实施例中，第一波段具有中心波长λ及(λ–δ)到(λ+δ)范围内的波长，而第一波段中的插损则随光信号的波长在第一波段内增大而减小。中心波长λ可以是从440到200nm，或文中所述的范围或任意值(比如，1100-1600nm)。中心波长λ的变化δ可以是从1到25nm，或文中所述的范围中的任意值。插损可线性地或基本线性地从(λ–δ)到(λ+δ)减小。

非热调节光发射器件可包含激光二极管，用于将电流或电信号转换为光。比如，激光二极管包含双异构激光器，分离约束异质结构激光器，量子井激光器，量子级联激光器，带间量子级联激光器，分布式布拉格反射激光器，分布式反馈激光器，垂直腔激光器，垂直腔面发射激光器[VCSEL]，垂直外腔面发射激光器[VECSEL]，或外腔激光二极管。在某些实施例中，激光二极管还包含直调式激光二极管(DML)。或者，激光二极管还可包含外部调制器。外部调制器可以是电的，光的，声学的，或它们的组合。比如，激光二极管和外部调制器的组合可包含电吸收调制激光器(EML)。在其他实施例中，激光二极管还可包含偏振镜和/或光隔离器，而光或光电发射器可包含一个或多个透镜，用于将光信号汇聚到目标(比如，到光纤的一端)。

另一方面，本发明还涉及多通道光或光电发射器，包含本发明所述的光或光电发射器(作为多通道光或光电发射器的第一发射器单元)，与第一发射器单元类似或基本等同的第二发射器单元，和用于接收第一和第二光信号的光纤。来自第一发射器单元的光信号为具有第一中心波长的第一光信号。第二发射器单元与第一发射器单元类似或基本等同，且用于输出具有第二波段范围内的第二中心波长的第二光信号。第一和第二中心波长相差一个预定最小值(比如，x nm，其中x大于等于4)，而第一和第二波段不重合。多通道光或光电发射器还包含(i)光纤，用于接收第一和第二光信号和/或(ii)光束组合器或光多路复用器，用于合并第一和第二光信号。

多通道光或光电发射器的一些实施例还可包含(i)与第一或第二发射器单元类似或基本等同的第三发射器单元和(ii)与第一，第二和第三发射器单元类似或基本等同的第四发射器单元。第三发射器单元用于输出具有第三波段内的第三中心波长的第三光信号，而第四发射器单元用于输出具有第四波段内的第四中心波长的第四光信号。第一，第二，第三和第四中心波长中相邻波长之间至少相差x nm，而第一，第二，第三和第四波段的波长范围都小于相邻中心波长的差(比如，小于x nm)。多通道光或光电发射器还包含光多路复用器，用于将第一，第二，第三和第四光信号合并。

在不同实施例中，各波段都具有中心波长λi和从(λi–δ)到(λi+δ)的波长范围，其中i为通道数量且为一系列1到2或更大的正整数(比如，2,4,8,10,12,等)。各波段中的插损随光信号的波长在波段内增大而减小。至于光或光电发射器，各波段中的插损可从(λi–δ)到(λi+δ)线性或基本线性减小。

另一方面，本发明涉及控制非热调节光发射器件输出功率的方法，包含从非热调节光发射器件生成某个波段内的光信号，和使光信号通过倾斜或分级通带滤波器，所述倾斜或分级通带滤波器用于使波段中的光信号输出功率衰减。光发射器件用于接收小于或等于偏置电流上限的偏置电流，且光发射器件具有工作温度上限和输出功率上下限。倾斜或分级通带滤波器在波段中的插损随(i)非热调节光发射器件的温度增大而减小和/或(ii)随着光信号波长在波段范围中增大而减小，这样当(1)偏置电流达到或低于偏置电流上限且(2)非热调节光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号时，衰减的光信号就处于输出功率上下限的范围内。所述方法还包含生成偏置电流并将偏置电流提供给非热调节光发射器器件。非热调节光发射器件还具有偏置电流下限或/和工作温度下限，且当(1)偏置电流处于或高于偏置电流下限时且(2)非热调节光发射器件在工作温度下限或高于工作温度下限输出光信号时，使光信号通过倾斜或分级带通滤波器可在输出功率上下限的范围内对光信号进行衰减。

如文中对光或光电发射器的描述，波段可具有中心波长λ及从(λi–δ)到(λi+δ)的波长范围，且各波段中的插损可从(λi–δ)到(λi+δ)线性或基本线性减小。中心波长λ可以是440到2000nm，或其中任意值，而中心波长λ的变量δ可以是1到25nm，或其中任意值。

非热调节光发射器件可包含激光二极管，而所述方法还可包含利用激光二极管将电流转换为电信号。激光二极管可如文中所述为光或光电发射器设置，且在某些实施例中，可包含直调式激光二极管(DML)。或者，非热调节光发射器件还可包含外部调制器，而激光二极管和外部调制器的组合可包含电吸收激光器(EML)。在这样的实施例中，所述方法还包含向DML或EML提供电驱动器和/或数据信号。在非热调节光发射器件包含EML或其他激光二极管-外部调制器组合的情况下，所述方法还包含利用外部调制器调制激光二极管发射的光。

在其他实施例中，所述方法还可包含(i)使输出信号(可以是调制后的)通过偏振器和/或光隔离器，(ii)使输出信号(可以是调制后的)通过一个或多个透镜，所述透镜用于将光光信号汇聚到目标(比如，到光纤的一端)，和/或(iii)在光传输介质(比如，光纤)上传递调制后的，衰减后的光信号。

在其他实施例中，所述方法还包含从非热调节光发射器件在第二波段内生成第二光信号，然后使第二光信号通过第二倾斜或分级通带滤波器，所述倾斜或分级通带滤波器用于在第二波段中使第二光信号的输出功率衰减，与文中前述的方法类似或基本等同，然后再在光线上传递两路光信号。第二波段中的第二光信号代表光通信的第二通道(比如，来自单个多通道发射器或其他包含此类发射器的装置)。至于光或光电发射器，两路光信号的中心波长相差预定最小值(比如，x nm)，且两个波长不重合。所述方法还可包含在通过光纤传递两路信号之前将两路信号合并(比如，利用合波器或光多路复用器)。

所述方法的一些实施例还可包含(i)从第三非热调节光发射器件在第三波段内生成第三光信号，(ii)使第三光信号通过第三倾斜或分级通带滤波器，所述倾斜或分级通带滤波器用于在第三波段中使第三光信号的输出功率衰减，(iii)从第四非热调节光发射器件在第四波段内生成第四光信号，(iv)使第四光信号通过第四倾斜或分级通带滤波器，所述倾斜或分级通带滤波器用于在第四波段中使第四光信号的输出功率衰减，然后在光纤上传递第三和第四光信号，与文中前述的用于两路光信号的方法类似或基本等同。四个波段都各自具有中心波长，且相邻波段中的中心波长都至少相差x nm，且四个波段都各自具有小于相邻中心波长之间差(比如，小于x nm)的波长范围。在合并多余两路光信号的情况中，光多路复用器用于合并光信号。在任何前述的本方法实施例中，非热调节光发射器件和/或倾斜或分级通带滤波器各种实施例中任一都可能被采用。

另一方面，本发明还涉及制造带可控输出功率的非热调节光发射器件的方法，包含将非热调节光发射器件设置在安装表面上，和在非热调节光发射器件和目标之间设置倾斜或分级通带滤波器。非热调节光发射器件用于(i)接收小于或等于偏置电流上限的偏置电流和(ii)向目标发送波段范围内的光信号。非热调节光发射器件还具有工作温度上限和输出功率上下限。倾斜或分级带通滤波器用于使波段中光信号输出功率衰减，且它在波段范围内的插损随(i)非热调节光发射器件的温度增大而减小和/或(ii)随着光信号波长在波段范围中增大而减小，这样当(1)偏置电流达到或低于偏置电流上限时且(2)非热调节光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号时，衰减的光信号就处于输出功率上下限的范围内。

所述制造方法还包含(i)将一个或多个透镜设置在相同或不同安装表面，所述一个或多个透镜用于将光信号汇聚到相同或不同目标；(ii)将非热调节光发射器件，倾斜或分级通带滤波器，和(当存在时)透镜附着在安装表面；和/或(iii)将非热调节光发射器件，倾斜或分级通带滤波器，和(当存在时)透镜对其，以便衰减的光信号(可被汇聚的)在预定目标上具有最大输出功率，密度或信号强度。

如上所述，光或光电发射器及其它们的元件的不同实施例中的任一(比如，非热调节光发射器件，倾斜或分级通带滤波器，等)都可在该制造方法中使用，制造或组装。比如，当非热调节光发射器件包含DML或EML时，该方法还可包含将激光器驱动器设置在相同或不同的安装表面，所述激光器驱动器用于向DML提供驱动器和/或数据信号，和可选择地将激光器驱动器附着到安装表面上。

该光或光电发射器及其制造方法使DML和其他激光器在没有主动温控机构的情况下，利用特定或预定上下限内的偏置电流，能在特定或预定上下限内的功率或信号强度下输出光信号，同时又将DML或其他激光器在允许的温度范围内运行。本发明的全部特征将通过下面对不同实施例的描述来展现。

附图说明

图1的框图所示为常规光收发器与主机装置和光网络通信。

图2的图表所示为常规直调激光器(DML)在不同工作温度下输出的光的输出功率和波长。

图3的图表所示为随施加的电流变化的常规DML输出功率，包含用于DML的理想状态工作电流。

图4的图表所示为随温度变化的常规DML输出功率，包含激光器输出功率的特定上下限。

图5的两个图表所示为施加到常规DML的偏置电流和相应输出功率之间在工作温度范围上的关系(也就是说，偏置电流对在特定可接受范围内保持常规DML的输出功率是必要的)。

图6的两个图表所示为施加到常规DML的偏置电流和相应输出功率之间在相同工作温度范围上的另一关系(也就是说，常规DML的输出功率上特定可接受范围内保持偏置电流的效果)。

图7的图表为依据发明实施例，通过滤波器时倾斜或分级通带滤波器的插损。

图8的框图为依据发明实施例，包含DML和倾斜或分级通带滤波器的典型光发射器。

图9的图表为依据发明实施例，随波长而变化的理想倾斜或分级通带滤波器的插损。

图10的框图为依据发明实施例，包含多重DML-滤波器和n个光多路复用器的典型多通道光发射器。

具体实施方式

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。

为了简便，属于“收发器”，“光收发器”和“光电收发器”可交换使用，如术语“光”和“光电”，术语“连接到”，“与…耦合”，“耦合到”，及“与…连通”(同时包含直接和间接链接，耦合和连通)，术语“安装”，“粘贴”，“附着”和“固定”(及其符合语法规则的变体)，和术语“数据‘，”信息“和”位“一样，但这些术语通常赋予的是技术上公认的含义。

术语“长度”通常涉及指定立体结构的最大尺寸。术语“宽度”通常指预定立体结构的第二大尺寸。属于“厚度”通常指预定立体结构的最小尺寸。“主要表面”指由预定结构的两个最大尺寸定义的表面，在具有圆形表面的结构的情况下，可由圆形的半径定义。

本发明实现了一种解决方案：使DML和其他激光器在没有主动温控机构的情况下，利用特定或预定上下限内的偏置电流，能在特定或预定上下限内的功率或信号强度下输出光信号，同时又将DML或其他激光器在允许的温度范围内运行。图7的图表为依据发明实施例，通过滤波器时倾斜或分级通带滤波器的插损。大概从1324nm到1338nm，线710显示了光通过滤波器的传属性随着波长变大而线性地或基本线性地增大。举例来说，配合线710中实际插损数据的直线遵循方程式y＝0.33x–441.4，其中y为插损(以dB为单位)而x为波长。当常规DML发射的光处在能施加到常规DML的偏置电流可用范围内时，插损的大致范围-5.2dB(1324nm)至-0.8dB(1338nm)差不多理想地抵消或补偿了相同波长范围上常规DML的输出功率损失。因此，当随着温度升高，温度增大到允许更多光通过滤波器时，本发明就可利用发射光波长蓝移的情况下DML的特性和/或特点。

一种典型光发射器

图8所示为典型的光发射器800，包含非热调节光发射器件810，第一透镜820，倾斜或分级通带滤波器830，和第二透镜840。光发射器800发射并汇聚光信号845到光纤850的一端。光发射器800的元件通常可在TOSA中找到。

在工作状态下，激光器810发射调制光信号815，而第一透镜则将调制光信号815汇聚到目标。激光器810可包含任何非热调节的激光器或激光二极管，比如与激光器热交流的不带冷却机构(比如，热电冷却器)的DML或EML。举例来说，激光器810可包含激光二极管和，视情况而定，偏振器(比如，发射偏振和/或相干光)，光隔离器和/或外部调制器。外部调制器可以是电的，光的，声学的，或它们的组合。激光二极管可以是或包含双异质结构激光器，分离约束异质结构激光器，量子阱激光器，量子级联激光器，间带级联激光器，分布式布拉格反射激光器，分布式反馈激光器，垂直腔激光器，垂直腔表面发射激光器[VCSEL]，垂直外腔表面发射激光器[VECSEL]，外腔激光二极管，或其他将电信号转换为光信号的装置。

第一透镜820可包含任意类型或形状的透镜，比如球形透镜，半球或其他平凸透镜，双凸面(猫眼)透镜，正弯月透镜，消色差透镜，菲涅尔透镜，梯度指数(GRIN)透镜，等。第一透镜的目标可以是滤波器830的表面，反射镜或光束组合器的表面(详见，比如，图10及其论述)，光纤850的一端或一个焦点(比如，在缺少第二透镜840的情况下)，等。

至少部分汇聚的调制光信号825通过滤波器830，该滤波器通过不同的数量(比如，利用不同的插损)过滤不同波长的光。倾斜或分级通带滤波器830可包含，举例来说，增益整平滤波器，诸如通常与掺铒纤维放大器(EDFA)一起使用的滤波器。相匹配的增益整平滤波器可从益瑞电光谱技术公司(加拿大，安大略，渥太华)，北极光电(加州，杜瓦迪及中国，深圳)，和Lumentum Operations LLC(加州，苗必达)购买。这样的增益整平滤波器还可通过定制来满足或接近某种或预定中心波长或波段上预期的插损曲线。当大量制造时，增益整平滤波器的成本可接近常规带通滤波器。

图9的图表900为根据波长变化的用于图8倾斜或分级通带滤波器830的典型理想相对插损曲线910。在第一预定波长λ–δ以下，理想相对插损为1。换言之，具有第一预定波长以下波长的光不能通过滤波器830。在第一预定波长上，虽然理想相对插损较高，但小于1(比如，大概从0.5到0.8)。随着光的波长增大到第二预定波长λ+δ，理想相对插损在第二预定波长上减小到一个接近0的相对值(比如，大概从0.2到0.0)。优选地，相对插损的减小是线性地或基本线性地从第一预定波长到第二预定波长。在第二预定波长以上，理想相对插损为1(比如，具有第二预定波长以上的波长的光不能通过滤波器830)。

考虑到光发射器的不同应用中典型的TOSA容许输出光信号强度，滤波器830消除了随温度变化的激光器输出功率的典型减小(比如，大概1-3dB每10-15℃)，同时利用激光器根据温度将其光输出蓝移(比如，大概1-1.5nm每10-15℃)。所述滤波器830为第二预定波长到第一预定波长的波长范围中各10-15nm，使激光器810的输出衰减了大概2-10dB(或此范围中任意值，比如4-6dB)。

回到图8，过滤的光信号835通过第二透镜840被重新汇聚到光纤850末端上的目标。因此，电流可在容许的工作电流范围内施加到非热调节激光器810(详见曲线图6的图表600中曲线610)，尽管激光器810(图8)以超过容许工作温度的最低范围中的功率上限的功率发射光(详见曲线图6的图表660中曲线650)，发射的光具有可在低温下较高衰减的波长，但是只在较高温度下轻微衰减。类似的，假如激光器810以低于容许工作温度的最大范围中的功率下限的功率发射光，施加到激光器810的偏置电流会略微超过容许的电流上限(或电流上限会略微提高)到需要较高温度下发射光高于或处于输出光功率下限的程度，即使当光被倾斜或分级通带滤波器830略微衰减时也一样。

图10包含三幅图表1000，1020和1050，分别展示了线1010中根据温度变化的由非热调节激光器发射的输出光功率，线1030中根据波长变化的倾斜或分级通带滤波器的插损，及线1060中根据温度变化的由非热调节激光器发射然后由倾斜或分级通带滤波器过滤的输出光功率。由非热调节激光器发射然后由倾斜或分级通带滤波器过滤的输出光功率保持在上下限1070和1075内。

根据图8的设计制造6个原型光发射器。在原型光发射器中，激光器810在室温下以中心波长1331nm发射光。发射光的波长在70℃下红移到1336nm左右，同时，发射光的输出功率在恒定电流下减小了3dB左右。使发射光通过在1329nm具有0.75的相对插损及在1337.5nm具有几乎为0的相对插损(在1337.5nm实际插损为0.5dB)的倾斜或分级通带滤波器，而1329-1337.5nm范围中随波长变化的插损斜率为近似线性的(即，滤波器的峰值到峰值误差函数<0.4dB)。6个原型光发射器中每一个的输出功率都在10-70℃的整个温度范围上都在标准上下限内(即，10dB左右的范围)。

一种典型的多通道光发射器

图11所示为典型多通道光或光电发射器1100，包含光透射多路复用器模块1105，第一到第四非热调节激光器1110,1112,1114和1116，第一到第四倾斜或分级通带滤波器1120,1122,1124和1126，第一到第三高反射镜1130,1132和1134，第一到第三光束组合器1140,1142和1144，和视情况而定的抗反射涂层1150。激光器1110,1112,1114和1116中每一个都可包含文中所述的激光二极管(比如，DML或非热调节EML)。典型的多通道光或光电发射器1100可在波分多路复用(WDM)光系统或网络中使用，且具有40GHz,100GHz,400GHZ或更高的带宽。WDM光系统或网络可包含粗波分复用(CWDM)光系统或网络，密集型波分复用(DWDM)光系统或网络，或其他WDM光系统或网络。

在工作状态下，第一激光器1110以第一中心波长λ1发射第一光信号1115。第一光信号1115通过第一倾斜或分级通带滤波器1120，如文中所述利用中心波长λ1的温度和/或差异使第一光信号1115线性地或基本线性地衰减。换言之，第一倾斜或分级通带滤波器1120以最小工作温度下和/或最小波长上最大量对第一光信号1115进行衰减(即，在第一激光器1110的输出光功率最高的条件下)。随着第一激光器1110温度升高，第一光信号1115的波长增大，第一激光器1110的输出功率减小，而第一倾斜或分级通带滤波器1120以更小量对第一光信号1115进行衰减，通常与第一激光器1110温度升高成比例(比如，线性或基本线性的)。

衰减的第一光信号1115被第一高反射镜1130(比如，通过全反射)反射。因此，第一高反射镜1130可以是或包含全反射镜(比如，光透射多路复用器模块1105表面的预定区域上的薄金属覆层)。衰减的第一光信号1115被反射至第一目标，在这种情况下为第一光束组合器1140的表面上的一个点，而衰减的第二光信号1117正是从此点上出射。

第二激光器1112以第二中心波长λ2发射第二光信号1117。第二中心波长λ2通常与第一中心波长λ1相差最少4-20nm。另外，第二激光器1112等同于或基本等同于第一激光器1110，尽管第一和第二激光器1110和1112可能有差异。第二光信号1117通过第二倾斜或分级通带滤波器1122，以与第一倾斜或分级通带滤波器1120相同或基本相同的方式使第二光信号衰减1117。衰减的光信号1115和1117二者都在容许的激光器输出功率限制内。

第一光束组合器1140将反射的第一光信号1115与衰减的第二光信号1117组合，从而构成了第一组合信号1125。第一光束组合器1140通常是或包含光透射多路复用器模块1105或第二倾斜或分级通带滤波器1122二者其一的表面上覆层。覆层对预定波段(通常包含波长λ2)内的光是透射性的而对预定波段外(通常包含波长λ1)的光则是反射性的(比如，全反射性的)。

第一组合信号1125随后被第二高反射镜1132反射(比如，通过全反射)。因此，第二高反射镜1132也可以是或包含全反射镜且可等同于或基本等同于第一高反射镜1130。虽然第二高反射镜1132与第一高反射镜1130位于多路复用器模块1105的同一表面，但不同的是，位置不重叠(比如，与第一光束组合器1140和/或第二倾斜或分级通带滤波器1122相对)。第一组合信号1125被反射至第二目标，在这种情况下为第二光束组合器1142的表面上的一个点，而衰减的第三光信号1119正是从此点上出射。

第三激光器1114以第三中心波长λ3发射第三光信号1119。第三中心波长λ3通常与第一和第二波长λ1和λ2不同，一般与第二中心波长λ2相差4-20nm的最低限度而与第一中心波长λ1相差两个最低限度。另外，激光器1114等同于或基本等同于第一和第二激光器1110和1112，尽管第一，第二和第三激光器1110，1112和1114之间可能有差异。第三光信号1119通过第三倾斜或分级通带滤波器1124，以与第一和第二倾斜或分级通带滤波器1120和1122的相同或基本相同的方式使第三光信号1119衰减。全部三路衰减的光信号1115，1117和1119都在容许的激光器输出功率范围内。

第二光束组合器1142将反射的第一组合信号1124与衰减的第三光信号1119合并，从而构成第二组合信号1135。与第一光束组合器1140类似，第二光束组合器1142通常是或包含透射多路复用器模块1105或第三倾斜或分级通带滤波器1124二者中其一表面上的覆层。当第二光束组合器1142设置在光透射多路复用器模块1105的表面上时，它所在的预定位置或区域与第一光束组合器1140的所在预定位置或区域不一样(或没有重叠)。覆层对于预定波段(通常包含中心波长λ3)内的光是透射性或基本透射性的而对预定波段(通常包含中心波长λ1和λ2)外的光则是反射性的。

第二组合信号1135随后被第三高反射镜1134反射(比如，通过全反射)。因此，第三高反射镜1134也可以是或包含全反射镜且可等同于或基本等同于第一和/或第二高反射镜1130和1132。虽然第三高反射镜1134与第一和第二高反射镜1130和1132位于多路复用器模块1105的同一表面，但不同的是，位置不重叠(比如，与第二光束组合器1142和/或第三倾斜或分级通带滤波器1124相对)。第二组合信号1135被反射至第三目标，在这种情况下为第三光束组合器1144的表面上的一个点，而衰减的第四光信号1121正是从此点上出射。

第四激光器1114以第四中心波长λ3发射第四光信号1119。第四中心波长λ4通常与第一第二波长，和第三波长λ1，λ2和λ3不同，一般与第三中心波长λ3相差4-20nm的最低限度，与第二中心波长λ2相差两个最低限度，与第一中心波长λ1相差三个最低限度。另外，第四激光器1116等同于或基本等同于第一，第二和第三激光器1110，1112和1114，尽管第一，第二，第三和第四激光器1110，1112，1114和1116之间可能有差异。第四光信号1121通过第四倾斜或分级通带滤波器1126，以与第一，第二和第三倾斜或分级通带滤波器1120，1122和1124相同或基本相同的方式使第四光信号1121衰减。全部四路衰减的光信号1115，1117，1119和1121都在容许的激光器输出功率范围内。

第三光束组合器1144将反射的第二组合信号1135与衰减的第四光信号1121合并，从而构成第三组合信号1145。与第一和第二光束组合器1140和1142类似，第三光束组合器1144通常是或包含光透射多路复用器模块1105或第四倾斜或分级通带滤波器1126二者其一的表面上覆层。当第三光束组合器1144设置在光透射多路复用器模块1105的表面上时，它所在的预定位置或区域与第一和第二光束组合器1140和1142的所在预定位置或区域不一样(或没有重叠)。覆层对预定波段(通常包含波长λ4)内的光是透射性的而对预定波段外(通常包含波长λ1，λ2和λ3)的光则是反射性的(比如，全反射性的)。

第三组合信号1145被引导至第四目标，比如汇聚透镜上的一点(图中未显示)或光纤一端上的点(图中未显示)。第三组合信号1145可以在被汇聚透镜汇聚或进入光纤之前通过备选的抗反射覆层1150。虽然抗反射覆层1150，第一，第二和第三高反射镜1130，1132和1134位于多路复用器模块1105的同一表面，但不同的是，位置不重叠(比如，与第三光束组合器1144和/或第四倾斜或分级通带滤波器1126相对)。

在图11所示的四通道光发射器1100中，四个波长λ1,λ2,λ3和λ4(比如，在室温下或25℃左右发射的光的波长)中每一个都可与相邻中心波长相差至少4nm(比如，4-20nm)。举例来说，当各中心波长都与相邻中心波长相差10nm时，发射的光波长的容许变化(δ；详见，如图2及其论述)可以是小于±10nm或最大变化小于10nm(比如，±8nm,±6.5nm,等)。当各中心波长都与相邻中心波长相存在小于20nm的差异时(比如，8nm,4nm,等)，发射的光δ波长的容许变化可以是适当比例的。举例来说，当各中心波长与相邻中心波长相差8nm时，δ可以<4nm(比如,±2.5nm)，而当各中心波长与相邻中心波长相差4nm时，δ可以<2nm(比如,±1.5nm)。决定中心波长的温度可随相邻中心波长间差异减小而增大。举例来说，当工作温度范围为10-70℃或0-80℃时，激光器可设计为中心波长在40℃。在这样的情况下，倾斜带通滤波器可在低于中心波长的波长上为非线性的(比如，具有负二次导数)。

控制激光器输出功率的典型方法

另一方面，本发明还涉及控制非热调节光发射器件输出功率的方法。该方法包含从非热调节光发射器件生成某个波段内的光信号，和使光信号通过倾斜或分级通带滤波器，所述倾斜或分级通带滤波器用于使波段中的光信号输出功率衰减。在本方法的多通道版本中，非热调节光发射器件，光信号，波段和倾斜或分级带通滤波器可以分别是第一非热调节光发射器件，第一(光)输出信号，第一波段和第一倾斜或分级带通滤波器。对于光或光电发射器，光发射器件用于(i)接收小于或等于偏置电流上限的偏置电流，且(ii)光发射器件具有工作温度上限和输出功率上下限。倾斜或分级通带滤波器在波段中的插损随(i)非热调节光发射器件的温度增大而减小和/或(ii)随着光信号波长在波段范围中增大而减小。由于非热调节光发射器件和倾斜或分级带通滤波器的这些特性或/和参数，当(1)偏置电流达到或低于偏置电流上限且(2)非热调节光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号时，衰减的光信号就处于输出功率上下限的范围内。

非热调节光发射器件还可具有偏置电流下限和/或工作温度下限。这样，当(1)偏置电流处于或高于偏置电流下限时(还有，偏置电流处于或低于偏置电流上限)和(2)非热调节光发射器件在工作温度下限或高于工作温度下限输出光信号(还有，光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号)时，使光信号通过倾斜或分级带通滤波器会将光信号衰减到一个在输出功率上下限范围内的值。

如文中对本发明的光或光电发射器所述，波段可具有中心波长λ和(λ–δ)to(λ+δ)的波长范围，(第一)波段中的倾斜或分级带通滤波器的插损在波长范围(比如，从(λ–δ)到λ,从(λ–δ)到(λ–[δ/2])，等)的最下端线性地或基本线性地减小。中心波长λ可以是440到2000nm，或此范围内的任意值。举例来说，中心波长λ可位于光通信用光的通用波段，比如红外(IR)光(比如，850nm,1310nm,1331nm,1550nm,1552.5nm,1620nm或1270-1625nm范围中的值，等)。中心波长λ的变化δ可以是1到25nm，或在单发射器器件中为1到25nm中的任意值。

至于本发明的光或光电发射器，非热调节光发射器件可包含激光二极管，在这种情况下所述方法还可包含利用激光二极管将电流或电信号转换为光。激光二极管可如前述是用于光或光电发射器的。在通过任意出现在激光二极管和倾斜或分级带通滤波器之间的偏振器，光隔离器和/或透镜后，激光二极管发射的光变成光信号。

在一些实施例中，非热调节光发射器件可包含直调式激光二极管(DML)。或者，非热调节光发射器件还可包含外部调制器，而激光二极管和外部调制器的组合可包含点吸收调制激光器(EML)。在这样的实施例中，控制非热调节光发射器件输出功率的方法还包含从激光器驱动器发送电驱动和/或数据信号到DML或EML，和视情况而定，向激光器驱动器发送电数据信号(在这种情况下，激光器驱动器向DML或EML提供电驱动器信号)。在非热调节光发射器件包含激光二极管-外部调制器组合(如，EML)的情况下，所述方法还可包含利用外部调制器调制自激光二极管发射的光和/或从激光器驱动器发送电驱动器和/或数据信号到调制器。

在其他实施例中，所述方法还包含生成偏置电流并将偏置电流提供给非热调节光发射器件。举例来说，偏置电流可利用与光发射器件电通信的偏置电路生成。在另外的实施例中，所述方法还可包含使输出信号(或调制的输出信号)通过偏振器，从而为(调制的)输出信号指定偏振类型。在涉及偏振的输出信号的实施例中，所述方法还包含(i)使输出信号(或调制的输出信号)通过光隔离器和/或(ii)利用光隔离器减小或防止光信号在光发射器件上的反射。光隔离器包含偏振滤波器和一个或多个波片，所述波片用于在不考虑输出信号传播方向的情况下，旋转输出信号在同向的偏振角度(比如，+或-)。

此外，所述方法还可包含使输出信号(或调制的输出信号)通过一个或多个用于将光信号汇聚到目标(比如，位于光纤的一端)的透镜。举例来说，在利用倾斜或分级带通滤波器衰减(调制器的)输出信号之前，(调制器的)输出信号可通过(i)第一透镜，用于将(调制器的)输出信号汇聚到第一目标和/或(ii)第二透镜，将衰减的输出信号汇聚到第二目标。第一目标可以是倾斜或分级带通滤波器的表面或倾斜或分级带通滤波器上光束组合器的表面，等。第二目标可以是光传输介质(比如，光纤)的一端上的位置。基本上在所有实施例中，所述方法都还包含在光传输介质上传递调制后的，衰减的光信号。

在其他实施例中，所述方法还包含(i)从第二非热调节光发射器件在第二波段内生成第二光信号和(ii)使第二光信号通过第二倾斜或分级带通滤波器，所述滤波器用于使第二波段中的第二光信号的输出功率衰减，与文中所述用于(第一)光发射器件的(第一)光信号的方法类似或基本类似，和在光线上传递第一和第二输出光信号。第二波段中的第二光信号代表第二通道光通信(比如，来自于单个的，多通道光发射器或其他包含此类发射器的装置)。至于光或光电发射器，第一和第二光信号的中心波长相差一个预定最小值(比如，x nm)，且第一和第二波段不重叠。因此，各波段的中心波长λ的变化δ小于x/2。

在这样的多通道实施例中，所说方法还可包含在通过光纤传递第一和第二光信号之前，将第一和第二光信号合并。当所述方法涉及两通道时，第一和第二光信号可利用光束组合器合并。当所述方法涉及两通道时，光信号可用光多路复用器合并。

所述方法的一些实施例还可包含(i)从第三非热调节光发射器件在第三波段内生成第三光信号，(ii)使第三光信号通过第三倾斜或分级带通滤波器，所述滤波器用于使第三波段中的第三光信号输出功率衰减，(iii)从第四非热调节光发射器件在第四波段内生成第四光信号，(iv)使第四光信号通过第四倾斜或分级带通滤波器，所述滤波器用于使第四波段中的第四光信号输出功率衰减。

在任何以上所述的本发明实施例中，光或光电发射器的不同实施例中任意一个或它们的元件中任意一个(比如，非热调节光发射器件和/或倾斜或分级带通滤波器)都可以使用。因此，光或光电发射器的任意实施例的任意替代方案或变更或它们的任意元件都可以与控制光信号输出功率的本方法相组合。

一种制造光发射器的典型方法

另一方面，本发明还涉及制造带可控输出功率的非热调节光发射器件的方法，包含将非热调节光发射器件放置在安装表面，和将倾斜或分级通带滤波器设置在非热调节光发射器件和目标之间。至于上述光或光电发射器和方法，非热调节光发射器件用于(i)接收小于或等于偏置电流上限的偏置电流和(ii)向目标发送波段范围内的光信号，而光发射器件还具有工作温度上限和输出功率上下限。非热调节光发射器件还具有工作温度上限和输出功率上下限。非热调节光发射器件用于使波段中光信号输出功率衰减，且它在波段范围内的插损随(i)非热调节光发射器件的温度增大而减小和/或(ii)随着光信号波长在波段范围中增大而减小，这样当(1)偏置电流达到或低于偏置电流上限时且(2)非热调节光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号时，衰减的光信号就处于输出功率上下限的范围内。

安装表面可以是或包含电路板(比如，PCB)，光发射子器件(TOSA)中器件安装结构或一个或多个表面，等。举例来说，光发射器件，备选的偏振器，备选的光隔离器，和透镜可安装在TOSA中的器件安装结构上，来使实现更简单的对准和/或对准良率的提升。

制造方法还包含将一个或多个透镜设置在相同或不同的安装表面(如控制非热调节光发射器件的输出功率的方法所述)。透镜可用于将光信号汇聚到目标，如控制非热调节光发射器件的输出功率的方法所述。

任意一个设置到安装表面上的器件可粘贴到它设置的安装表面上。导电器件可利用焊料和/或导电粘胶进行粘贴。非导电器件可利用电绝缘粘胶进行粘贴，比如环氧树脂或UV粘胶(即，利用红外线活化固化的粘胶)。因此，非热调节光发射器件可利用焊料和/或导电胶至少部分粘贴到它的安装表面，或当光发射器件安装到为避免电信号传到光发射器件上而没有电气接触的表面时，可采用电绝粘胶。此外，倾斜或分级带通滤波器和，当有透镜时，透镜可利用电绝缘胶安装到它们各自的安装表面。

在一些实施例中，所述方法还包含将非热调节光发射器件，倾斜或分级带通滤波器，和(当存在时)透镜，偏振器，和/或光隔离器对齐，这样衰减的光信号(可通过一个或多个透镜汇聚)在预定目标就具有密度，或信号强度，输出功率上限。在此类实施例中，UV粘胶可有利地用于使光或光电发射器的元件在固化粘胶前对齐(比如，通过UV光照射UV粘胶)。

如上文所述，光或光电发射器件和/或及其元件(比如，非热调节光发射器件，倾斜或分级带通滤波器，等)的各种实施例中任一都可用本发明的制造方法使用，制造或组装。举例来说，当非热调节光发射器件包含DML或EML时，本方法还包含将激光二极管设置在相同或不同的安装表面，所述激光二极管用于向EML的调制器或DML提供驱动器和/或数据信号，和视情况而定，将激光器驱动器粘贴到安装表面。

结论

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)

1.一种光或光电发射器，包括：

非热调节光发射器件，用于接收偏置电流并输出第一波长范围内的光信号；和倾斜或分级通带滤波器，用于接收光信号并削弱第一波段中光信号的输出功率，其特征在于：非热调节光发射器件具有偏置电流上限，工作温度上限，和输出功率上限和下限，而倾斜或分级通带滤波器在第一波段中的插损（i）随非热调节光发射器件温度升高而减小和/或（ii）随在第一波段内随光信号的波长增大而减小，这样当(1)偏置电流处于或低于偏置电流上限时且(2)非热调节光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号时，衰减的光信号就在输出功率上下限的范围内。

2.如权利要求1所述的光或光电发射器，其特征在于非热调节光发射器件还具有偏置电流下限和工作温度下限，且当(1)偏置电流处于或高于偏置电流下限时且(2)非热调节光发射器件在工作温度上限或高于工作温度下限输出光信号时，衰减的光信号就在输出功率上下限的范围内。

3.如权利要求1所述的光或光电发射器，其特征在于第一波段具有中心波长λ及(λ –δ)到 (λ + δ)范围内的波长，而第一波段中的插损则随光信号的波长在第一波段内增大而减小。

4.如权利要求3所述的光或光电发射器，其特征在于插损从(λ – δ)到(λ + δ)线性或基本线性减小。

5.如权利要求1所述的光或光电发射器，其特征在于非热调节光发射器件包含激光二极管，用于将电流或电信号转换为光。

6.如权利要求5所述的光或光电发射器，其特征在于激光二极管包含直调式激光二极管。

7.如权利要求5所述的光或光电发射器，其特征在于激光二极管还包含偏光器，光隔离器和/或外部调制器。

8.如权利要求5所述的光或光电发射器，其特征在于激光二极管包含双异构激光器，分离约束异质结构激光器，量子井激光器，量子级联激光器，带间量子级联激光器，分布式布拉格反射激光器，分布式反馈激光器，垂直腔激光器，垂直腔面发射激光器，垂直外腔面发射激光器，或外腔激光二极管。

9.如权利要求1所述的光或光电发射器，还包含一个或多个透镜，用于将光信号汇聚到目标。

10.一种多通道光或光电发射器，包含：

a)权利要求1所述的光或光电发射器，作为第一发射器单元，其中光信号为第一波段内具有第一中心波长的第一光信号；

b)与第一发射器单元类似或基本等同的第二发射器单元，用于输出具有第二波段内的第二中心波长的第二光信号；和

c)一种光纤，用于接收第一和第二光信号。

11.如权利要求10所述的多通道光或光电发射器，还包含：

a)与第一和第二发射器单元类似或基本等同的第三发射器单元，用于输出具有第三波段范围内的第三中心波长的第三光信号；和

b) 与第一，第二和第三发射器单元类似或基本等同的第四发射器单元，用于输出具有第四波段范围内的第四中心波长的第四光信号，其中第一，第二，第三和第四中心波长中每一个都与第一，第二，第三和第四中心波长中相邻的中心波长相差x nm，其中x至少为4，且第一，第二，第三和第四中心波长中每一个都具有小于x nm的波长范围。

12.如权利要求11所述的多通道光或光电发射器，还包含光多路复用器，用于将第一，第二，第三和第四光信号合并。

13.如权利要求10所述的多通道光或光电发射器，还包含光纤，用于接收第一和第二光信号。

14.一种控制非热调节光发射器件输出光功率的方法，包含：从非热调节光发射器件生成某个波段内的光信号，其中光发射器件用于接收小于或等于偏置电流上限的偏置电流，且光发射器件还具有工作温度上限和输出功率上下限；和使光信号通过倾斜或分级通带滤波器，所述倾斜或分级通带滤波器用于使波段中的光信号输出功率衰减，其中倾斜或分级通带滤波器在波段中的插损随(i) 非热调节光发射器件的温度增大而减小和/或(ii)随着光信号波长在波段范围中增大而减小，这样当(1)偏置电流达到或低于偏置电流上限时且(2) 非热调节光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号时，衰减的光信号就处于输出功率上下限的范围内。

15.如权利要求14所述的方法，还包含生成偏置电流并将偏置电流提供给非热调节光发射器器件。

16. 如权利要求14所述的方法，其特征在于波段具有中心波长λ和从(λ – δ) 到(λ +δ)范围内的波长，而波段中插损则从(λ – δ) 到(λ + δ)范围内线性或基本线性地减小。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于激光二极管包含直调式激光二极管，而方法则还包含向DML提供电驱动和/或数据信号。

18.一种制造具有可控输出功率的非热调节光发射器件的方法，包含：

将非热调节光发射器件放置在安装表面，其中光发射器件用于(i)接收小于或等于偏置电流上限的偏置电流和(ii)向目标发送波段范围内的光信号，而光发射器件还具有工作温度上限和输出功率上下限；和将倾斜或分级通带滤波器设置在非热调节光发射器件和目标之间，其中倾斜或分级带通滤波器用于使波段中光信号输出功率衰减，且非热调节光发射器件在波段范围内的插损随(i) 非热调节光发射器件的温度增大而减小和/或(ii)随着光信号波长在波段范围中增大而减小，这样当(1)偏置电流达到或低于偏置电流上限时且(2) 非热调节光发射器件在工作温度上限或低于工作温度上限输出光信号时，衰减的光信号就处于输出功率上下限的范围内。

19.如权利要求18所述的方法，还包含将一个或多个透镜设置在相同或不同安装表面，所述一个或多个透镜用于将光信号汇聚到相同或不同目标。

20. 如权利要求18所述的方法，激光二极管包含直调式激光二极管，波段具有中心波长λ及从(λ – δ) 到(λ + δ)范围内的波长，而波段中插损则从(λ – δ) 到(λ + δ)范围内线性或基本线性地减小，而方法还包含设置激光二极管，用于在相同或不同安装表面向DML提供驱动和/或数据信号。

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