CN115021823B - 调制放大器、光发射装置、光网络单元及光线路终端 - Google Patents

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Abstract

一种调制放大器、光发射装置、光网络单元及光线路终端。该调制放大器包括器件本体和平板波导层，器件本体被划分为调制区和半导体光放大区，调制区用于对入射的光束进行调制，以输出调制后的光信号；半导体光放大区用于对调制后的光信号进行放大，以输出放大后的光信号；平板波导层设于器件本体一侧，用以与器件本体配合、使得调制区内的光限制因子大于半导体光放大区内的光限制因子；且调制区在平板波导层的垂直投影与半导体光放大区在平板波导层的垂直投影无交叠。该调制放大器内部设置平板波导层、以与器件本体配合，可以更好地调整调制区内的光限制因子和半导体光放大区内的光限制因子。

Description

调制放大器、光发射装置、光网络单元及光线路终端
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种调制放大器、光发射装置、光网络单元及光线路终端。
背景技术
调制放大器应用于光通信系统中。根据调制放大器各部分发挥的功能，调制放大器可以划分为调制区和半导体光放大区。对于调制放大器来说，调制放大器的增益和饱和输出功率限制上行链路的功率预算。具体来说，需要调整半导体光放大区的光限制因子以提升上相链路的光功率预算。同时，集成器件内调制区为了在短腔长、小偏压条件下获得较高的消光比，调制区内需要较大的光限制因子。因此在制备时需要灵活调整半导体光放大区以及调制区内的光限制因子，但是现有技术中对于调制区与半导体光放大区内的光限制因子调整比较难。
因此，如何更好地调整调制区内的光限制因子和半导体光放大区内的光限制因子是调制放大器亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种调制放大器、光发射装置、光网络单元及光线路终端，用以更好地调整调制区以及半导体光放大区内的光限制因子。
第一方面，本申请提供一种调制放大器。该调制放大器包括器件本体和平板波导层。具体来说，该器件本体根据功能被划分为调制区和半导体光放大区。当入射的光束进入器件本体，调制区对入射的光束进行调制，以输出调制后的光信号；半导体光放大区接收调制区调制后的光信号，并对该光信号进行放大操作，以输出放大后的光信号。平板波导层设于器件本体的一侧，且满足调制区在平板波导层的垂直投影与半导体光放大区在平板波导层的垂直投影无交叠。
本申请提供的调制放大器内部设置平板波导层，该平板波导层与器件本体配合，可以更好地调整调制区和半导体光放大区内的光限制因子。当调制区内的光限制因子大于半导体光放大区内的光限制因子，可以满足调制区内小驱动电压下的高消光比需求，以及满足半导体光放大区对于高饱和输出功率的需求。
在具体设置本申请提供的调制放大器时，该调制放大器可以包括衬底和下限制层，其中，衬底位于平板波导层背离器件本体一侧，下限制层设于平板波导层背离衬底一侧。设置该平板波导层的折射率低于下限制层的折射率，以使平板波导层可以改变器件本体内的光场分布，满足调制区内的光限制因子大于半导体光放大区内的光限制因子。
在具体设置本申请提供的调制放大器中器件本体时，可以设置器件本体包括脊波导。该脊波导贯穿调制区与半导体光放大区。换句话说，沿第一方向，脊波导的一部分位于调制区，另一部分位于半导体光放大区。
这里为了清晰地示出各个结构的位置，定义脊波导与平板波导层的排列方向形成第二方向，而同时垂直第一方向与第二方向的方向为第三方向。值得注意的是，在改变器件本体内的光场分布时，主要是通过平板波导层配合脊波导的宽度调整实现。具体来说，沿第三方，设置脊波导在调制区的尺寸大于脊波导在半导体光放大区的尺寸，通过平板波导层拉低脊波导较窄处(即脊波导在半导体光放大区部分)的光场，以使得调制区的光限制因子大于半导体光放大区的光限制因子。
在具体设置半导体光放大区的结构时，一种可能的实施方案中，半导体光放大区包括第一子放大区和第二子放大区，该第一子放大区与第二子放大区沿第一方向排列，且第一子放大区位于第二子放大区靠近调制区的一侧。应理解，被调制区调制的光信号首先经第一子放大区进行初步放大，之后经第一子放大区初步放大后的光信号进入第二子放大区，第二子放大区对初步放大后的光信号进行再次放大并输出。
此处，可以设置第一子放大区内的光限制因子大于第二子放大区内的光限制因子。具体来说，可以调整脊波导在对应第一子放大区的宽度以及脊波导在对应第二子放大区的宽度，以此来调整第一子放大区内的光限制因子以及第二子放大区内的光限制因子。当然，调制区内的光限制因子可以大于或者等于第一子放大区内的光限制因子，以使调制区在较小偏压条件下获得较高的消光比。
应理解，第一子放大区与第二子放大区相比，第一子放大区内的光限制因子较多这一结构设计，可以保证经第一子放大区初步放大后的光信号具有较高的增益；而第二子放大区的光限制因子较小这一结构设计，可以为最后输出的光信号提供较高的饱和输出功率。基于此，半导体光放大区可以对调制后的光信号进行放大的同时，还可以保证最终输出光信号的增益和饱和输出功率。
在具体设置本申请提供的调制放大器时，还可沿第一方向，在第一子放大区和第二子放大区间设置电隔离区。以防止第一子放大区与第二子放大区之间发生电流串扰。
值得注意的是，由于脊波导在设置时贯穿调制区与半导体光放大区，所以脊波导部分位于电隔离区内。在具体设置时，一种可能的实现方式中，沿第三方向，脊波导在电隔离区的尺寸等于脊波导在第一子放大区的尺寸。另一种可能的实现方式中，沿第三方向，脊波导在电隔离区的尺寸等于脊波导在第二子放大区的尺寸。当然还可以设置，沿第三方向，脊波导在电隔离区内的部分平滑过渡连接脊波导在第一子放大区和第二子放大区内的部分。
第二方面，本申请提供一种光发射装置。该光发射装置包括激光区和上述第一方面中技术方案提供的任意一种调制放大器，沿第一方向，激光区设于调制区背离半导体光放大区一侧。具体来说，激光区发射光束，该光束作为入射光束进入调制区，调制区对入射的光束进行调制，以并输出调制后的光信号；半导体光放大区接收调制区调制后的光信号，并对该光信号进行放大操作，以输出放大后的光信号。
一种可能的实施方式中，调制放大器内的半导体光放大区仅包含一个第二子放大区。应理解，调制区与第二子放大区相比，调制区内的光限制因子较大，较大的光限制因子可以使得调制区在较小偏压条件下获得较高的消光比。
另一种可能的实施方式中，调制放大器内的半导体光放大区既包含第一子放大区，又包含第二子放大区。
第三方面，本申请提供一种光网络单元。该光网络单元包括激光驱动器和上述第一方面中技术方案提供的任意一种调制放大器。
第四方面，本申请提供一种光线路终端。该光线路终端包括激光驱动器和上述第二方面或其任一具体实现方式中提供的光发射装置。
第五方面，本申请提供一种光线通信系统。该光线通信系统包括上述第三方面提供的光网络单元或者包括上述第四方面提供的光线路终端。
附图说明
图1为本申请实施例提供的调制放大器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的调制放大器的具体结构示意图；
图3为图2中结构在平面M处的截面示意图；
图4为脊波导的宽度W为2μm时的模场分布；
图5为脊波导的宽度W为1μm时的模场分布；
图6为脊波导在各个区内的宽度结构示意图；
图7为脊波导在各个区内的宽度结构具体示意图一；
图8为脊波导在各个区内的宽度结构具体示意图二；
图9为脊波导在各个区内的宽度具体结构示意图三；
图10为现有技术中的调制放大器的一种结构示意图；
图11为图10中所示出结构的输出功率和增益关系图；
图12为采用如图2所示出的调制放大器的仿真结果图；
图13为采用如图2所示出的调制放大器的又一仿真结果图；
图14为本申请实施例提供的光发射装置的结构示意图；
图15为图2所示出结构的应用场景图；
图16为图14所出结构的应用场景图。
图标：100-调制放大器；1-器件本体；E-脊波导；2-平板波导层；3-衬底；4-下限制层；5-缓冲层；6-有源层；7-上限制层；8-盖层；9-接触层；10-聚酰亚胺层；11-绝缘层；12-负极；13-调制区的驱动正极；14-第一子放大区的驱动正极；15-第二子放大区的驱动正极；200-光发射装置；D-激光区。
具体实施方式
本申请实施例提供的调制放大器可以应用于波分复用(wavelength divisionmultiplexing，WDM)/时分多址(time division multiple access，TDMA)-无源光网络(passive optical network，PON)系统中。调制放大器根据各部分发挥的功能划分为调制区和半导体光放大区。具体来说，调制区发挥调制器功能，半导体光放大区发挥半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier，SOA)功能。
对于调制放大器来说，调制放大器的增益和饱和输出功率限制上行链路的功率预算。因此，需要通过调整半导体光放大区的增益和增加饱和输出功率，来提升上行链路的光功率预算。具体来说，需要通过调整半导体光放大区的光限制因子来增加半导体光放大区的增益和饱和输出功率，提升上相链路的光功率预算。同时，调制放大器内调制区为了在短腔长、小偏压条件下获得较高的消光比，需要较大的光限制因子。因而，在制备调制放大器时需要灵活调整半导体光放大区以及调制区内的光限制因子。
但是现有技术中对于调制区与半导体光放大区内的光限制因子调整存在较大难度。为此，本申请实施例提供了一种调制放大器，用以更好地调整调制区和半导体光放大区内的光限制因子。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本申请实施例提供的调制放大器100的结构示意图。如图1所示出的结构，该调制放大器100包括器件本体1和平板波导层2。值得注意的是，为了清晰地示意出器件本体1的结构，图1内以虚线框对调制放大器100进行了示意性分隔。该调制放大器100落在虚线框内部分即为器件本体1。
根据功能划分，图1中所示出的器件本体1可被划分为调制区A和半导体光放大区B。当入射的光束进入器件本体1，调制区A对入射的光束进行调制，以输出调制后的光信号；半导体光放大区B接收调制区A调制后的光信号，并对该光信号进行放大操作，以输出放大后的光信号。
请继续参考图1所示出的结构，平板波导层2设于器件本体1一侧，且调制区A在平板波导层2的垂直投影与半导体光放大区B在平板波导层2的垂直投影无交叠。值得注意的是，该平板波导层2与器件本体1配合，可以更好地调整调制区A内的光限制因子和半导体光放大区B内的光限制因子。当调制区A内的光限制因子大于半导体光放大区B内的光限制因子，可以满足调制区A内小驱动电压下的高消光比需求，以及满足半导体光放大区B对于高饱和输出功率的需求。
图2为本申请实施例提供的调制放大器100的具体结构示意图。如图2所示出的结构，该结构为一种调制放大器100的具体实现方式。此处，本申请实施例中的调制区A相当于电吸收调制器(electronic absorption modulator，EAM)，可以发挥与电吸收调制器相同的作用。
值得注意的是，图1所示出的半导体光放大区B，在图2所示出的结构中被具体划分为第一子放大区B1和第二子放大区B2。该第一子放大区B1与第二子放大区B2沿第一方向排列，且第一子放大区B1位于第二子放大区B2靠近调制区A一侧。
总的来说，调制区A、第一子放大区B1以及第二子放大区B2沿第一方向排列。因而，本申请实施例提供的调制放大器100内：调制区A对入射光束进行调制，以输出调制后的光信号；被调制区A调制后的光信号经第一子放大区B1进行初步放大，以输出初步放大后的光信号；第一子放大区B1初步放大后的光信号进入第二子放大区B2，第二子放大区B2对初步放大后的光信号进行再次放大并输出。
值得注意的是，为了防止调制区A、第一子放大区B1以及第二子放大区B2中相邻区间发生电流串扰现象，可以在相邻区间设置隔离结构。示例性的，如图2所示，在调制区A与第一子放大区B1间设置第一电隔离区C1，在第一子放大区B1与第二子放大区B2间设置第二电隔离区C2。当然，相邻区间的电隔离结构并不限于此，在此不再赘述。
图3为图2中结构在平面M处的截面示意图。该平面M位于调制区A。结合图2参考图3所示出的结构，该调制放大器100还包括沿第二方向依次排列的衬底3和下限制层4。其中，衬底3位于平板波导层2背离器件本体1一侧，下限制层4设于平板波导层2背离衬底3一侧。应理解，这里的第二方向垂直第一方向。
在设置时，需要满足平板波导层2的折射率低于下限制层4的折射率。值得注意的是，这一结构设置使得平板波导层2可以改变器件本体1内的光场分布，从而达到调制器件本体1内的光限制因子的效果。
在具体设置时，示例性的，可以设置平板波导层2在第二方向上的厚度大于2μm，例如设置为2.5μm。同时，可以选取平板波导层2的制备材料为折射率等于3.279的铟镓砷磷四元化合物半导体(In1-xGaxAsyP1-y)。示例性的，可以设置下限制层4在第二方向上的厚度不超过100nm，例如设置为60nm。同时，可以选取下限制层4的制备材料为折射率等于3.314的铟镓砷磷四元化合物半导体(In1-xGaxAsyP1-y)。应理解，平板波导层2与下限制层4制备材料中所涉及的参数x和参数y数值不同。至于衬底3的制备材料可以选取为磷化铟(InP)。
请继续结合图2参考图3示出的结构，衬底3部分对应调制区A、部分对应半导体光放大区B，换句话说，调制区A与半导体光放大区B对应的衬底3为同层铺设的衬底3。同样的，下限制层4制备于平板波导层2背离衬底3一侧。该下限制层4也为整层铺设，部分对应调制区A、部分对应半导体光放大区B。当然，在具体制备本申请实施例提供的调制放大器100时，还可如图3所示出的结构，在衬底3与平板波导层2之间设置缓冲层5。该缓冲层5的制备材料可以选取为磷化铟(InP)。
请继续参结合图2参考图3示出的结构，本申请实施例中提供的器件本体1具体包括脊波导E。该脊波导E贯穿调制区A与半导体光放大区B。换句话说，沿第一方向，脊波导E部分位于调制区A，部分位于半导体光放大区B。
示例性的，如图3所示，脊波导E包括沿第二方向依次排列的有源层6、上限制层7、盖层8和接触层9。其中，有源层6整层制备，部分对应调制区A、部分对应半导体光放大区B。上限制层7整层制备，部分对应调制区A、部分对应半导体光放大区B。盖层8整层制备，部分对应调制区A、部分对应半导体光放大区B。接触层9部分对应调制区A、部分对应第一子放大区B1和第二子放大区B2。但是，该接触层9未铺设在调制区A与第一子放大区B1间，以使调制区A与第一子放大区B1间形成第一电隔离区C1。同时，该接触层9未铺设在第一子放大区B1与第二子放大区B2间，以使第一子放大区B1与第二子放大区B2间形成第二电隔离区C2。
在具体设置时，有源层6由两种材料沿第二方向交叠制备而成。示例性的，一种材料是折射率为3.351的铟镓砷磷四元化合物半导体材料(In1-xGaxAsyP1-y)，每层该材料在第二方向上的厚度可选取为9nm。另一材料是折射率为3.314的铟镓砷磷四元化合物半导体材料(In1-xGaxAsyP1-y)，每层该材料在第二方向上的厚度可选取为8nm。
应理解，有源层6的两种材料内所涉及的参数x与参数y不同，且两种材料内的参数x与参数y和平板波导层2以及下限制层4制备材料中所涉及的参数x和参数y数值不同。
此外，上限制层7在第二方向上的厚度可以示例性的设置为100nm。盖层8在第二方向上的厚度可以示例性的设置为1.5μm，其制备材料可以选取自折射率为3.167的磷化铟(InP)。
当然，为了实现本申请实施例提供的调制放大器100的功能，调制放大器100内还需要设有正负电极结构。示例性的，如图2所示出的结构，衬底3背离平板波导层2的一侧设有整层铺设的负极12。调制区A内的接触层9背离平板波导层2一侧设有调制区A的驱动正极13，该调制区A的驱动正极13的面积可以设置得较大。第一子放大区B1内的接触层9背离平板波导层2一侧，以及下限制层4背离平板波导层2一侧设有第一子放大区B1的驱动正极14。在第二子放大区B2内的接触层9背离平板波导层2一侧，以及下限制层4背离平板波导层2一侧设有第二子放大区B2的驱动正极15。
当然，为了方便布线，第一子放大区B1的驱动正极14可以与第二子放大区B2的驱动正极15关于脊波导E对称设置。
请继续参考图2所示出的结构，调制区A内脊波导E的两侧还设有聚酰亚胺层10，以减小正负电极结构间产生的寄生电容。且聚酰亚胺层10与脊波导E之间设有绝缘层11。示例性的，该绝缘层11的制备材料为氧化硅(SiO2)。
值得注意的是，本申请实施例中平板波导层2与器件本体1配合改变器件本体1内的光场分布时，主要是平板波导层2配合脊波导E的宽度(在第三方向上尺寸)调整。以使得调整调制区A内的光限制因子大于半导体光放大区B内的光限制因子。换句话说，改变脊波导E的宽度可以改变脊波导E对侧向(第二方向)光场的限制，进而来改变光场的分布。
为了更清晰地示意出平板波导层2对于在第三方向上不同宽度脊波导E内光场分布的影响。图4示出了脊波导E的宽度W为2μm时的模场分布。图5示出了脊波导E的宽度W为1μm时的模场分布。如图4所示出的结构，当脊波导E的宽度W＝2μm时，此时有源层6的光限制因子Γ＝8.0％。如图5所示出的结构，当脊波导E的宽度W＝1μm时，有源层6的光限制因子Γ＝1.0％。
结合图4和图5中的结构可知，在有源层6的下方插入平板波导层2后，脊波导E较宽的地方光场主要集中在有源层6附近，使得有源层6的光限制因子较大。而在脊波导E较窄的地方，光斑被扩大，光场被拉至平板波导层2，导致有源层6中的光限制因子较小。由上述分析可知，平板波导层2使得不同宽度的脊波导E中有源层6内的光限制因子不同，因而可以根据器件功能需要来调整脊波导E宽度。
具体来说，可以设置脊波导E在调制区A的尺寸大于脊波导E在半导体光放大区B的尺寸，通过平板波导层2拉低脊波导E较窄处光场，以使得调制区A的光限制因子大于半导体光放大区B的光限制因子。
图6示出了图2中结构内脊波导E在各个区内的宽度。如图6所示出的结构，调制区A内脊波导E宽度为W1，第一子放大区B1内脊波导E宽度为W2，第二子放大区B2内脊波导E宽度为W3。值得注意的是，W1，W2和W3的宽度可以直接通过光刻定义，无需复杂的工艺，同时各个功能区间的材料结构相同。
应理解，由于调制区A对入射的光束进行调制，为了实现小驱动电压调制，调制区A需要具有较高的光限制因子，因此，调制区A内脊波导E宽度W1较宽。第一子放大区B1用于在对调制区A输出的光信号放大的同时使得初步放大后的光信号获得较高的增益，因而第一子放大区B1内脊波导E宽度W2也可以设置得较宽。第二子放大区B2需要对第一子放大区B1放大后的光信号进行进一步放大的同时、使得最终输出的光信号具有较高的饱和输出功率，所以第二子放大区B2内光限制因子需要尽量小。因此，第二子放大区B2内脊波导E宽度W3可以设置得较窄。示例性的，W2可以等于W1。
值得注意的是，由于脊波导E在设置时贯穿调制区A与半导体光放大区B，则脊波导E会部分位于第二电隔离区C2内。
一种可能的实现方式中，如图7所示出的结构，沿第三方向，脊波导E在第二电隔离区C2的尺寸等于脊波导E在第一子放大区B1的尺寸。另一种可能的实现方式中，如图8所示出的结构，沿第三方向，脊波导E在第二电隔离区C2的尺寸等于脊波导E在第二子放大区B2的尺寸。
当然，还可以如图9所示出的结构设置，沿第三方向，脊波导E在第二电隔离区C2内的部分平滑过渡连接脊波导E在第一子放大区B1和第二子放大区B2内的部分。
为了清晰地示意出本申请实施提供的调制放大器100效果，现将现有技术中的调制放大器001与本申请实施例中的调制放大器100进行对比。
图10为现有技术中的调制放大器001的一种结构示意图。如图10中所示出的结构，按照调制放大器001包括调制放大器001包括调制区A’和半导体光放大区B’。图11为图10中所示出结构的输出功率和增益关系图。如图11所示出的关系图，采用图10所示出的调制放大器001时，小信号增益约为12dB，饱和输出功率低于0dBm，难以满足无源光网络系统中的高功率预算需求。
图12和图13示出了如图2所示出的本申请实施例提供的调制放大器100的具体仿真结果图。在进行仿真模拟时，设定调制放大器100内第一子放大区B1沿第一方向的长度为400μm，第二子放大区B2沿第一方向的长度为400μm，调制区A沿第一方向的长度为80μm。如图12所示出，调制放大器100能获得约30dB的小信号增益，饱和输出功率能达到23dBm(增益下降3dB的点定义为饱和输出功率点)。图13为偏压与本申请实施例提供的调制放大器100输出功率之间的关系图。如图13所示出的结构，施加0V电压时，输出功率为15dBm；施加2V电压时，输出功率为-5dBm。由于0V至2V电压之间输出功率的差值即为施加2V偏压时的静态消光比，因而施加2V偏压时的静态消光比为20dB。明显的，本申请实施例提供的调制放大器100可以满调制区A低驱动电压、高消光比需求。
由上述对比可知，相比现有技术中的调制放大器001，本申请实施例提供的调制放大器100内调制区A可以在低驱动电压下获得较高的消光比。且半导体光放大区B可以使得最后放大输出的光信号具有较高的增益和饱和输出功率。
当然，还可以根据需求在图2所示出的调制放大器100内按照需求增加增透膜或者高反膜。
一种可能的实现方式中，调制区A背离第一子放大区B1的一侧端面设有增透膜，第二子放大区B2背离第一子放大区B1的一侧端面设有增透膜。另一种可能的实现方式中，调制区A背离第一子放大区B1的一侧端面设有高反膜，第二子放大区B2背离第一子放大区B1的一侧端面设有增透膜。另一种可能的实现方式中，调制区A背离第一子放大区B1的一侧端面设有增透膜，第二子放大区B2背离第一子放大区B1的一侧端面设有高反膜。
图14为本申请实施例提供的一种光发射装置200的结构示意图。该光发射装置200包含激光区D和如图1所示出的本申请提供的调制放大器100。具体来说，如图14所示出的结构，激光区D、调制区A以及半导体光放大区B沿第一方向依次排列。该激光区D发射光束，而该光束作为入射光束进入调制区A；调制区A对入射的光束进行调制、并输出调制后的光信号；半导体光放大区B接收调制区A调制后的光信号，并对该光信号进行放大，输出放大后的光信号。
值得注意的是，本申请实施例中的半导体光放大区B与如图2所示出的结构中第二子放大区B2具有相同结构特征与作用，此处不再赘述。
具体来说，在本申请实施例提供的光发射装置200内插入如图14所示出的平板波导层2后，激光区D与调制区A采用沿第三方向较宽的脊波导E，保证激光区D和调制区A内的具有较高的光限制因子，满足调制区小驱动偏压下的高消光比需求。而半导体光放大区B内采用沿第三方向较窄的脊波导E，使得半导体光放大区B的光限制因子较小，以使经半导体光放大区B放大后的光信号具有较高的饱和输出功率。
当然，本申请实施例提供的光发射装置200还可以将调制放大器100选取为和如图2所示出的结构一致，即半导体光放大区B包括第一子放大区B1和第二子放大区B2。由于该结构与图14所示出的结构相比，仅改变了半导体光放大区B的结构，且该第一子放大区B1和第二子放大区B2已在图2中示出，因而该光发射装置200未以附图形式示出。
值得注意的是，当本申请实施例提供的光发射装置200将调制放大器100选取为和如图2所示出的结构一致时，激光区D、调制区A、第一子放大区B1和第二子放大区B2沿第一方向依次排列。激光区D发射光束，该光束作为入射光束进入调制区A，调制区A对入射的光束进行调制、并输出调制后的光信号；半导体光放大区B内的第一子放大区B1接收调制区A调制后的光信号，第一子放大区B1进行初步放大，之后第一子放大区B1初步放大后的光信号进入第二子放大区B2，第二子放大区B2对初步放大后的光信号进行再次放大并输出。由于该光发射装置200同时包含调制区A、第一子放大区B1和第二子放大区B2，则该光发射装置200不仅可以在低驱动电压下获得较高的消光比，而且可以使最后放大输出的光信号具有较高的增益和饱和输出功率。
在实际应用中，如图2所示出的调制放大器100与如图14所示出的光发射装置200均可应用于无源光线网络中。该无源光网络主要包括安装于中心控制站的光线路终端以及安装于用户场所的光网络单元。
具体来说，如图2所示出的调制放大器100可应用于光网络单元中，该光网络单元包括如图2所示出的调制放大器100以及用于驱动该调制放大器100动作的激光驱动器。
示例性的，可在调制区A背离半导体光放大区B的一侧设置高反膜，作为光网络单元使用。如图15所示出的结构，调制放大器100作为光网络单元处的发射机与光线路终端里的接收机配合使用。具体来说，种子光作为注入光，通过分光器将种子光分发到多个发射机里，使得发射机工作在种子光的波长。
此外，如图14所示出的光发射装置200或其任一具体实现方式可应用于光线路终端中。该光线路终端包括该光发射装置200以及用于驱动该光发射装置200动作的激光驱动器。
示例性的，如图14所示出的光发射装置200可以作为光线路终端使用。如图16所示出的结构，光发射装置200作为光线路终端里的发射机与光网络单元处的接收机配合使用。在实际应用中，可以采用分光器将发射机发出的光信号分散至多个接收机。
本申请还提供一种光线通信系统。该光线通信系统包括上述图15所提供的光网络单元或者包括上述图16所提供的光线路终端。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种调制放大器，其特征在于，包括器件本体和平板波导层，所述器件本体被划分为调制区和半导体光放大区，其中，
所述调制区用于对入射的光束进行调制，以输出调制后的光信号；
所述半导体光放大区用于对所述调制后的光信号进行放大，以输出放大后的光信号，所述调制区与所述半导体光放大区的排列方向形成第一方向；
所述平板波导层设于所述器件本体一侧，用以与所述器件本体配合、使得所述调制区内的光限制因子大于所述半导体光放大区内的光限制因子；且所述调制区在所述平板波导层的垂直投影与所述半导体光放大区在所述平板波导层的垂直投影无交叠。
2.如权利要求1所述的调制放大器，其特征在于，还包括衬底和下限制层，其中，
所述衬底位于所述平板波导层背离所述器件本体一侧；
所述下限制层设于所述平板波导层背离所述衬底一侧，且所述平板波导层的折射率低于所述下限制层的折射率。
3.如权利要求1或2所述的调制放大器，其特征在于，所述器件本体包括脊波导，沿第一方向，所述脊波导的一部分位于所述调制区、另一部分位于所述半导体光放大区；所述脊波导与所述平板波导层的排列方向形成第二方向；在垂直所述第一方向与所述第二方向的第三方向上，所述脊波导在所述调制区的尺寸大于所述脊波导在所述半导体光放大区的尺寸。
4.如权利要求3所述的调制放大器，其特征在于，所述半导体光放大区包括第一子放大区和第二子放大区，所述第一子放大区与所述第二子放大区沿所述第一方向排列，且所述第一子放大区位于所述第二子放大区靠近所述调制区的一侧，所述第一子放大区内的光限制因子大于所述第二子放大区内的光限制因子。
5.如权利要求4所述的调制放大器，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一子放大区与所述第二子放大区间设有电隔离区。
6.如权利要求5所述的调制放大器，其特征在于，沿所述第三方向，所述脊波导在所述电隔离区的尺寸等于所述脊波导在所述第一子放大区的尺寸。
7.如权利要求5所述的调制放大器，其特征在于，沿所述第三方向，所述脊波导在所述电隔离区的尺寸等于所述脊波导在所述第二子放大区的尺寸。
8.一种光发射装置，其特征在于，包括激光区和如权利要求1-7任一项所述的调制放大器，沿第一方向，所述激光区设于所述调制区背离所述半导体光放大区一侧。
9.一种光网络单元，其特征在于，包括激光驱动器和如权利要求1-7任一项所述的调制放大器。
10.一种光线路终端，其特征在于，包括激光驱动器和如权利要求8所述的光发射装置。
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