CN1453943A - 包含一个由多个调制元件组成的调制器的光发射机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含被控制电路(50)控制的电－光调制器(30)的光发射机(100)，其特征在于，所述调制器(30)包含N个具有N个不同的控制电极、并在光学上被串联连接的调制元件(MN)，其特征还在于，控制电路(50)能在N个不同的输出端输出N个相同的电信号(Q)，N个输出端的每一个分别连接到N个调制元件(MN)的控制电极的每一个。

Description

包含一个由多个调制元件 组成的调制器的光发射机
技术领域
本发明涉及高速率的光学传输领域。在这样的场合中，重要的是尽可能增大光学元件的通频带。对于该事实而言以及在例如象激光器那样的光发射机的情况下，一种可能的解决方法在于减小通常与所述发射机联结的光调制器的固有容量。本发明尤其属于单片型的、集成的光元件领域，就是说，在单个集成电路芯片上实现。
背景技术
存在着不同类型的光调制器。电-吸附调制器通过材料吸附峰值的移位用振幅调制光波，该材料通过控制电压构成波导管。马赫-钱德尔(Mach-zehder)调制器由两个支路组成，在至少一个支路上调制光波以便在两个支路的输出端实行干扰。一个控制电压被加在至少一个支路上。另一个支路可能接地。
电-吸附光调制器(对于“electro-absorption modulator”以首字母缩写词“EAM”方式为人们所熟知)在图1中概略地被说明。一种这样的调制器在现有技术中已为人们所熟知。它是由在(例如铟的)半导体材料基片10上以带状(台面)形式实现的波导管11组成的。该波导管11包含以两层掺杂每种类型不同的载流子的半导体材料为框限制的本征半导体材料的活性层12。控制电压加在波导管11上以便将波导管11的吸附峰值向信号波长方向移动、并允许实行穿过该波导管的波幅调制。
EAM调制器的固有电容C通过下面的关系式C＝εε0(l×L)/e被定义；此处l和L分别是调制器的波导管11的宽度和长度，e是波导管11的活性层12的厚度，以及此处的ε和ε0表示电介质常数。
为了减小容量C，必须或者减小l或L，或者增大e。不过，物理学和光学限制这些参数。
首先，波导管11的宽度l由波导管11中的波的传播的光学限制确定。然后，活性层12的厚度e由制造限制、尤其是由取向接长限制。此外，由于增大厚度e，将会降低调制效率，这并不是所需求的。最后，波导管11的长度L可以减小以便减小容量C。可是，象这样的长度L的减小将减小吸附，将同时降低元件的特性。
在分离马赫-钱德尔调制器的情况下，对于每个支路，容量的减小的问题都是相同的，并且，本发明所建议的解决方法使用相同的方式。
发明内容
本发明的目的是要解决所提及的缺点，就是说，在不降低光学特性的前提下减小调制器的容量。
为此，本发明建议实现一种包含由多个调制元件组成的电-光调制器的光发射机，每个元件具有被减小的波导管的长度，因此，容量同样地被减小，并且，通过相同的控制电信号控制每个元件。
本发明尤其涉及一种包含被控制电路控制的电-光调制器的光发射机，其特征在于，所述调制器包含N个调制元件，这些调制元件包含N个不同的控制电极、并且在光学上被串联耦合，以及本发明的特征还在于，所述控制电路在N个不同的输出端输出N个相同的电信号，N个输出端的每一个分别连接到调制元件的N个控制电极的每一个。根据这些应用，调制元件是电-吸附调制器或马赫-钱德尔调制器的一部分。
根据这些实施方式，该控制电路是一种具有被一个或M个输入端以及N个同步的输出端的多路复用器或放大器。
根据一个有利的特征，该光发射机是一种单片型的集成元件。
根据一个特征，该控制电路被集成在电-光调制器中。
附图说明
通过阅读随后的说明，举出典型的、不受限制的例子，以及从附图方面来看，本发明的其它特性和优点将明显地显露出来，这些附图包括：
-已描述的图1是由现有技术公知的电-吸附调制器的示意图；
-图2根据本发明概略地说明一种光发射机的结构。
具体实施方式
本发明的目的是要实现一种包含具有对于高速率的数据传输所需要的特性的电-光调制器的光发射机。
为了减小调制器的容量，人们研究了一种在于减小它的波导管长度的可能的解决方法。
因此，本发明建议实现一种由多个长度被减小、因而容量被减小的调制元件MN组成的调制器，并且在光学上将它们串联放置以便缓解在调制器中被传播的光波吸附减少的缺点。因此，由发射机所发射的光波总的吸附将是在串联放置的每个调制元件中的吸附总和，而通频带由于每个元件的固有容量的减小将被增宽。
本发明的应用在图2中概略地被说明。具有两个调制元件M1和M2的一个例子被提供，以相同的方式，本发明也适合于N个串联排列的调制元件。
如激光器，发射机100从一个波长为λC的连续的(信号)源起应发射一个被调制的光信号Sm。该发射机100包含一个由N个(在本例中是2个)在光学上被串联排列的调制元件MN(M1，M2)组成的电-光调制器30。
根据一种优先实施方式，调制元件MN由电-吸附调制器(EAM)组成。但本发明也适用于由分离的马赫-钱德尔(MZ)调制器组成的调制元件MN。
控制电信号Q被应用在每个调制元件MN的波导管。控制电信号Q对于每个在元件MN之间具有一种与发光信号的延迟一致的延迟的调制元件MN应该是相同的。调制器30的调制元件MN同样在电路上并联地被排列。
为此，调制器30由具有一个输入端E和N个被同步的输出端Q的电子电路控制。一种这样的控制电路50在现有技术中为人们所熟悉，并且能容易地被内行的人实现。例如它能设计成具有一个输入端和N个输出端的多路复用器，或者是接收输入端的小振幅(例如0.4伏)的电信号输出N个被同步的控制电信号Q(例如3～4伏)的放大器电路。尤其是，一个这样的放大电路在慕尼黑2000年9月的2000ECOC刊物中由G.Martin，E.Vergnol，A.Carenco，和A.Ramdane发表的题名为《Short optical pulse generation at 20GHZrepetition rate using integrated laser-modulator-amplifier(应用集成激光的重复频率为20GHM的短光脉冲发生-调制器-放大器)》的一文中被描述。
根据本发明，调制器30和控制电路50被集成在相同的集成电路的芯片上。尤其是，该调制器能够被集成在发射机100中。一个这样的光元件100的单片型的集成有可能避免光波移相问题。一个这样的对于发射机的调制元件MN的单片型的集成是可能的，因为每个调制元件使用并行的相同电信号进行控制，这将允许一个大地电极为调制元件和发射机所公用。
这样，根据本发明所说明的例子，一个长度为L和容量为C的调制器被2个长度为L/2的调制元件M1和M2取代。由此可知，调制器30的总长度是2×L/2，就是说为L，因此，不会使吸附恶化；并且，通过安装两个调制元件M1和M2，调制器M的固有容量将被减小为C/2，因此，发射机100的通频带将增宽。

Claims (7)

1.光发射机(100)包含一个被控制电路(50)控制的电-光调制器(30)，其特征在于，所述调制器(30)包含N个具有N个不同的控制电极并在光学上被串联耦合的调制元件(MN)，以及其特征还在于，所述控制电路(50)在N个不同输出上能输出N个相同的电信号(Q)，N个输出端中的每一个分别被连接到N个调制元件(MN)的控制电极的每一个。
2.根据权利要求1的光发射机，其特征在于，调制元件(MN)是电-吸附调制器(EAM)。
3.根据权利要求1的光发射机，其特征在于，调制元件(MN)是分离的马赫-钱德尔(MZ)调制器。
4.根据权利要求1的光发射机，其特征在于，控制电路(50)是具有M个输入端和N个同步的输出端的多路复用器。
5.根据权利要求1的光发射机，其特征在于，控制电路(50)是具有一个输入端和N个同步输出端的放大器。
6.根据前面的权利要求中的任何一项的光发射机，其特征在于，光发射机是单片型的集成元件。
7.根据前面的权利要求中的任何一项的光发射机，其特征在于，控制电路被集成在电-光调制器中。
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