CN1666392A - 背反射不灵敏的电光接口及其与波导管的耦合方法 - Google Patents

Abstract

一种电光接口，其组件基座(200)有电气接头线路(202)，适合于连接到电信号源。提供的半导体光信号源(208)安装到基座(200)上且在其空腔内具有二阶或高阶光栅。信号源(208)与组件基座(200)有效地连接，从而使电子信号能转换成光信号。波导管(216)位于信号源(208)附近，以便使光信号与波导管(218)耦合。空腔的尺寸、形状与位置使空腔的辐射场不是一个模式鉴别机构，其中，进入空腔的任何背反射将影响耦合于辐射场的耦合系数，但不会对输出信号的质量有很不利的影响。

Description

背反射不灵敏的电光接口及其与波导管的耦合方法

技术领域

本发明一般涉及远程通信领域，更具体地说，涉及基于光信号的远程通信。最具体地说，本发明涉及使半导体激光器的光信号源与诸如光纤等光信号发射波导管连接起来的电光部件。

背景技术

有各种各样的光信号源可用于产生基于光信号远程通信系统的载波信号。有一种信号源是半导体激光器，它的优点是便于以合理价格大批生产。有许多种不同型号的半导体激光器信号源，包括边缘发射半导体激光器，垂直腔面发射激光器，和新近的水平腔面射型激光器。

迫切需要有低价位信号源将光基网络从目前的远程主干环路延伸到接近终端用户的本地节点，后者是所谓的网络“大都市”部分。虽然大而贵的信号源在远程主干部分中应用是无可非议的，但对在大都市区内所有内部网络节点而言就不能那么说。加密网络，使光信号越来越接近终端用户，这种做法要视能否在大量提供低价优质的信号源以便提供网络的大都市部分所需大量载波信号源的情况而定。到目前为止已尝试提供这样的信号源，但现有技术的信号源有很多缺点，尚未被广泛使用。

不论光信号发射器采取何种形式，总是需要将光输出信号与光波导(如光纤)耦合。已经作出很大努力来设计信号源或信号发射器，使其产生的输出信号有足够的功率和信号质量，以便能经济有效地与光纤等耦合。因此，技术认为，各种设计的半导体要求能产生高斯型远场信号，以便使之方便有效地与光纤耦合。

可以认为，电光接口是远程能网络中的一个点，沿其一个方向电信号转变成光信号，而沿另一方向光信号转变成电信号。在为光网络大都市网络部分开发一种适宜的信号源过程中，主要关心的是信号源的成本。这是因为远程通信频带的每一光通道需要单独的信号源，网络中各电光接口也需要单独的信号源。因此，如果这样的光信号源是广泛配置的话，则低成本设计是需要的。信号源的成本可分为两大部分。第一部分是光信号源的实际投资费用。第二部分是将信号源与诸如光纤那样的光波导耦合所需其它部件一起封装的封装费用。

光学反馈是一已知现象，它对激光信号源的性能有巨大影响。这一性能可用来通过所谓的外腔构型改善光信号输出。例如，如果利用栅状反射器等其它装置对激光器作纵模选择，则可用外反馈来调制激光器发射频率或使行宽变窄。具有可控外反射或外反馈的外空腔也可用于降低啁啾声信号。因此，现有技术的设计已利用可控反馈改善某些情况的信号特征。通常，这样的反馈虽然导致啁啾声信号的降低和行宽的变窄，但它也会引起带宽变细，使激光器难以高度调制。

虽然可控光学反馈为上所述是有用的，但非受控光学反馈则有相反的作用。非受控光学反馈也叫背反射，是由光网络中任何接口或散射中心产生的。不利反馈的普通来源包括简单接夹或光网络中光纤尾部接头带来的局部反射面。背反射能沿光路或光导传播，且不需要从信号源最接近处发出。当背反射的光信号返回到激光腔内时，共振条件的变化常引起激光输出很大变化。进入激光腔的背反射也可看成是形成了一种空腔的模式比原先多的第二空腔。对信号质量的不利影响包括输出信号功率、模跳跃、波长偏移的不稳定，噪音增加和光谱线宽度增加到几十千兆赫茨。这种不稳定性也叫“相干坍缩”，在背反射进入激光腔时出现且对激射现象有不利影响。

为了避免背反射非受控作用，需要都使用光隔离器，但尽量最少应用。光隔离器被定义为只让光线沿一个方向通过的部件，通常配置成让射出的信号光通过而不让背反射通过和进入空腔影响激光稳定性。隔离器一般放置在信号源与光纤或波导之间。通常在隔离器之前放上透镜，使从光信号源输出的光经过隔离器校准，另外还要另一透镜用来将光接入光纤或波导。隔离器的位置及形状必须在某种程度上能防止不利的背反射进入激光腔，因为这种背反射会引起对空腔特性的不良变化，并使上述信号质量下降。

上述对光隔离器的需要有几个不良后果。首先，信号源离开与其作光学耦合的光纤末端越远，中间部件所需校准的精度和难度越高。越难校准，装配就变得越困难，因而产量下降，装配费用增加。校正的复杂性随所需部件数量的增加作非线性增加，因为对总校准而言，每个部件的校准误差是累加的。最后，当然还有附加部件的实际费用，如隔离器及任何需要的透镜，在许多情况下后者的成本甚至比信号源还贵。

图1示出根据现有技术的以一种与光纤光导12耦合的半导体激光器激光芯片形式出现的典型原始波长拆分为多路传输(CWDM)光信号源10。该激光芯片10是边缘发射型且安装在隔离器16之后的透镜14的后面。还示出背面传感元件18，用于监测输出信号的功率(因为该信号是从激光芯片二个边缘发出的)。可以看出，安装的光纤12可接收来自于激光芯片10的集中或分离的输出或载波信号。还应注意，镜座20，22必须与激光芯片10相对定位，以使信号与光纤12耦合，还示出电气接头24。

图2也是根据现有技术示出了与光纤光导32耦合的典型稠密波长拆分为多路传输(DWDM)的边缘发射信号源30。其总体结构与图1所示类似，增加一些部件以确保信号输出波长十分稳定。于是，为了精确控制信号源的温度，提供温差电冷却器(TEC)34。也有背面传感元件36、透镜与隔离器组件38。如果这样，应用二个球形透镜42、44使输出信号耦合到光纤46中。可以理解，这些尺寸很小，将来可能变得更小的部件的装配体现出封装风险大，费用贵。

需要一种光学半导体信号源的装配结构，一方面可减少对对准的关注。因而降低封装成本，但另一方面可产生稳定的输出，适且用作光网络中的信号载波。

发明内容

本发明的目的是一种新颖的封装配置，可使半导体信号源与诸如光纤那样的光波导耦合。本发明的一个方面包括一种封装配置，它通过减少在信号源与光波导，或携带信号的光纤之间所需光学元件的数目，以降低对准问题的出现。用这样方法，本发明为置入电光接口中的信号源提供一种成本效益更好的封装配置。

这种耦合构型所需部件数目减少降低了封装成本，既是由于所需部件较少(投资费用降低)，也是由于将部件封装起来所需标准及耦合所需步骤较少(人工成本降低)。这种制造上的这种方便性对于这种电光接口封装的信号源的制造成本有很大影响。

本发明还包括在完成上述作业的同时仍保持信号质量特性，包括防止发生相干坍缩，模跳跃等。详细地说，本发明的目的是克服背反射对信号源空腔的不利影响，不使用昂贵的隔离器提供一种便宜，经济有效的办法。本发明包括，从信号源提供一种既可预测又高质量以满足网络对优质信号源要求的稳定输出，同时提供上述的低成本制造工艺。本发明包括，在希望发生时利用透镜来帮助输出信号与光波导的耦合。

本发明还包括一种信号源与波导耦合的方法，该方法能满足提供一种与光导耦合的低价优质信号发生器的目的。

因此，根据一个方面，本发明提供一种电光接口，该接口包括：

封装基座，可连接电子信号源；

光信号源，安装在所述底座上且有空腔，与该空腔结合在一起的二阶或高阶光栅，所述光信号源与所述封装底座有效地连接，从而当所述信号源通电时电子信号可转变成表面发射光信号；及

光波导，有效定位在与所述光信号源附近，其中，所述表面发射物与所述光波导耦合。

所述空腔的尺寸，形状与位置能使辐射场为非模式鉴别机构且进入空腔的任何背反射只影响耦合于辐射场的耦合系数，不影响信号质量。

其中，所述信号源的表面发射物与光波导耦合，没有中间光隔离器。在一方面，空腔由双相偏移光栅成形，因此，辐射场为非模式鉴别机构。

在另一方面，本发明提供将光信号源与光波导耦合的方法，该方法包括以下几步：

提供半导体激光器，该激光器有二阶或高阶光栅和一空腔，所述空腔的尺寸与形状能产生在通信频带范围内的信号，光栅的尺寸和形状能产生表面发射。

将所述半导体激光器有效地定位在光波导附近，及

将表面发射与光波导耦合而无中间光隔离器。

附图说明

现在通过例子参看各附图，示出本发明的优选实施例，附图中：

图1是一CWDM电光联接器的现有技术典型接头；

图2是DWDM电光联接器的现有技术典型接头；

图3是有背反射的面发射激光器信号源的侧视图；

图4是根据本发明的二阶DFB激光器信号源的侧视图；

图5是图4的激光器相互作用基本机构的图示；

图6是根据本发明的二阶共振光栅的缩图；

图7是二阶DFB激光器信号源的示图，在垂直方向有吸收边界条件；

图8是图7在垂直方向有反射面的图示；

图9是求解图8的二阶激光器信号源的格林函数的模型；

图10是根据本发明一实施例的电光接头的实例；及

图11是根据本发明第二实施例的电光接头的实例。

具体实施方式

在本说明中，以下的术语意义如下：光波导耦合轴指与光波导耦合的信号传播轴线。在本说明书中它也叫做垂直轴。振荡轴是空腔内激光振荡发生所循沿的轴线，在此也叫水平轴。但应明白，水平与垂直的术语只是相对的，且本发明知道，根据本说明书的内容，装置在空间的实际方位无多大关系，其位置对本发明性能的影响也无多大关系。光波导指用于引导输出的载波信号的任何结构，如光纤或其它基于晶体的光波导结构。术语激光腔指在其中出现激光振荡的结构。术语连接空间指光波导在其中定位以便与信号发射器发出的发射物耦合的空间。术语有效连接指以功能性方式连接，以使这样连接的部件能起到期望的作用。本说明书中术语增益指在特定位置光信号功率的增减值。

根据本发明的优选信号源是半导体激光器，它容易做成整体结构。这种激光器的典型结构是一有基片、激活层，包围激活层的金属覆层，外部面及电极，电极通过半导体结构施加电压。在一个表面上还有孔或窗口，可发射信号，而在激光腔内有二阶或高阶光栅。构成光栅的元件有周期固定的交变特性(增益或折射率)。本发明包括交变增益光栅元的应用，所谓增益耦合或损耗耦合光栅包括交变折射率的光栅(即所谓复耦合光栅)及纯折射率耦合光栅。如下所述，本发明不包括折射率耦合光栅激光器，这种激光器的辐射场是模式鉴别机构。本发明包括的激光器结构，其辐射场不是模式鉴别机构，例如具有双相偏移的折射率耦合光栅包括在内。还包括其它措施，如仔细关注复耦合光栅的负载循环，但可能有其它缺点，如材料需要有足够稳定的高增益。

本发明优选的半导体激光器是一种高功率表面发射半导体激光器，其单瓣远场辐射图形适合与光波导耦合。在实际高功率时最好效率合理，其信号质量要能应用在远程通信系统。应用相移结构时最好有利于远场图形变为高斯型。本发明也包括技术上已知的改进波型图案的其它方法。

图3中100表示的是根据本发明的光信号源。如上所述，优选的光信号源是半导体激光器，其能产生垂直于激光器表面或2外部面的表面发射。该光信号源100包括与激光腔104结合在一起的光栅102。可以看出，表面发射分布反馈(DFB)激光器100的振荡条件从水平腔的边界条件求出，在信号背反射(如108)的垂直方向上没有振荡。二阶或高阶光栅促使输出信号表现为面发射。就所示的水平腔而言，来自侧边缘116、118的反馈106的效应与现有技术相同。考虑这种效应时可将激光器模拟成除了有预期的内腔外还有外腔，因此来自侧边缘116、118的水平方向的反馈将有不利影响，因为它将破坏为产生正确的载波信号所需的激光振荡。

本发明包括将来自激光器的表面发射物与光波导的耦合。因此，应当明白，沿垂直方向，即光波导耦合方向激光器100无任何振荡。反馈或背反射108沿光波导耦合轴返回空腔的效应与边缘发射情况不一样，其背反射进入空腔时所沿循的轴线与在激光腔104中振荡轴线相同。图4示出二阶分布反馈(DFB)表面发射激光器120。如图所示，此空腔在+Z与-Z方向呈现两个相关的反向受导行波122，124。这些波122，124通过以已知方式包层被高度限制在激光腔内，并通过二阶衍射互相作用。由于反向的受导行波122，124与光栅的相互作用，如图所示，从激光器100的顶面123和反面125产生表面发射辐射场γ。

图5示出二阶光栅及激光腔内振荡的上述相互作用的基本机构。如图所示，正向与负向受导行波122，124在126，128处通过一阶衍射与光栅相互作用，产生辐射场γ。辐射场γ本身在130，132处通过一阶衍射与正负受导行波相互作用。最后通过二阶衍射正负受导行波在129、130处互相直接耦合。共振时这些相互作用全是自调和且稳定的。

如前所述，沿本发明的垂直轴或光波导耦合轴没有振荡。二阶光栅通过辐射耦合系数在受导波之间引入附加耦合机构。在图6中，正波与负波122，124通过图示的2，-2耦合系数直接耦合。正波与负波的一切间接耦合则通过(1，1)(-1，-1)(-1，1)(1，-1)的辐射耦合系数表示。注意，在这些标号中，符号1与2分别指一阶与二阶衍射，而辐射耦合系数包括一对一阶衍射，因为是通过从行波到辐射场的一阶衍射配合辐射场对行波的一阶耦合来实现上述耦合的。因此，图6是有背反射的二阶共振光栅的模型。

从上述模型可知，由辐射场引起的耦合系数是通过将边界条件应用于垂直的光波导耦合方向求出的，不是应用到空腔内振荡方向。所以进入空腔的任何背反射只影响辐射耦合系数，详见下述。

假设二阶分布反馈激光器在空腔两侧垂直方向有反射面，确定进入空腔背反射对信号输出质量的影响。为此，首先，考虑一个如图7所示沿垂直方向有吸收边界条件的二阶分布反馈激光器的二维模型是有见识的。在该结构中，受到限制的+Z行波122由函数 A(z)e^{(-j(2π/Λ)z)}F(x)定义，它通过二阶衍射与周期为Λ的光栅互相作用，产生相关的-Z行波124 B(z)e^(j(2π/Λ)z)F(x)，该行波124也限制在X方向。F(X)是X方向光导模的横剖面。由于对称性，-Z行波也与光栅相互作用且作用于+Z行波。这种光导模之间的相互作用由耦合系数K说明。除了受导波外，受导波通过一阶衍射与光栅的相互作用也产生辐射场γ。将受导波有成辐射场源，便可通过寻找格林函数从受导波求出辐射场，它满足下式(1)：

$\begin{array}{c}\underset{\‾}{\underset{\‾}{{\∂}^{2}G(x,x^{\′})}}\\ \∂x^2\end{array}+n^2\left(x\right)k\begin{array}{c}2\\ 0\end{array}G(x,x^{\′})=\mathrm{\δ}(x-x^{\′})\·\·\·\left(1\right)$

式中，n(x)是没有光栅或任何增益与损耗时无扰动形状光导的折射率曲线，而k₀是在振荡波长的波数，x向边界条件是求取格林函数的关键。例如，对图7所示结构而言，格林函数是齐次微分方程(2)的解：

$\begin{array}{c}\underset{\‾}{{\∂}^{2}G(x,x^{\′})}\\ \∂x^2\end{array}+n^2\left(x\right)k\begin{array}{c}2\\ 0\end{array}G(x,x^{\′})=0\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

由于没有x向的边介条件，式(2)的解在+x和-x方向具有行波性质且只有在x＝x’处有边界条件。辐射场本身与光栅相互作用且作用到受导波上。因为辐射场最初由光导模产生，因此这个作用可由这二个受导模之间的附加耦合系数k’描述。共振时，二阶光栅k和k’是描述分布反馈激光器纵模的关键参数。更确切地说，分布反馈激光器的纵模由下面的耦合微合方程控制：

$\begin{array}{c}\underset{\‾}{\mathrm{dA}}\\ \mathrm{dz}\end{array}=(a-\mathrm{j\δ}+k^{\′})A-j(k+j{k}^{\′})B\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

$\begin{array}{c}\underset{\‾}{\mathrm{dB}}\\ \mathrm{dz}\end{array}=j(k+j{k}^{\′})A-(a-\mathrm{j\δ}+k^{\′})B\·\·\·\·\·\·\left(4\right)$

在处理具有二阶光栅的分布反馈激光器时，应当注意，在垂直方向有反射面只影响辐射场引起的耦合系数。更准确地说，对于图8所示在垂直方向两侧有反射面140，142的二阶分布反馈激光器而言，格林函数是具有图9所示边界条件的齐次微分方程(2)的解。事实上，与图7所示情况不同，在x₁＜x＜x₂区域内的解是呈波型的，而在x＜x₁，x＞x₂时解是行波型的。毋需说，新的边界条件改变了因辐射场引起的耦合系数，因此改变纵模型的一个参数。对于具有标准光栅而无任何相移的二阶分布反馈激光器而言，辐射场的耦合系数是决定模选择性的关键因素，它使这种结构对背反射灵敏且需要隔离器。

因此，任何反射都可能影响激光模或边模的压抑率。例如，如果在x＝x₁，x＝x₂处放置二个理想的反射镜，则所有辐射场返回空腔内且没有决定模选择的辐射损失。因此激光器的性能像标准耦合激光器并发生模跳跃。注意，不管对辐射场的耦合是否弱。这种现象总会发生。另一方面，对于相移的二阶激光器而言，辐射场不是模式鉴别机构。即使全部辐射场都返回到空腔中，该激光器就像一个有相移的纯标准耦合激光器，且以布拉格波长发射激光而没有任何模跳跃。

从上述说明可以明白，意外的结果是，通过对空腔尺寸、形状和位置的控制，可提供对背反射完全不灵敏的激光信号源。当背反射只影响辐射场引起的耦合系数而不影响激光器振荡的基本模式时便是不灵敏。因此，如果激光腔内的辐射场不是模式鉴别机构即获得不灵敏性。在此意义上，激光腔的构型使背反射与空腔振荡无关，从而使信号发射器的性能对背反射不灵敏，无需将任何特定隔离结构放置在信号源与相关光波导之间的信号通道上。

本发明包括一切形式的半导体激光器，这些激光器表现出对这咱背反射不灵敏，包括增益与损耗耦合光栅结构及结合相移的光栅结构。此外，虽然对不灵敏性没有不利影响，本发明不包括完全限制在空腔内的受导波的振荡轴与光波导耦合轴不同，甚至垂直的情况。在此意义上，不灵敏性指信号质量(尤其包括波长，功率及边模压抑率)完全不受有无随机的背反射进入空腔的影响。在此意义上，不灵敏这个术语是相对的，在某些情况下，背反射很高(为50％以上)仍会引起某些信号质量参数有明显改变，但激光器仍在工作参数范围内。

现在能够明白，在本发明的电光接口中，光发射器通过将光波导有效地定位其信号发射器旁，使发射的信号能与光波导耦合。从而直接与光纤光导耦合。对于具有适当尺寸、形状和位置的空腔而言，中间不放任何隔离件又不会使背反射明显降低信号质量的条件下也能实现与光波导的耦合。因此，本发明的目的是无隔离器的电光接失。由于不需要隔离器，投资与人工费用都降低，使本发明更能投入市场。

图10示出根据本发明的CWDM电光组件。它有同轴电缆的基座200，上有电接头202。还有基片206，其上有效连接激光芯片208。连接腔210由护壁212构成。光纤套214套在光纤216周围且其尺寸与形状可放进连接腔210中。保护罩218实现光纤套与光纤本身的机械连接。图上还示出一个可任选的棒状透镜219和一个球形透镜220，它们有助于使输出信号与光纤216耦合。

从上面说明可以明白，本发明提供比现有技术能做到便宜得多的信号源组件，很简单，不再需要隔离器16，在优选实施例中将表面发射体直接供应给光纤。本发明包括使用一个透镜220，必要时可用几个透镜，以利于信号与光纤的耦合，取决于输出信号的形式及其与光纤耦合的适应性。由此可见，本发明包括对电光接口作简单插入与擂动的现场连接，使光纤靠近信号源定位，从而与现有技术比较信号比较方便可靠地耦合。

图11示出根据本发明的DWDM接头。在此实施例中，组悠扬基座250可以是一个14管脚的蝶型基座。本发明也包括其它形状的组件基座，14管脚蝶型基座只是提供的例子。实际上，基座250的作用是有效地使电信号与电光接头连接起来，以便使电信号通过半导体激光芯片252转变成光信号。

与组件基座250相连的是TEC(温差电冷却器)251，它能吸收并排出多余的热量，否则会影响输出信号的波长或信号质量。TEC251上装一散热装置254，而基片255安装在激光芯片252与散热装之间，所示的激光芯片252是上述型号的表面发射器。基片有效地使激光芯片与外来的电信号连接起来，连接方式是专业技术人员知道的。在激光芯片256旁的光纤夹280能将光纤与涂金属的光纤套262固定在适当位置。光纤264穿过保护罩266进入连接腔268，可拆盖270使连接腔268封闭。

在图10实施例的情况下，该实施例不需要在信号发射器或激光芯片256与光纤284的端部之间有中间部件。所要求的只是光纤要靠近激光芯片，使表面发射能与光纤耦合。这也可以说是将光纤有效地定位在信号发射器旁。此外，本发明还包括透镜的使用，必要时可用几个透镜，这样除了增加名义成本外可以增加放射量。

现在可以明白，本发明还包括使光信号源与光波导耦合的方法，本方法包括许多步骤。第一步是提供具有二阶或高阶光栅及空腔的半导体激光源，该空腔的尺寸、形状和位置使产生的信号在通信频带范围内、光栅本身可产生表面发射。光栅设计成使辐射场不是选模机构。下一步是有效地将半导体激光器定位在光波导旁。最后一步是使激光器的表面发射与光波导耦合而不需任何中间隔离器。

虽然已根据优选实施例作了上述说明，但专业技术人员明白，可以有各种修改与变更而不脱离附属权利要求书的范围。尽管上面已讨论某些变动，但也会有别的。例如，重要的事情是构造空腔，其形状、尺寸和位置使该空腔的辐射场不是模式鉴别机构，因此进入空腔背反射不会引起“相干坍缩”。空腔可以是带相移的折射率耦合，也可以是增益耦合，或损耗耦合，只要辐射场不是模式鉴别机构。

Claims (21)

1、一种电光接口，该接口包括：

一封装基座，具有适合连接于电信号源的连接结构；

一半导体光信号源，安装在上述基座上且具有空腔和与该空腔结合在一起的二阶或高阶光栅，所述光信号源有效连接于所述封装基座，从而当所述电子信号源通电时该电子信号转变成表面发射光信号；及

一光波导，有效地定位在所述光信号源附近，其中，所述表面发射与所述光波导耦合，

所述空腔的尺寸、形状与位置使该空腔的辐射场为非模式鉴别机构，其中，进入空腔的任何背反射影响耦合于辐射场的耦合系数，而对输出信号质量不会有很不利的影响。

2、权利要求1所述的电光接口，其中，所述光信号源是一增益耦合信号源。

3、权利要求2所述的电光接口，其中，所述空腔在激活层中包括光栅。

4、权利要求1所述的电光接口，其中，所述光信号源是损耗耦合光信号源。

5、权利要求4所述的电光接口，其中，所述空腔在阻流层中包括所述光栅。

6、权利要求1所述的电光接口，其中，所述空腔包括折射率耦合光栅，其相移足以使背反射与所述输出信号隔离。

7、权利要求1所述的电光接口，其中，所述空腔的尺寸、形状使其能将二个反向波被限制并引导，该反向波沿与光导波耦合轴不同的方向振荡。

8、权利要求1所述的电光接口，其中，所述空腔的尺寸与形状使其能将二个反向行波限制并引导，该行波沿与光波导耦合轴垂直方向振荡。

9、权利要求1所述的电光接口，其中，所述空腔的形状、尺寸和位置使表面发射信号质量不会因激光腔内有背反射而有不利影响。

10、权利要求1所述的电光接口，其中，所述空腔的形状、尺寸和位置使得不需要光隔离器就能保持良好的表面发射质量。

11、权利要求1、2或4所述的电光接口，还包括在所述信号源与所述光波导之间的一个或多个透镜，以利于它们之间的光耦合。

12、一种使光信号源与光波导耦合的方法，该方法包括下述步骤：

提供一半导体激光器，该激光器有二阶或高阶光栅及空腔，所述空腔的尺寸和形状使产生的信号在通信频带范围内，该光栅的尺寸和形状能产生表面发射；

将所述半导体激光器有效地定位在光波导附近，及

使表面发射与光波导耦合，无需中间光隔离器。

13、权利要求12的方法，其中所述耦合步骤还包括设置一个或几个透镜，以增强耦合效率。

14、一种可与光波导耦合的封装的光信号源，该封装的光信号源包括：

表面发射半导体光信号源，可发射预定质量的信号，所述信号源有二阶或高阶光栅及空腔，其特征在于，进入空腔的背反射不会逆向地不被接受地改变发射信号的质量。

15、一种与光波导连接的光信号源，该信号源包括：

一表面发射半导体激光器，其内腔含激活层，

一二阶或高阶衍射光栅，该光栅与半导体相连且当所述激光器通电时能在通信频带内产生预定的表面发射，及

所述空腔及所述衍射光栅的尺寸、形状和结构相配合，设置成在有背反射进入空腔时产生预定的表面发射。

16、一种电光耦合器，包括：

一基座，

一基片，安装在所述基座上，

一半导体激光器信号源，安装在所述基片上，所述半导体信号源包括一表面发射半导体激光器，该激光器具有二阶光栅且其激光腔的方向垂直于表面发射；

一定位器，可将光波导定位在连接腔内，使光波导与所述半导体激光器保持有效关系；及

一光纤光导，插入所述连接腔内且用所述定位器有效地定位在所述信号源附近，其中，来自信号源的信号在没有信号隔离器的情况下能与所述光纤光导耦合。

17、权利要求16所述的电光耦合器，还包括一个或几个透镜以增强所述信号与所述光波导的耦合作用。

18、权利要求17所述的电光耦合器，其中，所述透镜包括单一棒状透镜和单一球形透镜。

19、权利要求17所述的电光耦合器，其中，所述定位器包括一形成在所述激光信号源四周构成连接腔的壁。

20、权利要求19所述的电光耦合器，其中，所述定位器包括一夹线板，可将所述光纤相对于所述激光信号源保持在有效位置。

21、一种用于远程通信网络的与光波导耦合的光信号源，该光信号源包括：

二阶或高阶DFB分布反馈半导体激光器，当通电时其内腔产生预定质量的表面发射光信号；

空腔，通电时具有辐射场，且辐射场不是激光的模式鉴别机构，其中，激光器的空腔对反射到空腔内的光信号不足够灵敏，因此不需要光隔离器就能保持表面发射光信号的质量。

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