TWI411824B - Optical lock mode light emitting module - Google Patents

Description

光激鎖模光發射模組

本發明係關於一種光激鎖光發射模組，特別是指一種光發射模組當中的光激鎖光發射模組。

分波多工被動光纖網路(Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network,WDM－PON)是一種基於WDM技術的PON網路，針對個別的用戶端(Optical Networks Unit,ONU)使用特定的波長來載送信息是實現光纖到家(Fiber To The Home,FTTH)和解決頻寬需求增加的最佳途徑，然而提供低成本穩定的光源是決定WDM－PON網路是否能夠實用化的關鍵。利用光注入來鎖定法布里－珀羅(Fabry－Perot,FP)雷射的波長來取代高價位的分佈回授式(Distributed Feed－Back,DFB)雷射光源被認為是一種可以實現廉價WDM－PON光源的作法，其原理為FP雷射的多模態發光方式(如圖一A)會因入射光(如圖一B)的注入而使得其多模態的FP雷射被抑制，只有與入射光波長一致的模態會被注入能量鎖定而激發出來(如圖一C)，其傳送的信號可以直接調變FP雷射來產生並可藉此波長來載送。由於其輸出波長是由注入的波長決定，局端(Optical Line Terminnal,OLT)可以直接控制ONU光源所發出的波長，因而簡化ONU光源的種類及方便後續維運作業。

注入光對FP雷射發光模態抑制的程度會影響上述光源的品質，當注入光的能量不足時便無法控制FP雷射的發光模態來發揮鎖定波長的功能，增 加入射光的強度會強化發光模態的抑制效果，同時提高FP雷射單一模態發光的輸出功率，以獲得較高的消光比(extinction ratio)進而改善傳輸的品質。

利用光注入來鎖定FP雷射的波長必須在FP雷射的前端要置入光循環器，藉由光循環器的作用來隔離注入光與被鎖定波長FP雷射所發出光的光程路徑。通常光循環器與FP雷射是以光纖相互連接，由於光纖耦合效率的緣故，由接受光纖所傳來的注入光大約只有12%~20%的強度可以進入FP雷射，無法充分利用注入光的能量來進行光激鎖模。

由此可見，上述習用及現行之技術仍有諸多缺失，實非一有效之方式而亟待加以改良。

本案發明人鑒於上述習知用於光激鎖模的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本件光激鎖模光發射模組，將FP雷射與光循環器整合於一模組內，使得FP雷射與光循環器可以直接接觸而相互連接，因而減少光纖連接時因光纖耦合所造成注入光強度的損失，強化光激鎖模的效果，同時也可以節省空間及便於維護與管理。

本發明之目的即在於提供一種光激鎖光發射模組，以便能夠減少注入光強度損失，強化光激鎖模效果的光激鎖模光發射模組，可以作為WDM－PON使用之低成本的光源。

本發明之次要目的即在於提供一種光激鎖光發射模組，以便能藉由減 少注入光強度損失，降低消耗功率，作為WDM－PON使用之低成本的光源。

達成上述發明目的之光激鎖光發射模組，其中包含光纖接頭、光學透鏡、光循環器、FP雷射及模組盒。藉由適當的元件配置，將光循環器與FP雷射整合在模組盒內，來達到光激鎖模的目的。其中光纖接頭分別連接光循環器的第一連接埠與第三連接埠，FP雷射則以同軸式封裝直接連接光循環器的第二連接埠。光循環器可依其連接埠的設計方式是否在相同軸上區分為不共軸形式的光循環器與同共軸形式的光循環器，不共軸形式的光循環器其所連接的光纖接頭分別位於模組盒的不同的邊上，而共軸行式的光循環器其所連接的光纖接頭分別位於模組盒的同一邊上。光纖接頭與光循環器連接埠之間有光學透鏡，用以提高光循環器至光纖的耦合效率。當外界的注入光由光循環器的第一連接埠輸入經由第二連接埠輸出，藉由光循環器的第二連接埠與FP雷射的直接連接，FP雷射接收注入光經光激鎖模後FP雷射所發出的光再由光循環器的第二連接埠經過第三連接埠向外傳送出去。光循環器與FP雷射的直接連接，可以增強注入光的強度減少光耦合時所造成的損失，進而加強抑制FP雷射多模態的發光方式及鎖定與注入光相同發光模態的鎖模效果。

請參閱圖二A，為本發明光激鎖模光發射模組之第一實施例之不共軸形式光循環器之立體圖，由圖中可知，該模組盒11之不同的邊上，分別連接光纖接頭14、15。

請參閱圖二B，為本發明光激鎖模光發射模組之第一實施例之內部設 計圖，由圖中可知，該模組之主要元件包括：一模組盒11；一同軸式封裝的FP雷射12，該同軸式封裝FP雷射12與光纖接頭14及光纖接頭15分別位於模組盒11之不同的邊上；一不共軸形式的光循環器13，該不共軸形式的光循環器13置於模組盒11中央處，且不共軸形式的光循環器13連接埠與同軸式封裝FP雷射12、光纖接頭14及光纖接頭15進行相互連接；兩個光纖接頭14、15，該光纖接頭14與不共軸式光循環器第一連接埠131相互連接，而光纖接頭15則與不共軸式光循環器第三連接埠133進行相互連接；一光學透鏡16，該光學透鏡16分別置於光纖接頭14與不共軸式光循環器第一連接埠131及光纖接頭15與不共軸式光循環器第三連接埠133之間，用以提高光循環器連接埠至光纖的耦合效率；一不共軸式光循環器第一連接埠131該不共軸式光循環器第一連接埠131與光纖接頭14連接並接受注入光，注入光經不共軸式光循環器第一連接埠131輸入，並再由不共軸式光循環器第二連接埠132輸出；一不共軸式光循環器第二連接埠132，該不共軸式光循環器第二連接埠132與同軸式封裝FP雷射12相連接，注入光經不共軸式光循環器第二連接埠132進入同軸式封裝FP雷射12，經光激鎖模作用後同軸式封裝FP雷射12所發出的光，再由不共軸式光循環器第二連接埠132經不共軸式光循環器第三連接埠133輸出； 一不共軸式光循環器第三連接埠133，該不共軸式光循環器第三連接埠133與光纖接頭15相連接，經鎖模後同軸式封裝的FP雷射12所發出的光則由光纖接頭15向外輸出，即完成光激鎖模的目的。

請參閱圖三A，為本發明光激鎖模光發射模組之第二實施例之共軸形式光循環器之模組盒的立體圖，由圖中可知，該模組盒11之不同的邊上，分別連接光纖接頭14、15。

請參閱圖三B，為本發明光激鎖模光發射模組之第二實施例之內部設計圖，由圖中可知，該模組之主要元件包括：一模組盒11；一同軸式封裝的FP雷射12，該同軸式封裝FP雷射12與光纖接頭14及光纖接頭15分別位於模組盒11之不同的邊上；一共軸形式的光循環器21，該一共軸形式的光循環器21置於模組盒11中央處，且共軸形式的光循環器21連接埠與位於模組盒11同一邊上的光纖接頭14與光纖接頭15進行相互連接，另外同軸式封裝FP雷射12則位於模組盒對面的邊上，並與共軸形式的光循環器21連接埠進行連接。

兩個光纖接頭14、15，該光纖接頭14與共軸式光循環器第一連接埠211相互連接，而光纖接頭15則與不共軸式光循環器第三連接埠213進行相互連接；一光學透鏡16，該光學透鏡16分別置於光纖接頭14與共軸式光循環器第一連接埠211及光纖接頭15與共軸式光循環器第三連接埠213之間，用以提高光循環器連接埠至光纖的耦合效率。

一共軸式光循環器第一連接埠211，該共軸式光循環器第一連接埠211與光纖接頭14連接並接受注入光，注入光經共軸式光循環器第一連接埠211輸入，並再由不共軸式光循環器第二連接埠212輸出；一共軸式光循環器第二連接埠212，該共軸式光循環器第二連接埠212與同軸式封裝FP雷射12相連接，注入光經共軸式光循環器第二連接埠212進入同軸式封裝FP雷射12，經光激鎖模作用後同軸式封裝FP雷射12所發出的光，再由共軸式光循環器第二連接埠212經共軸式光循環器第三連接埠213輸出；一共軸式光循環器第三連接埠213該共軸式光循環器第三連接埠213與光纖接頭15相連接，經鎖模後同軸式封裝的FP雷射12所發出的光則由光纖接頭15向外輸出，即完成光激鎖模的目的。

本發明所提供之光激鎖模光發射模組，與前述引證案及其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：1.本發明所提供之光激鎖模光發射模組，該模組是由FP雷射及光循環器所組成，藉由光激鎖模做用使FP雷射產生近乎單一模態的發光方式，可以用來作為WDM－PON光源。

2.本發明所提供之光激鎖模光發射模組，該模組藉由FP雷射與光循環器直接連接，因而減少光纖連接時因光纖耦合所造成注入光強度的損失，強化光激鎖模的效果。

3.本發明所提供之光激鎖模光發射模組，該模組將FP雷射與光循環器整合於一模組盒中，可以節省空間及便於維護與管理。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不但在技術思想上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應以充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

11‧‧‧模組盒

12‧‧‧同軸式封裝的FP雷射

13‧‧‧不共軸式光循環器

131‧‧‧不共軸式光循環器第一連接埠

132‧‧‧不共軸式光循環器第二連接埠

133‧‧‧不共軸式光循環器第三連接埠

14‧‧‧光纖接頭

15‧‧‧光纖接頭

16‧‧‧光學透鏡

21‧‧‧共軸式光循環器

211‧‧‧共軸式光循環器第一連接埠

212‧‧‧共軸式光循環器第二連接埠

213‧‧‧共軸式光循環器第三連接埠

圖一A、圖一B及圖一C為光激鎖模FP雷射基本原理之光譜圖；圖二A為本發明光激鎖模光發射模組之第一實施例之不共軸形式光循環器之立體圖；圖二B為本發明光激鎖模光發射模組之第一實施例之內部設計圖圖三A為本發明光激鎖模光發射模組之第二實施例之共軸形式光循環器之模組盒的立體圖；以及圖三B為本發明光激鎖模光發射模組之第二實施例之內部設計圖。

11‧‧‧模組盒

12‧‧‧同軸式封裝的FP雷射

13‧‧‧不共軸式光循環器

131‧‧‧不共軸式光循環器第一連接埠

132‧‧‧不共軸式光循環器第二連接埠

133‧‧‧不共軸式光循環器第三連接埠

14‧‧‧光纖接頭

15‧‧‧光纖接頭

16‧‧‧光學透鏡

Claims (5)

1. 一種光激鎖模光發射模組，其組成至少包括：一模組盒；一FP雷射，該FP雷射與光纖接頭分別位於模組盒之不同的邊上；一光循環器，該光循環器設置於模組盒中央處，而光循環器連接埠與FP雷射、光纖接頭進行相互連接；一光纖接頭，該光纖接頭分別與光循環器之第一連接埠與第三連接埠連接，而光循環器的第二連接埠與FP雷射連接，將光循環器與FP雷射整合在模組盒內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光激鎖模光發射模組，其中該光循環器可為不共軸形式的光循環器或共軸形式的光循環器所構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光激鎖模光發射模組，其中該FP雷射的封裝方式為同軸式封裝。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光激鎖模光發射模組，其中該光循環器連接埠與FP雷射的連接方式為直接連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光激鎖模光發射模組，其中該光循環器連接埠與光纖接頭的連接方式為中間置入光學透鏡。