可調光接收機、可調光發射機和可調光收發的製造方法

2023-09-21 03:48:50 2

可調光接收機、可調光發射機和可調光收發的製造方法
【專利摘要】一種可調光接收機、可調光發射機和可調光收發機。其中，一種可調光接收機，可包括：N個第一類光纖光柵、用於接收經過所述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及M1個用於調整所述第一類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，所述M1小於或等於N，所述M1和N為正整數，所述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。本發明實施例提供的技術方案有利於提供相對低成本的可調發射機、可調接收機和可調光收發機。
【專利說明】可調光接收機、可調光發射機和可調光收發機
【技術領域】
[0001]本發明涉及光纖【技術領域】，具體涉及可調光接收機、可調光發射機和可調光收發機。
【背景技術】
[0002]可調發射機和可調接收機，是光纖通信領域的核心器件之一，是提高光網絡的適應性和靈活性之關鍵所在。因為，據此可在一個傳輸帶寬裡選擇一個特殊的波長，使得用戶佔用更少資源，同時製造商可不再需要製作、進貨以及維修大量器件就能維持正常運營。
[0003]從20世紀80年代初，很多的基於半導體器件的波長調節方案提出。90年代隨著網際網路的飛速發展，光纖網絡也獲得長足進展，比如波分復用技術在長途傳輸領域的大量使用，更增加了對可調諧光器件的需求。其中，可調光器件主要包括兩種主要模塊:可調發射機和可調接收機。可調發射機的核心器件是可調雷射器，而可調接收機的核心器件是可調濾波器。
[0004]由於複雜的工藝和高昂的成本，可調雷射器和可調濾波器一直沒有在接入網中得到應用。但是過去10年隨著無源光網絡(PON, Passive Optical Network)技術的發展以及波分復用(WDM, Wavelength-Division Multiplexing)技術向接入網領域滲透,低成本的可調發射機和可調接收機的需求越來越迫切。尤其是在最近，隨著時分復用/波分復用混合PON技術的發展，上述需求變得更為緊迫和現實。

【發明內容】

[0005]本發明實施例提供可調光接收機、可調光發射機和可調光收發機，以期提供相對低成本的可調發射機、可調接收機。
[0006]本發明的第一方面提供一種可調光接收機，可包括:
[0007]N個第一類光纖光柵、用於接收經過所述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及Ml個用於調整所述第一類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，所述Ml小於或等於N，所述Ml和N為正整數，所述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。
[0008]結合第一方面，在第一種可能的實施方式中，所述Ml個波長調整器件包括壓力控制器和/或溫度控制器，
[0009]其中，所述壓力控制器用於通過對所述第一類光纖光柵施加不同應力來調整該第一光纖光柵中心波長；所述溫度控制器用於通過所述第一類光纖光柵施加不同熱度來調整該第一光纖光柵中心波長。
[0010]結合第一方面或第一方面的第一種可能的實施方式，在第二種可能的實施方式中，所述可調光接收機還包括設置於不同溫度控制器之間的熱隔離裝置。
[0011]結合第一方面或第一方面的第一種可能的實施方式或第一方面的第二種可能的實施方式，在第三種可能的實施方式中，所述N個第一類光纖光柵位於同一光纖光柵陣列之中。
[0012]結合第一方面或第一方面的第一種可能的實施方式或第一方面的第二種可能的實施方式或第一方面的第三種可能的實施方式，在第四種可能的實施方式中，所述可調光接收機還包括:設置於所述光接收機與所述N個第一類光纖光柵之間的，用於提高所述N個第一類光纖光柵與所述光接收機之間的光耦合效率的第二光學透鏡。
[0013]本發明第二方面提供一種可調光發射機，可包括:
[0014]第二類光纖光柵、寬譜增益介質和用於調整所述第二光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，所述第二類光纖光柵為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵。
[0015]結合第二方面，在第一種可能的實施方式中，所述波長調整器件為壓力控制器或溫度控制器，所述壓力控制器用於通過對上述第二類光纖光柵施加不同應力來調整該第二類光纖光柵中心波長；所述溫度控制器用於通過所述第二類光纖光柵施加不同熱度來調整該第二類光纖光柵中心波長。
[0016]結合第二方面或第二方面的第一種可能的實施方式，在第二種可能的實施方式中，所述可調光發射機還包括設置於上述第二類光纖光柵和寬譜增益介質之間的，用於提高上述第二類光纖光柵與上述寬譜增益介質之間的光耦合效率的第一光學透鏡。
[0017]本發明第三方面提供一種可調光收發機，可包括:
[0018]如本發明實施例提供的任意一種可調光接收機和如本發明實施例提供的任意一種可調光發射機。
[0019]本發明第四方面提供一種無源光網絡PON系統，可包括:
[0020]光線路終端0LT、光網絡單元0NU，及用於連接所述OLT和所述ONU的無源光分路器，其中，所述OLT和/或所述ONU包括:如本發明實施例提供的任意一種可調光接收機、如本發明實施例提供的任意一種可調光發射機或如本發明實施例提供的任意一種可調光收發機。
[0021]由上可見，在本發明的一些可行的實施方式中，可調光接收機包括N個第一類光纖光柵、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及Ml個用於調整上述第一類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，上述Ml小於或等於N，上述N為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。通過引入了 Ml個波長調整器件來調整部分或全部第一類光纖光柵的中心波長，這使得可調光接收機的可調接收變得靈活簡單，這樣無需要可調光接收機覆蓋整個C波段即可滿足多種場景需要，這就在很大程度上降低了對可調範圍的要求，並且，引入幾個波長調整器件即可實現多種場景對可調接收需要，有利於將可調光接收機控制在相對低的成本。
[0022]在本發明一些可行實施方式中，可調光發射機包括第二類光纖光柵、寬譜增益介質和用於調整上述第二類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中上述第二類光纖光柵為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵。通過引入了一個波長調整器件來調整第二類光纖光柵的中心波長，這使得可調光發射機的可調接收變得靈活簡單，這樣無需要可調光發射機覆蓋整個C波段即可滿足多種場景需要，這就在很大程度上降低了對可調範圍的要求，並且，引入I個波長調整器件即可實現多種場景對可調發射需要，有利於將可調發射機控制在相對低的成本。
[0023]在本發明一些可行實施方式中，可調光收發機包括第二類光纖光柵、寬譜增益介質、波分復用器、N個第一類光纖光柵、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及M2個用於調整上述光纖光柵的中心波長的波長調整器件，上述M2小於或等於N+1，上述N為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。通過引入了 M2個波長調整器件來調整部分或全部光纖光柵的中心波長，這使得可調光收發機的可調收發變得靈活簡單，這樣無需要可調光收發機覆蓋整個C波段即可滿足多種場景需要，這就在很大程度上降低了對可調範圍的要求，並且，引入幾個波長調整器件即可實現多種場景對可調收發的需要，有利於將可調收發機控制在相對低的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例技術方案，下面將對實施例和現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0025]圖1為本發明實施例提供的一種可調光接收機的結構示意圖；
[0026]圖2為本發明實施例提供的另一種可調光接收機的結構示意圖；
[0027]圖3為本發明實施例提供的另一種可調光接收機的結構示意圖；
[0028]圖4為本發明實施例提供的另一種可調光接收機的結構示意圖；
[0029]圖5為本發明實施例提供的一種可調光發射機的結構示意圖；
[0030]圖6為本發明實施例提供的另一種可調光發射機的結構示意圖；
[0031]圖7為本發明實施例提供的另一種可調光發射機的結構示意圖；
[0032]圖8為本發明實施例提供的另一種可調光發射機的結構示意圖；
[0033]圖9為本發明實施例提供的一種可調光收發機的結構示意圖；
[0034]圖10為本發明實施例提供的另一種可調光收發機的結構示意圖；
[0035]圖11為本發明實施例提供的另一種可調光收發機的結構示意圖；
[0036]圖12為本發明實施例提供的另一種可調光收發機的結構示意圖；
[0037]圖13為本發明實施例提供的另一種可調光收發機的結構示意圖；
[0038]圖14為本發明實施例提供的另一種可調光收發機的結構示意圖；
[0039]圖15為本發明實施例提供的一種PON系統的結構示意圖；
[0040]圖16為本發明實施例提供的另一種PON系統的結構示意圖；
[0041]圖17為本發明實施例提供的另一種PON系統的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0042]本發明實施例提供可調光接收機、可調光發射機和可調光收發機，以期提供相對低成本的可調發射機、可調接收機。
[0043]為使得本發明的發明目的、特徵、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。[0044]本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」、「第三」 「第四」等(如果存在)是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本發明的實施例例如能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
[0045]下面通過具體實施例，分別進行詳細的說明。
[0046]本發明的一個實施例基於無源光網絡系統架構提供可調光接收機，一種可調光接收機可包括:N個第一類光纖光柵、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵(FBG，FiberBragg Grating)過濾波長後的光信號的光接收機,其中上述Ml小於或等於N,上述N為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。
[0047]其中，Ml個波長調整器件可以是能夠用於調整上述第一類光纖光柵的中心波長的各類型器件。例如，Ml個波長調整器件可以包括:壓力控制器和/或溫度控制器。其中，上述壓力控制器用於通過對上述第一類光纖光柵施加不同應力來調整該第一類光纖光柵中心波長；上述溫度控制器用於通過上述第一類光纖光柵施加不同熱度來調整該第一類光纖光柵中心波長。當然，本發明其它實施例中還可選用其它類型的波長調整器件。
[0048]在本發明一些實施例中，上述壓力控制器可為壓電陶瓷控制器或其它類型的壓力控制器，其中，壓電陶瓷控制器成本低廉，且穩定性、可控性和實用性強較。在本發明的一些實施例中，上述溫度控制器為加熱器或熱電製冷器或其它類型的溫度控制器，其中，加熱器或熱電製冷器成本低廉，穩定性、可控性和實用性較強。
[0049]在本發明的一些實施例中，上述可調光接收機還可包括:設置於不同溫度控制器之間的熱隔離裝置，其中，熱隔離裝置可用於對不同溫度控制器之間的溫度串擾進行隔離。
[0050]在本發明的一些實施例中，上述N個第一類光纖光柵可位於同一光纖光柵陣列或不同光纖光柵陣列之中。其中，若N個第一類光纖光柵位於同一光纖光柵陣列，有利於產品小型化、獲得更好的耦合效果，且便於更好的進行批量加工，以降低成本。
[0051]在本發明的一些實施例中，可調光接收機還可包括:設置於上述光接收機與上述N個第一類光纖光柵之間的，用於提高上述N個第一類光纖光柵與上述光接收機之間的光耦合效率的第二光學透鏡。
[0052]為便於更好的理解本發明上述實施例提供的技術方案，下面結合一些附圖舉例介紹一些可調光接收機。
[0053]參見圖1，圖1為本發明實施例提供的一種可調光接收機的結構示意圖。
[0054]其中，圖1中假設共有4個下行波長λ dl、λ d2、λ d3和λ d4的光信號進入可調光接收機的入射埠。其中，圖1中的可調光接收機包括:串聯的3個第一類光纖光柵103(FBGU FBGl和FBG2)，3個第一類光纖光柵103可看做是可調光接收機的濾波器。
[0055]其中，每個第一類光纖光柵103的功能可如圖2所示，第一類光纖光柵103可將中心波長全反射回去，而其餘波長則可透射過去。如對於FBG1，其可以讓Ad2、Ad3和λ(14完全透射到出射端，而阻止Adl (Adl被反射回去)，FBG2可以阻止λ d3而讓其它波長透射過去，同理，FBG3可以阻止λ d4而讓剩餘的其它波長透射過去。因此，對於串聯FBG1、FBG2和FBG3所形成的濾波器，對於接收到的4個波長，可僅讓λ d2通過濾波器到達光接收機101，而阻止其餘的三個波長λ dl、λ d3和λ d4，從而實現波長選擇功能。
[0056]研究和測試發現，光纖光柵(如第一類光纖光柵)的反射波長(即中心波長)通常會隨著光纖光柵上所受到的應力(壓力)或光纖光柵的溫度等環境參數的變化而變化，因此，本發明實施例可在部分或全部光纖光柵上安裝波長調整器件，利用波長調整器件來改變光纖光柵上所受應力(壓力)或光纖光柵的溫度等環境參數，以調整光纖光柵的中心波長。
[0057]例如圖3所示，圖3中以波長調整器件102為溫度控制器(溫度控制器例如為加熱器或熱電製冷器)為例，利用溫度控制器改變光纖光柵的溫度，可以改變第一類光纖光柵的中心波長。舉例來說，可以通過控制FBGl的溫度，使FBGl的中心波長從λ dl調諧到λ d2，並保持FBG2和FBG3的溫度不變，此時，只有λ dl可以通過FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵，即，將通過FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射波長從原來的λ d2調諧到了入(11。以此類推，若保持FBGl和FBG3溫度不變，將FBG2的中心波長調諧到Ad2，則FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射波長被調諧到λ d3 ;若保持FBGl的溫度不變，將FBG2和FBG3的中心波長分別調諧到λ d2和λ d3，則FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射波長被調諧到λ d4 ;當然，也可以保持FBGl和FBG2的溫度不變，將FBG3的中心波長調諧到λ d2，這樣也可將FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射波長調諧到λ d4。可以看出，基於圖3所示結構的可調光接收機，可方便的從4個接收波長中選擇出一個波長到接收機，實現可調接收功能。並且每個光纖光柵的中心波長可只需調諧到鄰近波長，僅需要很小的調諧範圍，就可實現可調光接收機在4個波長範圍內的靈活調諧。其中，更多個第一類光纖光柵組合形成濾波器的場景可以此類推。
[0058]又例如圖4所示，圖4中以波長調整器件102為壓電陶瓷控制器為例，利用壓電陶瓷控制器對光纖光柵施加一定的應力，通過控制加載到壓電陶瓷控制器中的壓電陶瓷上的電壓，來改變光纖光柵所受到的應力，進而可以改變該光纖光柵的中心波長。舉例來說，可以通過控制FBGl所受到的應力，使FBGl的中心波長從λ dl調諧到λ d2，並保持FBG2和FBG3所受應力不變，此時，則只有Xdl可以通過FBGl、FBG2和FBG3這三個光纖光柵，SP，將通過FBGl、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射波長從原來的λ d2調諧到λ dl。以此類推，若保持FBGl和FBG3所受應力不變，將FBG2的中心波長調諧到λ d2，則FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵透射的波長被調諧到λ d3 ;類似的，若保持FBGl所受應力不變，將FBG2和FBG3的中心波長分別調諧到λ d2和λ d3，則整個可調光接收機的透射波長被調諧到λ d4 ;當然也可保持FBGl和FBG2所受應力不變，將FBG3的中心波長調諧到λ d2，這樣也可以將FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射波長調諧到λ d4。基於圖4結構的可調光接收機可以方便的從4個接收波長中選擇出一個波長到接收機，實現可調接收功能。並且，每個光纖光柵的中心波長可只需調諧到鄰近波長，僅僅需要很小的調諧範圍，就可實現可調光接收機在4個波長範圍內的靈活調諧。
[0059]此外，多個FBG可通過紫外曝光等工藝依次刻寫在同一根光纖上面，而加載在各FBG上的壓電陶瓷控制器可製作為壓電陶瓷陶瓷控制器陣列，這樣有利於一次性製作出來，有利於降低成本。
[0060]可以理解，上述舉例中主要以實現4個波長的可調接收功能，對於實現更多波長或更少波長的可調接收的場景，可以此類推。[0061]由上可見，本發明實施例可調光接收機包括N個第一類光纖光柵、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及Ml個用於調整上述第一類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，上述Ml小於或等於N，上述N為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。通過引入了 Ml個波長調整器件來調整部分或全部第一類光纖光柵的中心波長，這使得可調光接收機的可調接收變得靈活簡單，這樣無需要可調光接收機覆蓋整個C波段即可滿足多種場景需要，這就在很大程度上降低了對可調範圍的要求，並且，引入幾個波長調整器件即可實現多種場景對可調接收需要，有利於將可調光接收機控制在相對低的成本。
[0062]本發明實施例還提供一種可調光發射機，可包括:
[0063]第二類光纖光柵、寬譜增益介質和用於調整上述第二類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，上述第二類光纖光柵為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵。
[0064]其中，波長調整器件可以是能夠用於調整上述第二類光纖光柵的中心波長的各類型器件，例如波長調整器件可包括:壓力控制器和/或溫度控制器。其中，上述壓力控制器用於通過對上述第二類光纖光柵施加不同應力來調整該第二類光纖光柵中心波長；上述溫度控制器用於通過上述第二類光纖光柵施加不同熱度來調整該第二類光纖光柵中心波長。當然，本發明其它實施例中還可選用其它類型的波長調整器件。
[0065]其中，在本發明的一些實施例中，寬譜增益介質例如可以是反射式半導體光放大器(RSOA, Reflective SeMliconductor Optical AMlplifier)或其它類型的寬譜增益介質。
[0066]在本發明的一些實施例中，上述壓力控制器可為壓電陶瓷控制器或其它類型的壓力控制器，其中，壓電陶瓷控制器成本低廉，且穩定性、可控性和實用性強較。
[0067]在本發明的一些實施例中，上述溫度控制器為加熱器或熱電製冷器或其它類型的溫度控制器，其中，加熱器或熱電製冷器成本低廉，穩定性、可控性和實用性較強。
[0068]在本發明的一些實施例中，上述可調光發射機還包括設置於上述第二類光纖光柵和寬譜增益介質之間的，用於提高上述第二類光纖光柵與上述寬譜增益介質之間的光耦合效率的第一光學透鏡。
[0069]為便於更好的理解本發明上述實施例提供的技術方案，下面結合一些附圖舉例介紹一些可調光發射機。
[0070]參見圖5和圖6，圖5和圖6為本發明實施例提供的兩種可調光發射機的結構示意圖。其中，圖5所示可調光發射機包括:第二類光纖光柵203 (FBG4)、寬譜增益介質201和波長調整器件102。其中，圖6所示可調光發射機進一步包括第一光學透鏡204，其中，第一光學透鏡204設置於第二類光纖光柵203和寬譜增益介質201之間，第一光學透鏡204用於提高第二類光纖光柵203和寬譜增益介質201之間的光耦合效率。
[0071]其中，寬譜增益介質201可以在一個較寬範圍內提供增益，而第二類光纖光柵203可以對上行的某個波長λ u具有部分反射部分透射的功能，而對其它波長則可全部透射。
[0072]例如，對於寬譜增益介質201發出的一個寬譜自發輻射的光信號，經過第一光學透鏡204耦合到FBG4，FBG4可以把波長為λ u的部分反射回到寬譜增益介質201進行進一步的放大，這樣往返反覆形成諧振，寬譜增益介質201和FBG4就形成了一個波長為λ u的雷射器。如果通過波長調整器件102改變FBG4的中心波長，可實現發射波長的調諧。[0073]例如圖7所示，圖7中以波長調整器件102為溫度控制器(其中，溫度控制器例如為加熱器或熱電製冷器)為例，利用溫度控制器改變第二類光纖光柵203的溫度，可以改變第二類光纖光柵203的中心波長。又例如圖8所示，圖8中以波長調整器件102為壓電陶瓷控制器為例，利用壓電陶瓷控制器對第二類光纖光柵203施加一定的應力，通過控制加載到壓電陶瓷控制器中的壓電陶瓷上的電壓，來改變第二類光纖光柵203所受到的應力，進而可以改變第二類光纖光柵203的中心波長。
[0074]由上可見，本發明實施例可調光發射機包括第二類光纖光柵、寬譜增益介質和用於調整上述第二類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，上述第二類光纖光柵為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵。通過引入了一個波長調整器件來調整第二類光纖光柵的中心波長，這使得可調光發射機的可調接收變得靈活簡單，這樣無需要可調光發射機覆蓋整個C波段即可滿足多種場景需要，這就在很大程度上降低了對可調範圍的要求，並且，引入I個波長調整器件即可實現多種場景對可調發射需要，有利於將可調發射機控制在相對低的成本。
[0075]本發明實施例還提供一種可調光收發機，可包括:如上述實施例描述的任意一種可調光發送機和如上述實施例描述的任意一種可調光接收機。當然可調光收發機還可包括其它器件，例如還可包括用於耦合上述可調光發送機和可調光接收機的波分復用器等。當然，可調光收發機還可包括如分波器、合波器等其它器件。
[0076]本發明實施例還提供一種可調光收發機，可包括:第二類光纖光柵、N個第一類光纖光柵、寬譜增益介質、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及M2個用於調整上述光纖光柵(第二類光纖光柵和/或第一類光纖光柵)的中心波長的波長調整器件和波分復用器。
[0077]其中，上述M2小於或等於N+1，上述N和M2為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵，上述第二類光纖光柵為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵；
[0078]其中，上述波分復用器的公共端與第二類光纖光柵和第一類光纖光柵相連，上述波分復用器的接收波長埠與上述光接收機的光接收埠相連，上述波分復用器的發射波長埠與上述寬譜增益介質相連。
[0079]其中，M2個波長調整器件可以是能夠用於調整上述光纖光柵(第二類光纖光柵和/或第一類光纖光柵)的中心波長的各類型器件，例如，M2個波長調整器件可以包括:壓力控制器和/或溫度控制器。其中，上述壓力控制器用於通過對光纖光柵(第二類光纖光柵或第一類光纖光柵)施加不同應力來調整該光纖光柵中心波長；上述溫度控制器用於通過光纖光柵(第二類光纖光柵和/或第一類光纖光柵)施加不同熱度來調整該光纖光柵中心波長。當然，本發明其它實施例中還可選用其它類型的波長調整器件。
[0080]在本發明一些實施例中，上述波分復用器例如為薄膜波分復用器或其它類型的波分復用器。
[0081]在本發明一些實施例中，上述壓力控制器可為壓電陶瓷控制器或其它類型的壓力控制器，其中，壓電陶瓷控制器成本低廉，且穩定性、可控性和實用性強較。在本發明的一些實施例中，上述溫度控制器為加熱器或熱電製冷器或其它類型的溫度控制器，其中，加熱器或熱電製冷器成本低廉，穩定性、可控性和實用性較強。[0082]在本發明的一些實施例中，上述可調光收發機還包括設置於不同溫度控制器之間的熱隔離裝置，其中，熱隔離裝置可以用於對不同溫度控制器之間的溫度串擾進行隔離。
[0083]在本發明的一些實施例中，上述N個第一類光纖光柵可位於同一光纖光柵陣列或不同光纖光柵陣列之中。其中，若N個第一類光纖光柵位於同一光纖光柵陣列，在有利於小型化、獲得更好的耦合效果。
[0084]在本發明的一些實施例中，上述第二類光纖光柵和N個第一類光纖光柵可位於同一光纖光柵陣列或不同光纖光柵陣列之中。其中，若第二類光纖光柵和N個第一類光纖光柵位於同一光纖光柵陣列，在有利於小型化、獲得更好的耦合效果。
[0085]在本發明的一些實施例中，上述可調光收發機還包括設置於上述第二類光纖光柵和寬譜增益介質之間的，用於提高上述第二類光纖光柵與上述寬譜增益介質之間的光耦合效率的第一光學透鏡。
[0086]在本發明的一些實施例中，可調光收發機還可包括:設置於上述光接收機與上述N個第一類光纖光柵之間的，用於提高上述N個第一類光纖光柵與上述光接收機之間的光耦合效率的第二光學透鏡。
[0087]為便於更好的理解本發明上述實施例提供的技術方案，下面結合一些附圖舉例介紹一些可調光發射機。
[0088]參見圖9?圖11，圖9?圖11為本發明實施例提供的幾種可調光收發機的結構示意圖。
[0089]其中，圖9?圖11所示可調光收發機包括:
[0090]第二類光纖光柵203、N個第一類光纖光柵103 (圖9中以N等於3為例)、寬譜增益介質201、波分復用器301、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機101、以及M2個(圖9中以M2等於3為例、圖10中以M2等於4為例、圖11中以M2等於2為例)用於調整上述光纖光柵(第二類光纖光柵和/或第一類光纖光柵)的中心波長的波長調整器件102。
[0091 ] 其中，上述M2小於或等於N+1，上述N和M2為正整數，第一類光纖光柵103為對中心波長全反射的光纖光柵，第二類光纖光柵203為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵。
[0092]其中，波分復用器301的公共端與第一類光纖光柵103或第二類光纖光柵203相連(圖中波分復用器301的公共端與第二類光纖光柵203相連為例)，波分復用器301的接收波長埠與光接收機101的光接收埠相連，波分復用器301的發射波長埠與寬譜增益介質201相連。
[0093]圖12所示可調光收發機進一步包括:設置於第二類光纖光柵203和寬譜增益介質201之間的，用於提高第二類光纖光柵203與寬譜增益介質201之間的光耦合效率的第一光學透鏡204。
[0094]其中，寬譜增益介質201可以在一個較寬範圍內提供增益，而第二類光纖光柵203可以對上行的某個波長λ u具有部分反射部分透射的功能，而對其它波長則可全部透射。
[0095]例如，對於寬譜增益介質201發出的一個寬譜自發輻射的光信號，經過第一光學透鏡204耦合到FBG4，FBG4可以把波長為λ u的部分反射回到寬譜增益介質201進行進一步的放大，這樣往返反覆形成諧振，寬譜增益介質201和FBG4就形成了一個波長為λ u的雷射器。如果通過波長調整器件102改變FBG4的中心波長，可實現發射波長的調諧。
[0096]例如圖13所示，圖13中以波長調整器件102為溫度控制器(溫度控制器例如為加熱器或熱電製冷器)為例，利用溫度控制器改變光纖光柵的溫度，可以改變光纖光柵的中心波長。舉例來說，可以通過控制FBGl的溫度，使FBGl的中心波長從λ dl調諧到λ d2，並保持FBG2和FBG3的溫度不變，此時，只有λ dl可以通過FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵，即，將通過FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的波長從原來的Ad2調諧到了 Adi。以此類推，若保持FBGl和FBG3溫度不變，將FBG2的中心波長調諧到λ d2，則FBGl、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射波長被調諧到λ d3 ;若保持FBGl的溫度不變，將FBG2和FBG3的中心波長分別調諧到λ d2和λ d3，則FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射波長被調諧到λ d4 ;當然，也可以保持FBGl和FBG2的溫度不變，將FBG3的中心波長調諧到λ d2，這樣也可將FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射波長調諧到λ d4。可以看出，基於圖13所示結構的可調光接收機，可方便的從4個接收波長中選擇出一個波長到接收機101，實現可調接收功能。並且，每個光纖光柵的中心波長可只需調諧到鄰近波長，僅僅需要很小的調諧範圍，就可實現可調光收發機在4個波長範圍內的靈活調諧。
[0097]又例如圖14所示，圖14中以波長調整器件102為壓電陶瓷控制器為例，利用壓電陶瓷控制器對光纖光柵施加一定的應力，通過控制加載到壓電陶瓷控制器中的壓電陶瓷上的電壓，來改變光纖光柵所受到的應力，進而可以改變該光纖光柵的中心波長。舉例來說，可以通過控制FBGl所受到的應力，使FBGl的中心波長從λ dl調諧到λ d2，並保持FBG2和FBG3所受應力不變，此時，則只有λ dl可以通過FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵，即，將通過FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的波長從原來的λ d2調諧到λ dl。以此類推，如果保持FBGl和FBG3所受應力不變，將FBG2的中心波長調諧到λ d2，則FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵的透射的波長被調諧到λ d3 ;類似的，保持FBGl所受應力不變，將FBG2和FBG3的中心波長分別調諧到λ d2和λ d3，則FBG1、FBG2和FBG3這三個光纖光柵透射波長被調諧到λ d4 ;當然，也可以保持FBGl和FBG2所受應力不變，將FBG3的中心波長調諧到λ d2，這樣也可以將透射波長調諧到Xd4。基於圖14結構的可調光接收機可以方便的從4個接收波長中選擇出一個波長到接收機，實現可調接收功能。並且，每個光纖光柵的中心波長可只需調諧到鄰近波長，僅僅需要很小的調諧範圍，就可實現可調光收發機在4個波長範圍內的靈活調諧。
[0098]此外，多個FBG (第二類光纖光柵203和N個第一類光纖光柵103)可通過紫外曝光等工藝依次刻寫在同一根光纖上面，而加載在各FBG上的壓電陶瓷控制器可製作為壓電陶瓷陶瓷控制器陣列，這樣有利於一次性製作出來，有利於降低成本。
[0099]由上可見，本發明實施例可調光收發機包括:第二類光纖光柵、寬譜增益介質、波分復用器、N個第一類光纖光柵、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及M2個用於調整上述光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，上述M2小於或等於Ν+1，上述N為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。通過引入了 M2個波長調整器件來調整部分或全部光纖光柵的中心波長，這使得可調光收發機的可調收發變得靈活簡單，這樣無需要可調光收發機覆蓋整個C波段即可滿足多種場景需要，這就在很大程度上降低了對可調範圍的要求，並且，引入幾個波長調整器件即可實現多種場景對可調收發的需要，有利於將可調收發機控制在相對低的成本。[0100]本發明的另一實施例還提供一種無源光網絡PON系統，可包括:
[0101]光線路終端(OLT,Optical Line Termination)、
[0102]光網絡單兀(ONU, Optical Network Unit),例如X個光網絡單兀、
[0103]以及用於連接上述OLT和上述X個ONU的無源光分路器(Splitter)；
[0104]其中，上述OLT和/或上述X個ONU中的至少一個ONU包括可調光收發機或可調光發射機或可調光接收機，其中，X為正整數，例如X為大於I或2或其它值的正整數。
[0105]參見圖15，在本發明的一些實施例中，PON系統可包括:
[0106]光線路終端1510、X個光網絡單元1520、以及用於連接上述OLT和上述X個ONU的無源光分路器1530。其中，光線路終端1510可通過主幹光纖與無源光分路器1530連接，無源光分路器1530可通過各分支光纖與各光網絡單元1520連接，其中，主幹光纖、無源光分路器以及分支光纖可構成光光分配網絡(0DN, Optical Distribution Network) 1540。
[0107]其中，在PON系統中，從OLT到0NU/0NT方向的傳輸稱為下行，反之稱為上行，下行數據因為光的特性是由OLT廣播到各ONU的，各ONU的上行數據發送由OLT分配發送時隙，上行方向採用時分復用傳輸。其中，ODN為無源分光器件，將OLT下行的數據傳輸到各個0NU，同時，將多個ONU的上行數據匯總傳輸到OLT ；0NU為PON系統提供用戶側接口，上行與ODN相連。對於一般的PON系統，下行和上行分別用一個不同的波長。
[0108]參見圖16，上述OLT和上述X個ONU中可包括可調光收發器。
[0109]其中，時分波分復用(TWDM,Time/Wave Iength-Di vis ion Multiplexing) PON 是在圖16所示PON系統構架的基礎上擴充而成。其中，兩個PON系統架構主要相同點是整個ODN網絡結構不變，主要不同點是上下行的波長數量由I個增加至多個(圖17中以4個為例)，如圖17舉例所示。下行方向，0LT1510中的多個可調光發射機分別發出多個不同波長光，經過合波器進入主幹光纖，然後再到達0NU1530。對0NU1530的可調光接收機，可只選擇其中一個波長光進行接收。而在上行方向，任一 0NU1530可發出多種上行波長光的一種，因此在任一時刻，都有多種上行光。可調光發射機根據需要調節到特定波長，可減少ONU的種類。上行的多個波長進入光分配網絡1540後，可到達0LT1510的分波器，其中，該分波器可把各種不同波長的上行光分開，進入到不同的可調光接收機。其中，在0LT1510和0NU1530中的WDM可看作是用來把上下行波長匯聚或者分離的濾波器。
[0110]具體的，在本發明的一些實施例中，上述OLT可包括:如上述實施例提到的任意一種可調光接收機、或如上述實施例提到的任意一種可調光收發機或如上述實施例提到的任意一種可調光發射機。
[0111]具體的，在本發明的一些實施例中，上述X個ONU中的至少一個ONU中可包括如上述實施例提到的任意一種可調光接收機、或如上述實施例提到的任意一種可調光收發機或如上述實施例提到的任意一種可調光發射機。
[0112]具體的，可調光接收機例如可以具體包括:N個第一類光纖光柵、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機，其中，上述Ml小於或等於N，上述N為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。
[0113]其中，Ml個波長調整器件可以是能夠用於調整上述第一類光纖光柵的中心波長的各類型器件。例如，Ml個波長調整器件可以包括:壓力控制器和/或溫度控制器。其中，上述壓力控制器用於通過對上述第一類光纖光柵施加不同應力來調整該第一類光纖光柵中心波長；上述溫度控制器用於通過上述第一類光纖光柵施加不同熱度來調整該第一類光纖光柵中心波長。當然，本發明其它實施例中還可選用其它類型的波長調整器件。
[0114]在本發明一些實施例中，上述壓力控制器可為壓電陶瓷控制器或其它類型的壓力控制器，其中，壓電陶瓷控制器成本低廉，且穩定性、可控性和實用性強較。在本發明的一些實施例中，上述溫度控制器為加熱器或熱電製冷器或其它類型的溫度控制器，其中，加熱器或熱電製冷器成本低廉，穩定性、可控性和實用性較強。
[0115]在本發明的一些實施例中，上述可調光接收機還可包括:設置於不同溫度控制器之間的熱隔離裝置，其中，熱隔離裝置可用於對不同溫度控制器之間的溫度串擾進行隔離。
[0116]在本發明的一些實施例中，上述N個第一類光纖光柵可位於同一光纖光柵陣列或不同光纖光柵陣列之中。其中，若N個第一類光纖光柵位於同一光纖光柵陣列，有利於產品小型化、獲得更好的耦合效果，且便於更好的進行批量加工，以降低成本。
[0117]在本發明的一些實施例中，可調光接收機還可包括:設置於上述光接收機與上述N個第一類光纖光柵之間的，用於提高上述N個第一類光纖光柵與上述光接收機之間的光耦合效率的第二光學透鏡。
[0118]具體的，在本發明的一些實施例中，若上述OLT和/或上述X個ONU中的至少一個ONU中包括可調光發射機，則該可調光發射機可具體包括:
[0119]第二類光纖光柵、寬譜增益介質和用於調整上述第二類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，上述第二類光纖光柵為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵。
[0120]其中，波長調整器件可以是能夠用於調整上述第二類光纖光柵的中心波長的各類型器件，例如波長調整器件可包括:壓力控制器和/或溫度控制器。其中，上述壓力控制器用於通過對上述第二類光纖光柵施加不同應力來調整該第二類光纖光柵中心波長；上述溫度控制器用於通過上述第二類光纖光柵施加不同熱度來調整該第二類光纖光柵中心波長。當然，本發明其它實施例中還可選用其它類型的波長調整器件。
[0121]其中，在本發明的一些實施例中，寬譜增益介質例如可以是反射式半導體光放大器或其它類型的寬譜增益介質。
[0122]在本發明的一些實施例中，上述壓力控制器可為壓電陶瓷控制器或其它類型的壓力控制器，其中，壓電陶瓷控制器成本低廉，且穩定性、可控性和實用性強較。
[0123]在本發明的一些實施例中，上述溫度控制器為加熱器或熱電製冷器或其它類型的溫度控制器，其中，加熱器或熱電製冷器成本低廉，穩定性、可控性和實用性較強。
[0124]在本發明的一些實施例中，上述可調光發射機還包括設置於上述第二類光纖光柵和寬譜增益介質之間的，用於提高上述第二類光纖光柵與上述寬譜增益介質之間的光耦合效率的第一光學透鏡。
[0125]具體的，在本發明的一些實施例中，若上述OLT和/或上述X個ONU中的至少一個ONU中包括可調光收發機，則該可調光收發可具體包括:如上述實施例描述的任意一個可調光發送機和如上述實施例描述的任意一個可調光接收機。當然可調光收發機還可包括其它器件，例如還可包括用於耦合上述可調光發送機和可調光接收機的波分復用器等。例如，該可調光收發機可包括:第二類光纖光柵、N個第一類光纖光柵、寬譜增益介質、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及M2個用於調整上述光纖光柵(第二類光纖光柵和/或第一類光纖光柵)的中心波長的波長調整器件和波分復用器。
[0126]其中，上述M2小於或等於N+1，上述N和M2為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵，上述第二類光纖光柵為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵；
[0127]其中，上述波分復用器的公共端與第二類光纖光柵和第一類光纖光柵相連，上述波分復用器的接收波長埠與上述光接收機的光接收埠相連，上述波分復用器的發射波長埠與上述寬譜增益介質相連。
[0128]其中，M2個波長調整器件可以是能夠用於調整上述光纖光柵(第二類光纖光柵和/或第一類光纖光柵)的中心波長的各類型器件，例如，M2個波長調整器件可以包括:壓力控制器和/或溫度控制器。其中，上述壓力控制器用於通過對光纖光柵(第二類光纖光柵或第一類光纖光柵)施加不同應力來調整該光纖光柵中心波長；上述溫度控制器用於通過光纖光柵(第二類光纖光柵和/或第一類光纖光柵)施加不同熱度來調整該光纖光柵中心波長。當然，本發明其它實施例中還可選用其它類型的波長調整器件。
[0129]在本發明一些實施例中，上述波分復用器例如為薄膜波分復用器或其它類型的波分復用器。
[0130]在本發明一些實施例中，上述壓力控制器可為壓電陶瓷控制器或其它類型的壓力控制器，其中，壓電陶瓷控制器成本低廉，且穩定性、可控性和實用性強較。在本發明的一些實施例中，上述溫度控制器為加熱器或熱電製冷器或其它類型的溫度控制器，其中，加熱器或熱電製冷器成本低廉，穩定性、可控性和實用性較強。
[0131 ] 在本發明的一些實施例中，上述可調光收發機還包括設置於不同溫度控制器之間的熱隔離裝置，其中，熱隔離裝置可以用於對不同溫度控制器之間的溫度串擾進行隔離。
[0132]在本發明的一些實施例中，上述N個第一類光纖光柵可位於同一光纖光柵陣列或不同光纖光柵陣列之中。其中，若N個第一類光纖光柵位於同一光纖光柵陣列，在有利於小型化、獲得更好的耦合效果。
[0133]在本發明的一些實施例中，上述第二類光纖光柵和N個第一類光纖光柵可位於同一光纖光柵陣列或不同光纖光柵陣列之中。其中，若第二類光纖光柵和N個第一類光纖光柵位於同一光纖光柵陣列，在有利於小型化、獲得更好的耦合效果。
[0134]在本發明的一些實施例中，上述可調光收發機還包括設置於上述第二類光纖光柵和寬譜增益介質之間的，用於提高上述第二類光纖光柵與上述寬譜增益介質之間的光耦合效率的第一光學透鏡。
[0135]在本發明的一些實施例中，可調光收發機還可包括:設置於上述光接收機與上述N個第一類光纖光柵之間的，用於提高上述N個第一類光纖光柵與上述光接收機之間的光耦合效率的第二光學透鏡。
[0136]由上可見，本發明實施例PON可包括:光線路終端、X個光網絡單元以及用於連接上述OLT和上述X個ONU的無源光分路器，其中，上述OLT和/或上述X個ONU中的至少一個ONU包括可調光收發機或可調光發射機或可調光接收機。
[0137]其中，可調光接收機可包括N個第一類光纖光柵、用於接收經過N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及Ml個用於調整上述第一類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，上述Ml小於或等於N，上述N為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。通過引入了 Ml個波長調整器件來調整部分或全部第一類光纖光柵的中心波長，這使得可調光接收機的可調接收變得靈活簡單，這樣無需要可調光接收機覆蓋整個C波段即可滿足多種場景需要，這就在很大程度上降低了對可調範圍的要求，並且，引入幾個波長調整器件即可實現多種場景對可調接收需要，有利於將可調光接收機控制在相對低的成本。
[0138]其中，可調光發射機可以包括第二類光纖光柵、寬譜增益介質和用於調整上述第二類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，上述第二類光纖光柵為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵。通過引入了一個波長調整器件來調整第二類光纖光柵的中心波長，這使得可調光發射機的可調接收變得靈活簡單，這樣無需要可調光發射機覆蓋整個C波段即可滿足多種場景需要，這就在很大程度上降低了對可調範圍的要求，並且，引入I個波長調整器件即可實現多種場景對可調發射需要，有利於將可調發射機控制在相對低的成本。
[0139]其中，可調光收發機可以包括:第二類光纖光柵、寬譜增益介質、波分復用器、N個第一類光纖光柵、用於接收經過上述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及M2個用於調整上述光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，上述M2小於或等於N+1，上述N為正整數，上述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。通過引入了 M2個波長調整器件來調整部分或全部光纖光柵的中心波長，這使得可調光收發機的可調收發變得靈活簡單，這樣無需要可調光收發機覆蓋整個C波段即可滿足多種場景需要，這就在很大程度上降低了對可調範圍的要求，並且，引入幾個波長調整器件即可實現多種場景對可調收發的需要，有利於將可調收發機控制在相對低的成本。
[0140]在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。
[0141]以上對本發明實施例所提供的可調光接收機、可調光發射機和可調光收發機進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種可調光接收機，其特徵在於，包括: N個第一類光纖光柵、用於接收經過所述N個第一類光纖光柵過濾波長後的光信號的光接收機、以及Ml個用於調整所述第一類光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，所述Ml小於或等於N，所述Ml和N為正整數，所述第一類光纖光柵為對中心波長全反射的光纖光柵。
2.根據權利要求1所述的可調光接收機，其特徵在於，所述Ml個波長調整器件包括壓力控制器和/或溫度控制器， 其中，所述壓力控制器用於通過對所述第一類光纖光柵施加不同應力來調整該第一光纖光柵中心波長；所述溫度控制器用於通過所述第一類光纖光柵施加不同熱度來調整該第一光纖光柵中心波長。
3.根據權利要求1或2所述的可調光接收機，其特徵在於，所述可調光接收機還包括設置於不同溫度控制器之間的熱隔離裝置。
4.根據權利要求1至3任一項所述的可調光接收機，其特徵在於，所述N個第一類光纖光柵位於同一光纖光柵陣列之中。
5.根據權利要求1至4任一項所述的可調光接收機，其特徵在於， 所述可調光接收機還包括:設置於所述光接收機與所述N個第一類光纖光柵之間的，用於提高所述N個第一類光纖光柵與所述光接收機之間的光耦合效率的第二光學透鏡。
6.一種可調光發射機，其特徵在於，包括: 第二類光纖光柵、寬譜增益介質和用於調整所述第二光纖光柵的中心波長的波長調整器件，其中，所述第二類光纖光柵為對中心波長部分反射部分透射的光纖光柵。
7.根據權利要求6上述的可調光發射機，其特徵在於，所述波長調整器件為壓力控制器或溫度控制器，所述壓力控制器用於通過對上述第二類光纖光柵施加不同應力來調整該第二類光纖光柵中心波長；所述溫度控制器用於通過所述第二類光纖光柵施加不同熱度來調整該第二類光纖光柵中心波長。
8.根據權利要求6或7所述的可調光發射機，其特徵在於， 所述可調光發射機還包括設置於上述第二類光纖光柵和寬譜增益介質之間的，用於提高上述第二類光纖光柵與上述寬譜增益介質之間的光耦合效率的第一光學透鏡。
9.一種可調光收發機，其特徵在於，包括: 如權利要求1-5任意一項所述的可調光接收機和如權利要求6-8任意一項所述的可調光發射機。
10.一種無源光網絡PON系統，其特徵在於，包括: 光線路終端0LT、光網絡單元0NU，及用於連接所述OLT和所述ONU的無源光分路器；其中，所述OLT和/或所述ONU包括:如權利要求9所述的可調光收發機。
【文檔編號】H04B10/572GK103703701SQ201380001391
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月24日 優先權日:2013年7月24日
【發明者】劉德坤, 徐之光, 白茂森 申請人:華為技術有限公司