用于catv應(yīng)用的集成激光器和調(diào)制器發(fā)射器的制造方法
【專利說(shuō)明】用于CATV應(yīng)用的集成激光器和調(diào)制器發(fā)射器
[0001]本文所用的章節(jié)標(biāo)題僅用于組織目的，不應(yīng)以任何方式被解釋為限制在本申請(qǐng)中描述的主題。
[0002]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用章節(jié)
[0003]本申請(qǐng)要求于2012年8月23日提交的、題為“ Integrated Laser and ModulatorTransmitter for CATV Applicat1ns” 的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng) N0.61/692693 的優(yōu)先權(quán)。美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/692693的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用并入本文。
[0004]介紹
[0005]現(xiàn)今通過(guò)遍及世界的廣泛而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)來(lái)廣泛地部署同軸有線電視(CATV)系統(tǒng)。典型的模擬CATV光學(xué)發(fā)射器被構(gòu)造為單個(gè)模塊或電路板。每個(gè)發(fā)射器模塊通常包括單波長(zhǎng)的激光器，這提供了單通道發(fā)射器。在首端(head-end)單元中提供多個(gè)通道。一些CATV系統(tǒng)有多達(dá)40個(gè)或更多的首端單元。有線電視運(yùn)營(yíng)商通常為每個(gè)信道備有額外的電路板，從而在發(fā)射器電路板發(fā)生故障時(shí)能夠迅速地更換故障的發(fā)射器電路板。為改變發(fā)射頻率，經(jīng)常備有其他發(fā)射器電路板。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)發(fā)射器電路板相對(duì)昂貴并且物理尺寸大。許多現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)射器電路板是昂貴的，因?yàn)樗鼈兪菫樘囟ǖ膫鬏旑l率定制并測(cè)試的。最近，描述了小型可插拔光學(xué)CATV發(fā)射器，它比現(xiàn)有技術(shù)CATV發(fā)射器電路板緊湊得多。這些小型發(fā)射器電路板可以很容易地更換，并且通常更劃算。對(duì)于CATV提供商來(lái)說(shuō)，在庫(kù)存中備有這些發(fā)射器電路板更劃算，因?yàn)樗鼈兙哂懈〉奈锢沓叽绮⑶腋阋恕?br>【附圖說(shuō)明】
[0007]根據(jù)優(yōu)選的和示例性的實(shí)施例在隨后的詳細(xì)說(shuō)明中結(jié)合附圖更具體描述了本教導(dǎo)以及其進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，下面描述的附圖僅用于說(shuō)明的目的。附圖不一定按比例繪制，而是通常把重點(diǎn)放在說(shuō)明教導(dǎo)的原理。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記通常指代各圖中的相同的特征和結(jié)構(gòu)元素。附圖并不是要以任何方式限制本申請(qǐng)的教導(dǎo)的范圍。
[0008]圖1示出根據(jù)本教導(dǎo)的包括可調(diào)諧的InP調(diào)制器的可調(diào)諧的CATV發(fā)射器。
[0009]圖2示出用于本教導(dǎo)的可調(diào)諧CATV發(fā)射器的放大器/預(yù)失真電路的一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0010]在說(shuō)明書(shū)中引用“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指:結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在該教導(dǎo)的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中各處出現(xiàn)的術(shù)語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”不一定全部指同一實(shí)施例。
[0011]應(yīng)當(dāng)理解的是，只要本教導(dǎo)保持可操作，本教導(dǎo)的方法的單個(gè)步驟可以以任何順序執(zhí)行和/或同時(shí)執(zhí)行。此外，應(yīng)該理解的是，只要本教導(dǎo)保持可操作，本教導(dǎo)的裝置和方法可包括任何數(shù)量或全部的描述的實(shí)施例。
[0012]將參考附圖中示出的本教導(dǎo)的示例性實(shí)施例來(lái)更加詳細(xì)地描述本教導(dǎo)。雖然結(jié)合各種實(shí)施例和示例描述了本教導(dǎo)，但是本教導(dǎo)并不是要被限于這些實(shí)施例。相反，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本教導(dǎo)包括各種替代、修改和等同物。那些能夠接觸到此處的教導(dǎo)的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在此處描述的本公開(kāi)的范圍內(nèi)的另外的實(shí)現(xiàn)方式、修改和實(shí)施例，以及其他領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0013]本教導(dǎo)涉及用于實(shí)現(xiàn)用于CATV應(yīng)用的可調(diào)諧的磷化銦(InP)調(diào)制器的方法和設(shè)備。磷化銦是由銦和磷構(gòu)成的二元II1-V半導(dǎo)體。它具有與GaAs和大多數(shù)其他的II1-V半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)相同的晶體結(jié)構(gòu)。磷化銦對(duì)于光電器件是特別有用的，因?yàn)樗兄苯拥膸逗洼^高的電子速度。
[0014]現(xiàn)有技術(shù)的CATV發(fā)射器通常是使用外部調(diào)制的單波長(zhǎng)發(fā)射器。一些現(xiàn)有技術(shù)的CATV發(fā)射器使用外部Mach-Zehnder型干涉測(cè)量調(diào)制器，諸如外部銀酸鋰Mach-Zehnder調(diào)制器。其他現(xiàn)有技術(shù)的CATV發(fā)射器使用外部調(diào)制激光器(EML)。這些使用外部調(diào)制器的現(xiàn)有技術(shù)的CATV發(fā)射器通常包括與外部調(diào)制器結(jié)合的相位調(diào)制器，以減少受激布里淵散射(Stimulated Brillouin Scattering，SBS)。SBS抑制信號(hào)被施加到相位調(diào)制器的輸入，以減少受激布里淵散射。這些現(xiàn)有技術(shù)的CATV發(fā)射器不太靈活，因?yàn)樗鼈兪菃我还潭l率的發(fā)射器。此外，這些現(xiàn)有技術(shù)的CATV發(fā)射器不能被容易地集成到小面積或小外形中。另夕卜，這些使用外部調(diào)制器的現(xiàn)有技術(shù)的CATV發(fā)射器明顯比集成調(diào)制器的效率低。
[0015]結(jié)合單片集成InP激光器/調(diào)制器組合來(lái)描述本教導(dǎo)的一些方面。然而，應(yīng)該理解的是，本教導(dǎo)既涉及分立InP調(diào)制器，也涉及把InP調(diào)制器與激光器和/或半導(dǎo)體光學(xué)放大器集成在一起的單片集成InP調(diào)制器。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本教導(dǎo)不限于集成的InP調(diào)制器。許多其它類型的調(diào)制器可以用于本教導(dǎo)的CATV。
[0016]圖1示出根據(jù)本教導(dǎo)的包括可調(diào)諧調(diào)制器102的可調(diào)諧CATV發(fā)射器100。CATV發(fā)射器100包括單片集成半導(dǎo)體激光器104、半導(dǎo)體光學(xué)放大器106、以及InP調(diào)制器102。根據(jù)本教導(dǎo)，可在CATV發(fā)射器中使用的一個(gè)合適的單片集成器件是可從Finisar公司購(gòu)買得到的 Syntune S5400。
[0017]圖1所示的激光器104是半導(dǎo)體激光器。在一個(gè)具體實(shí)施例中，激光器104是集成調(diào)制光柵Y分支激光器，其包括激光腔108，左反射器110和右反射器112在激光腔108的一端。左和右反射器110、112在激光腔108的一側(cè)產(chǎn)生多個(gè)反射峰。通過(guò)使用分離器/組合器114把來(lái)自左和右反射器110、112的反射相加。在一個(gè)實(shí)施例中，分離器/組合器114是多模圖像(MMI)組合器。分離器/組合器114包括激光相位偏置輸入116。
[0018]在一些實(shí)施例中，SBS抑制音發(fā)生器118被用于將SBS抑制音注入激光相位偏置信號(hào)。SBS抑制音發(fā)生器118具有輸出，該輸出通過(guò)組合器120電連接到分離器/組合器114的激光相位偏置輸入。SBS信號(hào)發(fā)生器118生成抑制音或者信號(hào)，所述抑制音或者信號(hào)用于減少、最小化或抵消在調(diào)制過(guò)程中生成的調(diào)制的光信號(hào)中的SBS。向激光器的偏置輸入施加SBS抑制信號(hào)的能力相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的CATV發(fā)射器具有許多優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在半導(dǎo)體放大器106之前將SBS抑制信號(hào)施加到集成激光器的偏置輸入將更徹底地抵消受激布里淵散射。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，不再需要在現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)射器中用于抑制SBS的分離的相位調(diào)制器，這減少了需要在發(fā)射器中使用的部件的數(shù)量，并減少了操作發(fā)射器所需的功率的量。這是重要的，因?yàn)樵S多發(fā)射器被設(shè)計(jì)為具有一個(gè)小外形，并具有有限的功率預(yù)算。從而，本教導(dǎo)的一個(gè)方面是所述可調(diào)諧的InP調(diào)制器可以在InP調(diào)制器自身內(nèi)實(shí)現(xiàn)SBS抑制，而無(wú)需使用分離的相位調(diào)制器。
[0019]激光器104還包括具有激光增益偏置輸入的增益介質(zhì)122，所述激光增益偏置輸入將增益介質(zhì)122進(jìn)行偏置以提供光學(xué)增益。激光器104還包括在激光腔108另一端的前反射鏡124。前反射鏡124是部分透射并且部分反射的。在一個(gè)實(shí)施例中，前反射鏡124是集成的布拉格反射器。前反射鏡124可以具有被優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)高光學(xué)輸出功率的反射率。在根據(jù)本教導(dǎo)的一些集成激光器中，前反射鏡124的反射率被優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)調(diào)諧范圍上輸出功率的變化小于2dB。
[0020]半導(dǎo)體光學(xué)放大器106具有輸入端，所述輸入端光學(xué)地親合到激光器104的部分反射并且部分透射的前反射鏡124的輸出。半導(dǎo)體放大器106具有用于接收偏置輸入信號(hào)的偏置輸入，所述偏置輸入信號(hào)對(duì)半導(dǎo)體光學(xué)放大器106進(jìn)行偏置以便提供光學(xué)增益。在一些實(shí)施例中，調(diào)幅(AM)抖動(dòng)/噪聲抑制發(fā)生器126被用于將AM抑制音或信號(hào)注入半導(dǎo)體光學(xué)放大器106偏置輸入端口，以減少或有效地消除已調(diào)制光信號(hào)中的AM噪聲。AM抖動(dòng)/噪聲抑制發(fā)生器126包括輸出，所述輸出利用求和電路128電耦合到半導(dǎo)體放大器106的偏置輸入。AM抖動(dòng)/噪聲抑制發(fā)生器126產(chǎn)生抖動(dòng)/噪聲抑制信號(hào)，所述抖動(dòng)/噪聲抑制信號(hào)降低在調(diào)制期間生成的已調(diào)制光信號(hào)中的AM噪聲。
[0021]InP調(diào)制器102是集成Mach-Zehnder型光學(xué)調(diào)制器，其包括雙調(diào)制輸入或平衡調(diào)制輸入。平衡配置提供顯著的共模噪聲抑制。第一調(diào)制輸入端接收第一調(diào)制信號(hào)，第二調(diào)制輸入端接收第二調(diào)制信號(hào)。例如，InP調(diào)制器102可以是集成的10Gb/s的Mach-Zehnder調(diào)制器。這樣的器件具有相對(duì)低的驅(qū)動(dòng)電壓(約2.5V)。各實(shí)施例可以包括零或負(fù)啁啾調(diào)制器。此外，InP調(diào)制器102包括相位調(diào)制輸入。
[0022]Mach-Zehnder型干涉測(cè)量調(diào)制器展示出類似升余弦函數(shù)的傳輸特性。當(dāng)這些Mach-Ze