本发明专利技术提供了一种光子器件，包括一个部分和另一部分，所述一个部分的材料与所述另一部分的材料不同，以使两个部分呈现不同的光学双折射率值。这使第一组偏振模式以不同于第二组偏振模式的速度在光谱空间中移动。使用偏置电流或电压来控制器件中的总双折射效应。执行用于控制双折射效应的偏置，以使器件的ＴＥ模式和ＴＭ模式的相应光谱位置一致。因此使器件对任何输入光信息的偏振不敏感或实质上呈现降低的敏感性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光子器件，例如但不限于注入锁定(injection-locked)激光二极管、光纤、干涉计等。
技术介绍
在光传输和光网络中广泛使用光子器件。特定的光子器件通过被 锁定至注入光信号而进行操作，以便选择一个波长和/或确保例如提供 恒定输出频率的稳定性。在这样的条件下，光子器件在其透射或反射 光谱中呈现与横向电场(TE)模式和/或横向磁场(TM)模式相对应 的一组或两组偏振模式。因此，即使在这些器件在器光谱中呈现两种 偏振模式时，这些器件的注入锁定取决于输入光信号的偏振状态。这种器件的一个示例是日益广泛使用在光纤到户(FTTH)接入 网络(如光网络单元)中的注入锁定激光二极管。这些激光二极管典 型地以横向电场(TE)模式操作。
技术实现思路
应当注意，贯穿本说明书，对如术语"偏振不敏感"之类的对偏 振不敏感性的任何引用应被理解为包括对偏振的完全不敏感性或可忽 略的敏感性。如本领域技术人员可以清楚理解的，实际的器件不能实 现对偏振的完全或绝对不敏感的状态，由于实际器件不能在理想条件 下操作，因此尽管某种水平的敏感性可能始终存在，但这样的水平实 质上低至使得在实际中可以被认为可忽略。因此，出于实际需要，被4认为可忽略的敏感性水平还可以被理解为包括在本说明书中使用的针 对不敏感性的术语的范围内并因此在本专利技术的范围内。根据使用中的 光子器件，本领域技术人员可以定义这种敏感性可忽略水平。例如， 在注入锁定激光二极管的情况下，传统上定义当注入锁定信号从其 初始偏振由0°变化至180°时，在注入锁定激光发射光谱中第二模式抑制率(SMSR)的变化小于ldB时获得偏振不敏感性(PI)。考虑已知光子器件的示例，如法布里-珀罗激光二极管(FPLD)， 为了使这样的器件成为偏振不敏感，通常需要来自高输出功率光纤放 大器的ASE(典型地高达30dBm),以便注入锁定ONU中的FPLD。 ASE 典型地包含锁定光子器件的TE分量。然而，ASE源的光谱通常非常大， 因此必须通过典型地使用用作复用器的AWG (阵列波导光栅)来对其 进行滤波。因此，仅将初始的30dBm功率的一部分传输至专用ONU， 该部分功率以栅通道(grid channel)之一 (典型地符合ITU)为中心， 并且需要将ONU锁定至该(符合ITU的)频率(或等效地锁定至该频 率的波长)。仅在使用高功率EDFA时进行注入锁定，以补偿解复用中的损耗。 以下是用于更详细说明该要求的简要示例。假设使用具有40通道的商用AWG，该AWG与要寻址的40个ONU 相对应，间隔为100GHz，每通道具有12.5GHz带宽和5dB插入损耗， 在滤波后，从30dBm EDFA分割出的功率小于OdBm。辟功率量(OdBm) 在到达ONU之前必须在光纤中经历传播并经历连接损耗。-SdBm的功 率预算典型地可用于40km的短距离接入系统，对80km距离该预算下 降-16犯m。另一问题在于，在解复用节点之前需要传送30dBm光功率的传播 系统对人眼安全可能变得危险性极高。为了避免这样的危险，光纤系 统的该部分典型地由A级渐变光纤系统构成，这暗示着使用相对昂贵 的硬件，并应用更大的维护定额。相反，通过使用如激光二极管之类的相干光源来代替分割的白光 源(EDFA接着是AWG)，在中心局发射的5dBm相干光功率在经过 AWG的选择之后仍将具有OdBm功率预算。即使将40个这样的相干源进行累积，功率总量也仅为21dBm，而在非相干源情况下为30dBm。 这导致大约9dB功率预算的节省，可以带来从等级A至较便宜的等级B 的传播系统所需的安全水平，从而实现操作员(或一般而言是任何接 入供应商)的资本支出的节省。然而，与相干注入方案关联的缺陷之一在于，ONU中的光子元件 变得对偏振高度敏感。对于PI半导体光放大器而言最优的体材料是可 用的。然而，由于半导体材料产生的光双折射效应，已知器件中的PI 光增益不足以实现PI注入锁定。该效应使横向电场(TE)模式的光学 折射率与横向磁场(TM)模式的光学折射率不同。因此，TE模式的 光谱位置通常与TM模式的光谱位置不同。由于两种模式的各自光学折 射率的这种差别，来自光子器件的发射光谱通常呈现不重叠的两个光 谱梳，因此引起对偏振的敏感性。本专利技术的实施例涉及一种注入锁定光子器件，包括至少两个部 分，所述至少两个部分中的一个部分的材料与所述至少两个部分中的 另一个部分的材料不同，以使所述至少两个部分呈现不同的光学双折 射率值，从而响应于注入光信号，使第一组偏振模式以不同于第二组 偏振模式的速度在光谱空间中移动。在本专利技术的一些特定实施例中，光子器件可以是FPLD或光滤波 器，或干涉计。这样的器件可以包括至少两个部分，其中一个部分包 括优化的PI增益材料，另一部分包括双折射优化的无源材料，使得激 光器腔中产生的总双折射减少至零，或实质上减少所述总双折射。以 这种方式，使光信号的TE模式与TM模式一致，从而允许实现适于接 入应用的偏振不敏感IL-LD。在一些实施例中，提供了一种制造注入锁定光子器件的方法，所 述方法包括以下步骤生长至少一个第一部分和至少一个第二部分， 其中，所述至少一个第一部分的材料不同于所述至少一个第二部分的 材料，以使所述第一和第二部分呈现不同的光学双折射率值，从而响 应于注入光信号，使第一组偏振模式以不同于第二组偏振模式的速度 在光谱空间中移动。在光子器件是FPLD或光滤波器或干涉计的本专利技术的一些特定实施例中，所述方法可以包括以下步骤在第一部分中生长优化的PI增 益材料，并且在第二部分中生长双折射优化的无源材料，使得激光器 腔中产生的总双折射减少至零，或实质上减少所述总双折射。在本专利技术的一些实施例中，提供了一种降低注入锁定光子器件中 对偏振的敏感性的方法，所述注入锁定光子器件包括至少两个部分， 所述至少两个部分中的一个部分的材料与所述至少两个部分中的另一 个部分的材料不同，以使所述至少两个部分呈现不同的光学双折射率 值，从而响应于注入光信号，使第一组偏振模式以不同于第二组偏振 模式的速度在光谱空间中移动，所述方法包括以下步骤利用电流将 第一部分偏置以获得光增益，并利用电流或电压将第二部分偏置以控 制双折射效应，其中，执行所述电流或电压的偏置以控制双折射效应， 以使所述器件中的TE模式和TM模式的相应光谱位置一致。结合附图，在以下描述中以及权利要求中将更详细地描述本专利技术 的这些和其他特征和优点。附图说明图1是由具有PI增益的传统FPLD产生的具有TE模式和TM模式的 光谱梳的示意示例表示。图2是根据本专利技术一些实施例的FPLD的简化截面示意表示。 图3是根据本专利技术一些实施例的具有偏振不敏感增益材料的有源部分的结构的层的示意示例表示。图4是根据本专利技术一些实施例的具有双折射无源材料的无源部分的结构的层的示意示例表示。图5是在实现了本专利技术实施例的FPLD中产生的具有TE模式和TM 模式的光谱梳的示意示例表示。具体实施例方式在以下实施例示例中，参照FPLD。然而，应当注意，本专利技术不 限于这样的实施例，并且还认为如光纤和干涉计之类的其他光子器件 也在这里所要求的本专利技术的保护范围内。如以上关于传统FPLD所述，由于半导体材料产生的光双折射效应，横向电场本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种注入锁定光子器件，包括至少两个部分，所述至少两个部分中的一个部分的材料与所述至少两个部分中的另一个部分的材料不同，以使所述至少两个部分呈现不同的光学双折射率值，从而响应于注入光信号，使第一组偏振模式以不同于第二组偏振模式的速度在光谱空间中移动。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大沈，段广华，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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