[發(fā)明專利]溫控多信道光發(fā)射次模塊以及具有此溫控多信道光發(fā)射次模塊的光收發(fā)器模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480009996.0
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN105144508B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 何宜龍;王沖;賈斯汀·李
• 申請（專利權）人: 祥茂光電科技股份有限公司
• 主分類號: H01S3/04
• 分類號: H01S3/04
• 代理公司: 33228 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李迎春<國際申請>=PCT/US2014

本發(fā)明公開了一種溫控多信道光發(fā)射次模塊，可用于多信道光收發(fā)器中。溫控多信道光發(fā)射次模塊通常包括激光陣列，耦合于光復用器例如陣列波段光柵，以組合不同信道波長的多個光信號。通過針對激光陣列建立整體溫度，以及與激光器相關的監(jiān)控波長響應，單獨提升各個激光器的局部溫度，激光器被熱調諧成信道波長。溫控裝置例如熱電致冷器熱耦合于激光陣列，可提供整體溫度，以及加熱器例如與各個激光器鄰近的電阻器，可提供局部溫度。光收發(fā)器用于波分復用光學系統(tǒng)，例如波分復用型無源光網(wǎng)絡中的光線路終端中。

技術領域

本發(fā)明涉及一種多信道光發(fā)射器或收發(fā)器，特別是一種溫控多信道光發(fā)射次模塊(transmitter optical subassembly，TOSA)。

背景技術

光通訊網(wǎng)絡一度通常是“點對點”類型的網(wǎng)絡，其包括通過光纖連接的發(fā)射器和接收器。這種網(wǎng)絡相對容易構造，但配置許多光纖來連接多個用戶。隨著與此網(wǎng)絡連接的用戶數(shù)目增加以及光纖數(shù)迅速增加，配置和管理許多光纖變得復雜且昂貴。

通過使用從網(wǎng)絡的發(fā)送端例如光線路終端(Optical Line Terminal，OLT)到遠達20公里或以上的遠程分支點的單個“主干(trunk)”光纖，無源光網(wǎng)絡(Passive OpticalNetwork，PON)解決了上述問題。開發(fā)這種無源光網(wǎng)絡的一個挑戰(zhàn)是有效利用主干光纖的容量，從而在主干光纖上傳送最大可能量的信息。使用波分復用(Wavelength DivisionMultiplexing，WDM)在不同波長上通過多路復用不同的光信號，光纖通訊網(wǎng)絡可增加在單個光纖上載送的信息量。舉例來說，波分復用型的無源光網(wǎng)絡中，單個主干光纖將多信道波長的光信號載送至光分支點，以及載送來自光分支點的多信道波長的光信號。通過引導到個體用戶或者來自個體用戶的不同波長的信號，分支點提供簡單的路由功能。在這樣的情況下，每個用戶被分配在其上發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的一個或多個信道波長。

為了在多信道波長上發(fā)送與接收光信號，波分復用型的無源光網(wǎng)絡中的光線路終端包括多信道光發(fā)射次模塊和多信道光接收次模塊(Receiver Optical Subassembly，ROSA)。光發(fā)射次模塊的一個例子包括光耦合于陣列波導光柵(Arrayed WaveguideGrating，AWG)的激光陣列，以組合多信道波長的多個光信號。為了提供不同的信道波長，多信道光發(fā)射次模塊中使用可調諧激光器，以及可調諧激光器發(fā)出的波長隨著溫度的變化而變化。波分復用型無源光網(wǎng)絡中，所期望的波長準確度或精度往往取決于信道波長的數(shù)量和間距，并且可通過控制溫度而在光發(fā)射次模塊中被控制。舉例來說，在100G的密集波分復用(DWDM)系統(tǒng)中，溫度需要控制在±0.5℃以內以保持±0.5納米的波長精度，以及溫度范圍需要大于4℃以提供期望的激光二極管的波長產量。

這種光線路終端收發(fā)器組件的一個挑戰(zhàn)是，在相對小的空間中并且利用相對低的功耗提供對激光陣列的充分溫度控制。激光陣列中控制個體激光二極管的溫度的一種方式是針對各個激光二極管的每一個使用單獨的溫控裝置，例如熱電(TEC)致冷器和溫度監(jiān)視器(例如熱敏電阻)，以在監(jiān)視的溫度的基礎上針對每一激光提供閉環(huán)的溫度控制。舉例來說，為了支持光發(fā)射次模塊中的16個信道，將需要16個熱電致冷器、16個熱敏電阻、用于熱敏電阻的32個端口，以及用于控制這些元件的每一個的電路。這種閉環(huán)系統(tǒng)需要更復雜的電路設計和更高的成本，不適合用于較小外形因數(shù)的光線路終端收發(fā)器組件內。

發(fā)明內容

符合實施例的一種溫度控制方法，用于在多信道光發(fā)射次模塊中單獨調諧激光陣列中的激光器為多個信道波長。此方法包括：針對激光陣列建立整體溫度，這樣激光陣列中至少一個激光器在整體溫度被調諧為信道波長其中之一；個別提高激光陣列中其他激光器的局部溫度超過整體溫度，這樣其他激光器分別被調諧為其他信道波長；監(jiān)視與每一激光器有關的波長；以及與監(jiān)控波長響應，調整其他激光器的局部溫度，以保持其他激光器被調諧為其他信道波長。