[发明专利]与调制器集成的衰减器用于使用它的WDM系统的发射模块

说明书

技术领域

本发明涉及包括在光纤传输系统发射器内的一种集成光学器件。尤其是，本发明涉及包括在波分复用光纤传输系统发射器内的集成衰减器的一种调制器，其中光纤传输系统基于使用预调节信道电源的掺铒光纤放大器。另外，本发明涉及减小集成在一块基底上的器件之间交扰的一种方法。

发明背景

对在本地和和长途这两种光通信网使用掺铒光纤放大器(EDFA)来放大弱光信号一事存在着很大的兴趣，掺稀土光放大光纤成本低，呈现出低噪声，提供与偏振无关的比较大的带宽，显示显著地减小的交扰问题，在用于光通信的有关工作波长上呈现低插入损耗。

一个当前特别关注的区域是增大现有光纤通信系统的容量，最近在掺铒光纤放大器技术的发展中，提出可用波分复用(WDM)信通来最佳地获得增加容量。

在光传输系统上实现波分复用信道的主要问题是缺乏增益的均衡。更准确地说，因为非均匀的、与波长有关的增益分布和诸如掺铒光纤放大器的光纤放大器的饱和特性，所以在波分复用系统中的后信道将遇到一个不同的光增益，它反过来可以对低增益的信道导致过大的比特误差率。

在授予AT&T贝尔实验室(Bell Laboratories)的第5,225,922号的美国专利中，指出了解决这个问题的一个方法，它揭示的一个光传输系统中，通过调节光输入信号的功率来有选择地均衡波分复用系统中信道的输出功率和信-噪比。功率调节器可以或者是光放大器，或是光衰减器，或是任何能够用于有选择地增加或减小每个信道的信号功率的装置。

在波分复用系统的领域中，基于铌酸锂技术的集成光学器件是众所周知的(例如参阅S.Bosso，“在长途通信中铌酸锂集成光学的应用”一文)。

光调节器是最常用的集成光学元件之一。它们通过控制从发射偏振光的连续波(CW)激光器射入光纤链路的光量起作用。一种用于数字应用的常用光调节器包括-Mach Zehnder干扰波导结构，它具有两个Y-结以及在它们之间的两个波导臂，集成在具有行波电极的铌酸锂基底上。在过去的几年中已经完成了最佳的努力来减小数字Mech-Zchnder调制器的电压，而典型值为3-4伏的驱动电压(在2.5Gbit/s)在商品器件上已能重复获得。最近，为了补偿EDFA增益形状而调节每条信道的功率，已经推出了在同一块铌酸锂基底上集成了带调制器的可变衰减器的新器件。

一个例子是由SDL集成光学公司出售的型号为IOAP-MOD9189-F-F-O的“OC192，集成10Gb/s振幅调制器和衰减器”。根据SDL集成光学日期为24/09/99的记录表，为了便于供在市场能买到的各种驱动器使用，该调制器具有低驱动电压的好处。关于衰减端，同一记录表记录了包括在8V和12V之间的驱动电压值。

另一个例子是由JDS Uniphase出售的，型号为10150-002193的“带有集成可变光衰减器(VOA)的10Gb/s数据调制器”。

根据JDS Uniphase的日期为11/99的记录表，该调制器具有用于VOA部分的驱动电压不超过4V。

Y-支路电光衰减器在本技术领域中是熟知的。一般来说，这器件包括带有沉积在波导附近的电极的Y-支路波导结构。加到电极的典型电压高于15-20V并能高达30-50V。

授于Lucent Technologies的美国专利5,970,201透露了用于稳定光功率电平的线路。用做成Y-支路的电光衰减器来控制光输出强度是借助于从Y-支路衰减器的输出到衰减器电极的反馈环路，故这些Y-支路衰减器决定到达输出端的光量。

上面专利所面临的问题是要获得一与偏振无关的衰减器，它能够被引入光网络来控制在偏振态时具有无规则变化的光信号的功率，象在加入或取出一个或几个波长信道时的光放大器传播系统那样。与一Y-支路衰减器一起使用的快速反馈环路能获得与偏振无关的自动功率控制器件，它能与光开关阵开结合在一起使用。

发明内容

申请人通过采用集成在Mach-Zehnder调制器同一块基底上的Y-支路衰减器已经实现了带有集成衰减器的调制器。

申请人已经发现，在Mach-Zehnder调制器同一块基底上集成Y-支路衰减器时，Y-支路衰减器高驱动电压并不是一个严重问题。