[发明专利]制作及操作光学调制器的方法

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案为2013年3月14日提出申请的第13/831,334号美国专利申请案的部分接续申请案。

技术领域

本发明涉及一种使用在外部调制的固态激光器的用于模拟或数字射频(RF)信号的光学发射系统，且特定来说涉及一种耦合到此激光器的光学调制器。

背景技术

光学电信系统通过光学载波的方式将信息从一个地点发射到另一地点，所述光学载波的频率通常在电磁谱的可见区域或近红外区域中。具有此高频率的载波有时称为光学信号、光学载波、光束或光波信号。光学电信系统包含数个光纤，且每一光纤包含多个信道。信道为电磁信号的所规定频带，且有时称为波长。在同一光纤中使用多个信道(称作密集波长划分多路复用(DWDM))的目的为利用由光纤提供的高容量(即，带宽)。基本上，每一信道具有其自身波长，且所有波长足够分离以防止重叠。国际电信同盟(ITU)标准当前确定信道分离。

光学电信系统的一个链路通常具有发射器、光纤及接收器。光学发射器具有将电信号转换成光学信号并将其发射到光纤中的激光器。光纤将光学信号运送到接收器。接收器将光学信号转换回成电信号。

用于经由光纤发射模拟或数字射频(RF)信号的光学发射器可使用直接调制的激光器或耦合到外部调制器的连续波(CW)激光器。

借助电信号直接调制发光二极管(LED)或半导体激光器的模拟强度被视为在用于经由光纤发射模拟信号(例如声音及视频信号)的现有技术中已知的最简单方法当中。虽然此类模拟发射技术具有比数字发射(例如数字脉冲编码调制)或者模拟或脉冲频率调制实质上小的带宽要求的优点，但振幅调制的使用通常对发射器的噪声及失真特性具有更严格要求。此类链路中的限制因素可为由于光学频率调制或啁啾与光纤色散的组合导致的二阶失真。

出于这些原因，直接调制技术通常已连同1310nm激光一起使用，其中应用采用具有低色散的光纤链路的短发射链路。还可能使用1550nm激光的直接调制，但在此情形中，必须使用针对特定光纤长度设定的预失真器消除由啁啾及色散产生的失真。在某种情形中，例如当必须将信号发送到一个以上位置或穿过不同长度的冗余光纤链路时，此可编程预失真器可为不合意的。

为了借助直接调制避免与在1550nm下的啁啾及色散相关的失真问题，通常在模拟光纤通信系统(例如CATV信号分布)中使用低啁啾外部光学调制器来对具有信息或含内容的信号(例如音频、视频或数据信号)的光学载波进行振幅调制。

存在现有技术中已知的实施为半导体装置的两种一般类型的外部光学调制器：马赫-曾德尔(Mach Zehnder)调制器及电吸收调制器。马赫-曾德尔调制器在半导体装置上将光束分成两个臂或路径，其中的一个臂并入有相位调制器。所述光束接着重新组合，此导致两个波前的干涉，借此对随施加到经相位调制臂的经调制偏置信号而变的所得光束进行振幅调制。电吸收调制器实施为半导体装置中的波导，在所述半导体装置中，波导中的吸收光谱通过所施加电偏置场调制，所述所施加电偏置场改变半导体的所述区域中的带隙能量，借此调制横穿波导的光束的振幅或强度。

发明内容

本发明的目标

本发明的目标为提供一种使用在外部调制的激光器的经改进光学发射系统。

本发明的另一目标为提供一种供在使用经调制半导体可饱和吸收器的具有高功率及良好线性的在外部调制的1550nm光学发射系统中使用的电光调制器。

本发明的又一目标为提供一种使用具有预定偏置的在外部调制的激光器及具有较低电偏置的光学调制器的适合于长距离色散光纤媒体的高线性光学发射系统。

本发明的又一目标为提供一种具有适合于供在使用长距离色散光纤媒体的模拟光学发射系统中使用的在正电压、负电流特性区域中操作的波导区域的光学调制器。

本发明的目标还为提供一种用于偏置宽带模拟光学发射系统中的电光调制器中的半导体波导区域，使得载波经刺激成导电带且通过电场从半导体提取的方法。

本发明的目标还为提供一种用于通过以下方式制作光学调制器的方法：评估半导体材料的增益峰值波长；且用量子阱区域的材料组合物制作所述调制器，使得所述调制器具有低于所述半导体材料的所述增益峰值波长的操作波长的操作波长。

本发明的目标还为提供一种用于通过以下方式制作光学调制器的方法：确定量子阱区域的材料组合物，使得所述调制器在比预定波长大预定量的增益峰值波长下为透明的。