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CN105009487B - 一种光发射机和光发射方法 - Google Patents

一种光发射机和光发射方法 Download PDF

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CN105009487B CN201380002361.3A CN201380002361A CN105009487B CN 105009487 B CN105009487 B CN 105009487B CN 201380002361 A CN201380002361 A CN 201380002361A CN 105009487 B CN105009487 B CN 105009487B
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waveguide group
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Abstract

本发明实施例公开了一种光发射机和光发射方法。本发明实施例包括：直接调制激光器阵列和微环组阵列，直接调制激光器阵列可以输出多通道光信号，每个直接调制激光器对应设有一个圆波导组和一个第一波导，每一个圆波导组可以将来自自身对应的直接调制激光器输出的一部分光信号耦合进同一个第二波导，由第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号并输出，微环组阵列既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。

Description

一种光发射机和光发射方法
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种光发射机和光发射方法。
背景技术
受限制于直接调制激光器（DML，Directly Modulated Laser）的啁啾特性，在高速（速度大于10Gbps）、长距离传输（距离大于20Km）的光通信系统中，无法直接采用DML作为发射光源。随着光网络向着高速大容量方向发展，低成本和低功耗的优势越来越有吸引力，而DML具有成本低、功耗低的优势。
现有的技术方案中，一般在光通信系统的DML后加一个滤波器对DML的输出信号进行频谱整形，达到控制啁啾并延长传输距离的目的。
但现有技术中大多采用分离元件的方法实现，将单一功能的光元件通过自由空间光学耦合，例如，在DML后加入一个多腔滤波器，实现调频信号到调幅信号的转换，达到增大信号消光比、控制啁啾、并实现长距离传输的目的。这种实现方法采用分离的元件，使得光学模块的体积较大，且不便于集成，多个分离元件会增加耦合封装的难度，增加耦合封装的成本。若要将该方案用于多通道发射机上，还需要额外增加一个波分复用的功能元件，将进一步增大光学模块的尺寸。
发明内容
本发明实施例提供了一种光发射机和光发射方法，适用于多通道发射，可以有效减小光发射机的体积。
第一方面，本发明提供了一种光发射机，包括：直接调制激光器阵列和微环组阵列，其中，直接调制激光器阵列包括N个直接调制激光器，微环组阵列包括N个圆波导组、N个第一波导和一个第二波导，其中，N个直接调制激光器、N个圆波导组、N个第一波导构成N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圆波导组和一个第一波导组成，圆波导组中至少包括一个圆波导，N大于或等于2；
每个直接调制激光器，用于输出光信号，其中各个直接调制激光器输出的光信号的波长各不相同；
每个第一波导与对应的圆波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口，每个第一波导用于通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圆波导组中；
每个圆波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与第二波导耦合，每个圆波导组用于将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比；
第二波导，用于汇聚来自各个圆波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。
在第一种可能的实现方式中，光发射机还可以包括：N个控制部件，每个控制部件对应一个光发射部件；
每个控制部件包括一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路；
圆波导组还用于将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到第二端口；
每个第一光探测器，用于检测自身所对应的光发射机中的直接调制激光器所输出的光信号的强度，并将检测结果输入对应的反馈控制电路中；
每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接，第二光探测器用于检测另一部分光信号的强度，并将检测结果输入对应的反馈控制电路中；
反馈控制电路，用于根据第一光探测器和第二光探测器输入的检测结果控制圆波导组的谐振波长。
根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，每个圆波导组上设有加热电极；
反馈控制电路根据第一光探测器和第二光探测器输入的检测结果控制圆波导组的谐振波长，具体包括：
反馈控制电路通过控制输入到与自身对应的圆波导组上的加热电极的电流来控制圆波导组的谐振波长。
根据第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，反馈控制电路通过控制输入到与自身对应的圆波导组上的加热电极的电流来控制圆波导组的谐振波长，具体包括：当强度比值大于预设强度比值时，增大输入到与反馈控制电路自身对应的圆波导组上的加热电极的电流，其中，强度比值为与反馈控制电路对应的第一光探测器探测到光信号的强度值与第二光探测器探测到光信号的强度值的比值；当强度比值小于预设强度比值时，减小输入到与反馈控制电路自身对应的圆波导组上的加热电极的电流。
根据第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第二种可能实现方式或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，
每个圆波导组耦合进第二波导的这一部分光信号的波长位于圆波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圆波导组中的圆波导的谐振波长相等。
第二方面，本发明提供了一种光发射方法，包括：
第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圆波导组中，其中，每个第一波导与对应的圆波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口；其中，N个直接调制激光器、N个圆波导组、N个第一波导构成N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圆波导组和一个第一波导组成，圆波导组中至少包括一个圆波导，N大于或等于2；
圆波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比，其中，每个圆波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与第二波导耦合；
第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。
在第一种可能的实现方式中，圆波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到第二端口，以使得反馈控制电路根据与自身对应的第二光探测检测到另一部分光信号的强度和第一光探测器检测到一部分光信号的强度来控制圆波导组的谐振波长，其中，每个圆波导组对应一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路，每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接。
根据第二方面，或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，与圆波导组对应的第一波导的光信号中的一部分光信号的波长位于圆波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圆波导组中的圆波导的谐振波长相等。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例采用直接调制激光器阵列实现多通道发射，每个直接调制激光器对应设有一个圆波导组和一个第一波导，每一个圆波导组可以将来自自身对应的直接调制激光器输出的一部分光信号耦合进同一个第二波导，由第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号并输出，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中光发射机的一个结构示意图；
图2是本发明实施例中圆波导组的结构示意图；
图3是本发明实施例中一个圆波导组和一个控制部件的结构示意图；
图4是本发明实施例中微环组阵列中其中一个微环组的一个结构示意图；
图5是本发明实施例中微环组阵列中其中一个微环组的另一个结构示意图；
图6是本发明实施例中微环组阵列的结构示意图；
图7是本发明实施例中圆波导的滤波特性曲线示意图；
图8是本发明实施例中直接调制激光器输出光信号的示意图；
图9是本发明实施例中直接调制激光器输出的光信号经过圆波导耦合进入第二波导的光信号的示意图；
图10是本发明实施例中光发射机的另一个结构示意图；
图11是本发明实施例中光发射机方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种光发射机，适用于多通道发射，可以有效减小光发射机的体积，降低成本，此外，还提供了相应的光发射方法，请参与图1至图11，以下分别进行详细说明：
实施例一
本发明实施例提供了一种光发射机，可以适用于高速、长距离传输的光通信系统中。请参阅图1，图1是本发明实施例中光发射机的结构示意图，具体可以如下：
一种光发射机，包括：直接调制激光器阵列10和微环组阵列20，其中，直接调制激光器阵列10包括N个直接调制激光器11，微环组阵列20包括N个圆波导组21、N个第一波导22和一个第二波导23，其中，N个直接调制激光器11、N个圆波导组21、N个第一波导22构成N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器11、一个圆波导组21和一个第一波导22组成，圆波导组21中至少包括一个圆波导211，N大于或等于2；每个直接调制激光器11，用于输出光信号，其中各个直接调制激光器11输出的光信号的波长各不相同；每个第一波导22与对应的圆波导组21的一侧耦合，每个第一波导22包括第一端口221和第二端口222，每个第一波导22用于通过第一端口221接收自身对应的直接调制激光器11输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圆波导组21中；每个圆波导组21的一侧与自身对应的第一波导22耦合，另一侧与第二波导23耦合，每个圆波导组21用于将来自自身对应的第一波导22的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导23，其中，耦合进第二波导23的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导22的光信号的消光比；第二波导23，用于汇聚来自各个圆波导组21的光信号，并输出汇聚后的光信号。
本实施例中的直接调制激光器阵列10可包括N个直接调制激光器11（DML，Directly Modulated Laser），其中，N大于或等于2。直接调制激光器阵列10中的每一个DML可以输出光信号到微环组阵列20中，并且各个DML输出的光信号的波长各不相同。
本实施例中的微环组阵列20可接收直接调制激光器阵列10输出的光信号，并将从各个DML接收到的光信号中的一部分光信号汇聚，输出汇聚后的光信号。其中，微环组阵列20可包括N个圆波导组21、N个第一波导22和一个第二波导23，其中，N大于或等于2，圆波导组21中至少可包括一个圆波导211。
本实施例中的光发射机由N个直接调制激光器11、N个圆波导组21、N个第一波导22构成N个光发射部件，其中，N大于或等于2，每个光发射部件中由一个直接调制激光器11、一个圆波导组22和一个第一波导22组成。其中，每个第一波导22与对应的圆波导组21的一侧耦合，每个第一波导22包括第一端口221和第二端口222，每个圆波导组21的一侧与自身对应的第一波导22耦合，另一侧与第二波导23耦合。
在每一个光发射机部件中，由直接调制激光器11输出光信号到与其自身对应的第一波导22中，第一波导22通过第一端口221接收该光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圆波导组21中，圆波导组21将该第一波导22的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导23，其中，耦合进第二波导23的这一部分光信号的消光比大于该第一波导22通过第一端口221接收到的光信号的消光比。
第二波导23可以汇聚各个光发射部件中圆波导组21耦合进来的光信号，并将汇聚后的光信号输出到光发射机的发射端口。
由上可知，本发明实施例采用直接调制激光器阵列实现多通道发射，每个直接调制激光器对应设有一个圆波导组和一个第一波导，每一个圆波导组可以将来自自身对应的直接调制激光器输出的一部分光信号耦合进同一个第二波导，由第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号并输出，微环组阵列既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。
实施例二
在实施例一的基础上，本发明实施例还可以包括控制部件，该控制部件可以控制圆波导组21的谐振波长。请参阅图1，图1是本发明实施例中光发射机的结构示意图，具体可以如下：
通常圆波导组21的折射率会随着温度变化，当圆波导组21的温度发生变化时，其折射率发生变化，从而使得其谐振波长也会发生变化，该现象称为热光效应。在实际应用中，由于工作温度等环境发生变化，DML的波长和圆波导组21的谐振波长都会发生变化，为了避免热光效应的发生导致圆波导组21的谐振波长发生变化，使得圆波导组21无法将DML输出的光信号耦合进入第二波导23，本发明实施例中可以设置控制部件来控制圆波导组21的谐振波长，使得圆波导组21的谐振波长在DML输出的光信号的波长的范围内。例如，具体可以如下：
本发明实施例中的光发射机上还可以包括N个控制部件，每个控制部件对应一个光发射部件；每个控制部件包括一个反馈控制电路30和两个光探测器（MPD，Monitor PhotoDetector），为了描述方便，可以将这两个光探测器分别描述为第一光探测器40（MPD1）和第二光探测器50（MPD2），这两个MPD可分别探测DML输出的光信号的强度和圆波导组21耦合进第二端口222的光信号的强度。例如，具体可以如下：
每个MPD1，用于检测自身所对应的光发射机中的DML所输出的光信号的强度，得到检测结果，并将检测结果输入对应的反馈控制电路30中。需说明的是，每个DML具有两个端面，一个端面用于将光信号输出到MPD1，由该MPD1检测这一个端面输出的光信号的功率，另一个端面用于将光信号输出到第一波导22的第一端口221。其中，DML中的这两个端面输出的光信号之间的输出功率是成比例关系的，而输出功率与DML端面的反射率成正比。在每个DML中，这两个端面有预设的反射率，一个端面的反射率远远大于另一个端面的反射率，并且由于MPD1和第一波导22的特性，输出到第一端口221的光信号的比例必然远远大于输出到MPD1的光信号。
由实施例一可知，每个圆波导组21可以将来自自身对应的第一波导22的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导23，此外，圆波导组21还可以将来自自身对应的第一波导22的光信号中的另一部分光信号耦合进第二端口222，而每个MPD2与自身所对应的第一波导22的第二端口222连接。也就是说，由DML发射的光信号可以有如下传输路径：
DML→第一波导→圆波导→第二端口；
DML→第一波导→圆波导→第二波导。
其中，圆波导耦合到第二波导的光信号的消光比大于从第一波导耦合进来的光信号的消光比。需说明的是，耦合进第二波导23的这一部分光信号的波长位于圆波导组21的谐振波长的一定范围内，其中，每个圆波导组21中的圆波导211的谐振波长相等。其中，耦合进第二波导23的这一部分光信号的波长有一个预设范围，具体将在下面实施例中进行详细说明，此处不再赘述。
每个MPD2，用于检测自身所对应的圆波导组21耦合进来的另一部分光信号的强度，得到检测结果，并将检测结果输入对应的反馈控制电路30中。
反馈控制电路30，用于根据上述MPD1和MPD2输入的检测结果控制圆波导组21的谐振波长。
具体的，反馈控制电路30可以通过以下方式控制圆波导组21的谐振波长：
可以在圆波导组21上设置加热电极212，请参阅图2，图2是圆波导组的结构示意图，图3是一个圆波导组和一个控制部件的结构示意图，其中，该圆波导组21包括一个圆波导211。若圆波导组21包括两个或两个以上的圆波导211，可以在该圆波导组21上设置一个加热电极，或者是在每一个圆波导211上分别设置一个加热电极，通过同一个反馈控制电路同时控制每一个圆波导211上的加热电极，以确保输入到同一个圆波导组21中的圆波导211的电流大小一致。
圆波导组21上设置有加热电极212，反馈控制电路30可以通过控制输入到与自身对应的圆波导组21上的加热电极212的电流大小来控制圆波导组21的温度，调节其有效折射率，从而控制其谐振波长。
反馈控制电路30可以预先获取与自身对应的MPD1和MPD2输入到反馈控制电路30的光电流的大小，以及加载在与自身对应的圆波导组21上的加热电极212上的电流大小，反馈控制电路30可以将上述获取到的MPD1和MPD2输入到反馈控制电路30的光电流的大小相除，得到一个比值，本实施例可以将该比值描述预设强度比值。由于圆波导组21的谐振波长以及DML输出光信号的波长都存在一定的分布，当外界环境变化导致圆波导组21的谐振波长和DML输出光信号的波长发生了偏移，当偏离最佳工作状态时，MPD1和MPD2输入到反馈控制电路30的光电流的比值会发生变化，此时反馈控制电路30可以获知该比值发生了变化，从而控制圆波导组21的谐振波长。例如，具体可以如下：
MPD1和MPD2可以通过检测光信号的强度，并将检测结果以光电流信号发送给反馈控制电路30，上述光电流信号作为反馈控制电路30的反馈输入信号，反馈控制电路30可以根据接收到的该光电流信号输出控制信号来控制圆波导组21的谐振波长。那么，通过MPD1探测到光信号的强度值与MPD2探测到光信号的强度值的比值可以获知圆波导组21的谐振波长和DML输出光信号的波长是否发生了偏移。
假设与反馈控制电路30对应的MPD1探测到光信号的强度值与MPD2探测到光信号的强度值的比值为强度比值S，当S大于预设强度比值时，表明圆波导组21耦合到第一波导22上的第二端口222的光信号过大，圆波导组21耦合到第二波导23的光信号过小，亦即相对于DML的输出波长，圆波导组21的谐振波长过小，此时，反馈控制电路30增大输入到与反馈控制电路30自身对应的圆波导组21上的加热电极212的电流，使得圆波导组21的谐振波长向长波方向移动，保证圆波导组21的最佳工作状态。
当S小于预设强度比值时，反馈控制电路30减小输入到与反馈控制电路30自身对应的圆波导组21上的加热电极的电流，使圆波导组21的谐振波长向短波长方向移动，从而确保整个光发射机工作在最佳状态。
当S等于预设强度比值时，说明圆波导组21处于正常工作状态中，可以来自自身对应的第一波导22的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导23，将另一部分光信号耦合进第一波导22的第二端口222，其中，耦合进第二波导23的这一部分光信号消光比大于来自自身对应的第一波导22的光信号的消光比，并且，耦合进第二波导23的这一部分光信号的波长位于圆波导组21的谐振波长的预设范围内。
由上可知，本发明实施例采用直接调制激光器阵列实现多通道发射，每个直接调制激光器对应设有一个圆波导组和一个第一波导，每一个圆波导组可以将来自自身对应的直接调制激光器输出的一部分光信号耦合进同一个第二波导，由第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号并输出，微环组阵列既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。进一步的，还采用控制部件控制圆波导组的谐振波长，保证了圆波导组的最佳工作状态，从而确保整个光发射机工作在最佳状态，在圆波导组上设有加热电极，该微环组阵列实现了光电集成，进一步减小了光发射机的体积，有效的降低了功耗。
实施例三
下面以一具体应用例对本发明实施例中的光发射机进行详细描述，该光发射机包括4个光发射部件，每个圆波导组21中包括一个圆波导211，具体可参阅图1，图1是本发明实施例中光发射机的结构示意图。
微环组阵列20包括4个圆波导组21、4个第一波导22和一个第二波导23，一个圆波导组21包括一个圆波导211，在每一个光发射部件中包括1个DML，1个圆波导211和1个第一波导22。在一个光发射机部件中，当圆波导211与第一波导22之间的间距较小时，在第一波导22中传输的光信号会耦合进入圆波导211，同理，圆波导211中传输的光信号也会耦合进入第一波导22。同理，当圆波导211与第二波导23之间的间距较小时，圆波导211中传输的光信号会耦合进入第二波导23。请参阅图4、图5和图6，图4是微环组阵列中其中一个微环组的一个结构示意图，图5是微环组阵列中其中一个微环组的另一个结构示意图，图6是微环组阵列的结构示意图。需说明的是，图6中未标示加热电极212，圆波导组21上实际上可设有加热电极。
如图5所示，图5是微环组阵列中其中一个微环组的另一个结构示意图。每一个微环组中有两个耦合区，分别为Z1和Z2，光信号在耦合区进行耦合时会发生相移。假设第一波导22通过第一端口221接收自身对应的直接调制激光器11输出的光信号在真空中的波长为λ，波长为λ的光信号耦合到圆波导211中，在圆波导211中传输一圈后相位变化如式（1）所示：
其中，λ为光信号在真空中的波长，有效折射率neff是波长的函数，β为光信号在圆波导211中传输时的传播常数其大小等于光在真空中传播时的传播常数乘以有效折射率neff。
当θ=2mπ(其中，m为整数)时，加上在两个耦合区Z1和Z2发生的相移，光信号在圆波导211中绕行一圈又回到与第一波导22的耦合区Z1中，其绕行一圈所经历的总相位变化为(2m+1)π，于是，当光信号绕行一圈后回到耦合区Z1时，会与从第一端口221从DML接收到的光信号发生相消干涉，使得绕行一圈后的光信号大部分耦合回圆波导211中，以此类推。在耦合区Z2中，圆波导211将来自自身对应的第一波导22的光信号中的一部分光信号耦合进入第二波导23并输出。
由（1）式可知，θ跟λ有关，因此不同波长的光在耦合区Z1相消干涉的程度不同，导致不同波长的光信号分配到第二端口222和第二波导23的光能量不同，呈现如图7所示的滤波特性曲线，图7为圆波导的滤波特性曲线示意图，图7中实线表示的是分配到第二端口的光信号，虚线表示的是分配到第二波导的光信号。
由图7可知，圆波导211的滤波特性曲线呈现周期性分布，这是因为θ=2mπ(其中，m为整数)中m取不同的值相应的会有不同的波长，我们可以将满足θ=2mπ中的波长称为谐振波长，只有波长在谐振波长附近的光信号才能耦合进入第二波导23并输出。其中，波长在谐振波长附近的光信号即为预设范围内的光信号。
如图6所示，图6是微环组阵列的结构示意图。在微环组阵列20中，在每一个光发射机部件中，第一波导22通过第一端口221接收自身对应的DML输出的光信号，并全部耦合进入与其对应的圆波导211，其中，为了描述方便，将从左到右的圆波导211描述为第一圆波导、第二圆波导、第三圆波导和第四圆波导。假若第一波导22通过第一端口221接收自身对应的DML输出的波长为λ1的光信号，并将波长为λ1的光信号全部耦合进入第一圆波导，假若第一圆波导的谐振波长为λ'1，第一圆波导可以将波长为λ'1的光信号耦合进入第二波导23。同理，在另一个光发射机部件中，假若第一波导22将波长为λ2的光信号全部耦合进入第二圆波导，假若第一圆波导的谐振波长为λ'2，第二圆波导可以将波长为λ2中的波长为λ'2的光信号耦合进入第二波导23，以此类推，第三圆波导可以将波长为λ'3的光信号耦合进入第二波导23，第四圆波导可以将波长为λ'4的光信号耦合进入第二波导23。由于第一圆波导和第二圆波导的谐振波长不同，因此波长为λ'1光信号经过第二圆波导与第二波导23的耦合区时，不会受到第二圆波导的干扰，可以直接从第二波导23输出，同理，波长为λ'2光信号经过第三圆波导与第二波导23的耦合区时，不会受到第三圆波导的干扰，可以直接从第二波导23输出，以此类推，第二波导23可以将第一圆波导、第二圆波导、第三圆波导和第四圆波导耦合进来的波长为λ'1、λ'2、λ'3和λ'4的光信号输出。
在实际应用中，为了避免因不可避免的情况导致圆波导的谐振波长的误差，可以设置圆波导组21将位于其谐振波长预设范围内的光信号耦合到第二波导23，例如，第一圆波导、第二圆波导、第三圆波导和第四圆波导可以将波长为λ'1+C、λ'2+C、λ'3+C和λ'4+C的光信号耦合进入第二波导23，其中，C为常数，并且C具有较小的范围。
由于只有波长在谐振波长附近的光信号才能耦合进入第二波导23，圆波导组21具有很好的滤波功能，本发明实施例中将不同圆波导组21的一侧均与同一个第二波导23耦合，由于光发射机中各个圆波导组21的谐振波长各不相同，耦合到第二波导23中的光信号的波长将不一样，第二波导23可以汇聚各个圆波导组21耦合进来的波长不同的光信号，实现了复用功能，减少了器件的个数，实现器件的小型化。
其中，圆波导211耦合进第二波导23的这一部分光信号的消光比大于从自身对应的第一波导22耦合进来的光信号的消光比。
其中，在直调情况下，DML的啁啾特性导致不同注入电流下DML的波长会有差异，通常“1”信号下DML的出射波长比“0”信号下DML的出射波长稍短一些。具体可参阅图8，图8是DML输出光信号的示意图。当DML输出的光信号的波长位于圆波导211的下降沿处，大部分“1”信号都不会被滤掉，而大部分“0”信号都会被滤掉。因此从第一端口221接收到的光信号经圆波导211后，“1”信号同“0”信号的能量比值变大，亦即消光比增大。具体可参阅图9，图9是DML输出的光信号经过圆波导耦合进入第二波导23的光信号的示意图。
当工作温度等环境发生变化时，DML输出光信号的波长和圆波导组21的谐振波长都会发生变化，当圆波导组21的谐振波长发生变化时，其上的加热电极的电流大小发生改变，而MPD2可检测自身所对应的圆波导组21耦合进来的光信号的强度，MPD1可检测自身所对应的光发射机中的DML所输出的光信号的强度，上述两个强度有一个预设强度比值，当检测到上述两个强度的比值大于预设强度比值时，反馈控制电路30增大输入到与反馈控制电路30自身对应的圆波导组21上的加热电极的电流，使得圆波导组21的谐振波长向长波方向移动；当上述两个强度的比值小于预设强度比值时，反馈控制电路30减小输入到与反馈控制电路30自身对应的圆波导组21上的加热电极的电流，使圆波导组21的谐振波长向短波长方向移动。
上述应用例中每个圆波导组21中包括一个圆波导211，而在实际应用中可以在圆波导组21中采用2个甚至多个圆波导211，以达到更好的滤波效果。例如，可以在每个圆波导组21中设有两个圆波导211，具体可参阅图10，图10是本发明实施例中光发射机的另一个结构示意图。
本发明实施例中的微环组阵列既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本，本发明还采用控制部件控制圆波导组的谐振波长，保证了圆波导组的最佳工作状态，从而确保整个光发射机工作在最佳状态，在圆波导组上设有加热电极，该微环组阵列实现了光电集成，进一步减小了光发射机的体积，有效的降低了功耗。
实施例四
为了更好的理解上述方案，本发明实施例还提供了一种光发射机方法，具体可以如下：
一种光发射方法，包括：第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圆波导组中，其中，每个第一波导与对应的圆波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口；其中，N个直接调制激光器、N个圆波导组、N个第一波导构成N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圆波导组和一个第一波导组成，圆波导组中至少包括一个圆波导，N大于或等于2；圆波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比，其中，每个圆波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与第二波导耦合；第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。
请参阅图11，图11是本发明实施例中光发射机方法的流程图，具体步骤可以如下：
401、第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圆波导组中；
其中，每个第一波导与对应的圆波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口；其中，N个直接调制激光器、N个圆波导组、N个第一波导构成N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圆波导组和一个第一波导组成，圆波导组中至少包括一个圆波导，N大于或等于2。
例如，微环组阵列可包括4个圆波导组、4个第一波导和一个第二波导23，一个圆波导组包括一个圆波导，在每一个光发射部件中包括1个DML，1个圆波导和1个第一波导。在一个光发射机部件中，当圆波导与第一波导之间的间距较小时，在第一波导中传输的光信号会耦合进入圆波导，同理，圆波导中传输的光信号也会耦合进入第一波导。同理，当圆波导与第二波导之间的间距较小时，圆波导中传输的光信号会耦合进入第二波导。具体可参见上述实施例，此处不再赘述。
402、圆波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比；
其中，每个圆波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与第二波导耦合。
与圆波导组对应的第一波导的光信号中的一部分光信号的波长位于圆波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圆波导组中的圆波导的谐振波长相等。
403、第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号。
此外，还可以包括以下步骤：圆波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到第二端口，例如，可以如下：
圆波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到第二端口，可以使得反馈控制电路根据与自身对应的第二光探测检测到另一部分光信号的强度和第一光探测器检测到一部分光信号的强度来控制圆波导组的谐振波长，其中，每个圆波导组对应一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路，每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接。
需说明的是，本发明实施例中的具体实施可参见上述实施例，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例采用第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圆波导组中，由圆波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，耦合进第二波导的这一部分光信号的消光比大于来自自身对应的第一波导的光信号的消光比，并且第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号，既实现了滤波还可以复用，有效的减少了元件数量、减小了光发射机的体积，降低了成本。
以上对本发明所提供的一种光发射机和光发射方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种光发射机，其特征在于：
所述光发射机包括直接调制激光器阵列和微环组阵列，其中，所述直接调制激光器阵列包括N个直接调制激光器，所述微环组阵列包括N个圆波导组、N个第一波导和一个第二波导，其中，N个直接调制激光器、N个圆波导组、N个第一波导构成N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圆波导组和一个第一波导组成，所述圆波导组中至少包括一个圆波导，所述N大于或等于2；
所述每个直接调制激光器，用于输出光信号，其中各个直接调制激光器输出的光信号的波长各不相同；
每个第一波导与对应的圆波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口，每个第一波导用于通过所述第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圆波导组中；
每个圆波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与所述第二波导耦合，每个圆波导组用于将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进所述第二波导，其中，所述耦合进所述第二波导的这一部分光信号的消光比大于所述来自自身对应的第一波导的光信号的消光比；
所述第二波导，用于汇聚来自各个圆波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号，各个圆波导组的谐振波长各不相同，设置圆波导组将位于其谐振波长预设范围内的光信号耦合到第二波导。
2.根据权利要求1所述的光发射机，其特征在于：
所述光发射机还包括N个控制部件，每个控制部件对应一个光发射部件；
每个控制部件包括一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路；
所述圆波导组还用于将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到所述第二端口；
每个第一光探测器，用于检测自身所对应的光发射机中的直接调制激光器所输出的光信号的强度，并将检测结果输入对应的反馈控制电路中；
每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接，所述第二光探测器用于检测所述另一部分光信号的强度，并将检测结果输入对应的反馈控制电路中；
所述反馈控制电路，用于根据所述第一光探测器和第二光探测器输入的检测结果控制所述圆波导组的谐振波长。
3.根据权利要求2所述的光发射机，其特征在于，
每个圆波导组上设有加热电极；
所述反馈控制电路根据所述第一光探测器和第二光探测器输入的检测结果控制所述圆波导组的谐振波长，具体包括：
所述反馈控制电路通过控制输入到与自身对应的圆波导组上的加热电极的电流来控制圆波导组的谐振波长。
4.根据权利要求3所述的光发射机，其特征在于，所述反馈控制电路通过控制输入到与自身对应的圆波导组上的加热电极的电流来控制圆波导组的谐振波长，具体包括：
当强度比值大于预设强度比值时，增大输入到与反馈控制电路自身对应的圆波导组上的加热电极的电流，其中，所述强度比值为与反馈控制电路对应的第一光探测器探测到的光信号的强度值与第二光探测器探测到的光信号的强度值的比值；
当强度比值小于预设强度比值时，减小输入到与反馈控制电路自身对应的圆波导组上的加热电极的电流。
5.根据权利要求1-3任一所述的光发射机，其特征在于，
每个圆波导组耦合进所述第二波导的这一部分光信号的波长位于所述圆波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圆波导组中的圆波导的谐振波长相等。
6.一种光发射方法，其特征在于，包括：
第一波导通过第一端口接收自身对应的直接调制激光器输出的光信号，并将接收到的光信号耦合到自身对应的圆波导组中，其中，每个第一波导与对应的圆波导组的一侧耦合，每个第一波导包括第一端口和第二端口；其中，N个直接调制激光器、N个圆波导组、N个第一波导构成N个光发射部件，每个光发射部件中由一个直接调制激光器、一个圆波导组和一个第一波导组成，所述圆波导组中至少包括一个圆波导，所述N大于或等于2；
圆波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的一部分光信号耦合进第二波导，其中，所述耦合进所述第二波导的这一部分光信号的消光比大于所述来自自身对应的第一波导的光信号的消光比，其中，每个圆波导组的一侧与自身对应的第一波导耦合，另一侧与所述第二波导耦合；
第二波导汇聚来自各个圆波导组的光信号，并输出汇聚后的光信号，各个圆波导组的谐振波长各不相同，设置圆波导组将位于其谐振波长预设范围内的光信号耦合到第二波导。
7.根据权利要求6所述的光发射方法，其特征在于，还包括：
所述圆波导组将来自自身对应的第一波导的光信号中的另一部分光信号耦合到所述第二端口，以使得反馈控制电路根据与自身对应的第二光探测检测到所述另一部分光信号的强度和第一光探测器检测到所述一部分光信号的强度来控制所述圆波导组的谐振波长，其中，每个圆波导组对应一个第一光探测器、一个第二光探测器和一个反馈控制电路，每个第二光探测器与自身所对应的第一波导的第二端口连接。
8.根据权利要求6或7所述的光发射方法，其特征在于，还包括：
与圆波导组对应的第一波导的光信号中的所述一部分光信号的波长位于所述圆波导组的谐振波长的预设范围内，其中，每个圆波导组中的圆波导的谐振波长相等。
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