[发明专利]光学发射机

说明书

技术领域

本发明涉及光子学且特别地涉及用于发射已调制光学通信信号的光学发射机。

背景技术

现在光学远程通信中的最大挑战是增加已安装光纤链路的容量以保持对带宽的需求的逐年增长。在行业内已经承认到诸如正交相移键控（QPSK）、正交调幅（QAM）等高谱效率相干调制格式的转变是重要的，并且在多个全世界的长距离链路上已经部署100G比特/s的QPSK。这些调制格式包括相位方面的调制，并且因此由于与显著地限制传输距离的半导体激光的直接调制相关联的高线性调频（chirp）而不可能使用信令激光的低成本直接调制。

现在，用于生成复杂调制格式的最稳健的解决方案是基于LiNbO₃的外部IQ调制器。然而，其缺陷包括：（i）相对高的成本；（ii）显著的插入损耗和有限的光学功率处理；（iii）对高驱动电压RF升压放大器的需要；以及（iv）对于复杂调制格式（例如，16 QAM）的生成而言，典型的IQ调制器要求在具有关联损耗、功率消耗、噪声和非线性的情况下在电子域中生成两个或更多高速多级（例如，用于16 QAM的四个逻辑电平）数据流并将其多路复用。

发明内容

为了在长距离内发射已调至光学信号，本发明提供了一种光学发射机，其具有用来向一个或多个从属激光设备注入主激光信号的至少一个主激光设备。这样，从属激光设备在相位方面被与主激光设备锁定在一起并减少了其输出中的线性调频。可以根据要发射的一个或多个数据信号来调制从属激光设备输出，并且由于其在相位方面被锁定，可以使用主激光信号（或从其导出的信号）来相消地干扰并因此抵消从属激光设备输出的载波部分。这样产生的输出信号具有低线性调频且可以根据复杂调制方案来容易地进行调制。此外，在采用超过一个从属激光设备的情况下，所有从属激光设备被锁定到同一主激光设备，并且因此也被相互锁定。这允许将从属激光输出被相干地多路复用。

根据本发明的第一方面，提供了一种光学发射机，包括：主激光设备，用于生成主信号；一个或多个从属激光设备，被注入主信号，使得由一个或多个从属激光设备生成的信号被与主信号锁相；输入，用于接收要发射的一个或多个数据流，所述一个或多个数据流被用来分别地调制一个或多个从属激光设备，使得由一个或多个从属激光设备生成的每个信号分别地包括已调制部分和载波部分；以及干扰装置，用于用从主信号导出的信号相消地干扰由一个或多个从属激光设备生成的信号，从而生成其中载波部分被至少部分地抵消的输出信号。

在实施例中，发射机包括多个从属激光设备，其输出可以被相干地多路复用在一起以生成多级输出信号。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出其可以如何付诸实践，现在将以示例的方式对以下附图进行参考，在所述附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的光学发射机；

图2示出了根据本发明的另外的实施例的光学发射机；以及

图3示出了根据本发明的又一实施例的光学发射机。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的光学发射机10。示意性星座图示出了信号的调制。

发射机10包括被设计成以相同或基本上相同的波长发射光的主激光设备12和从属激光设备14。主激光设备12被控制成生成主激光信号13，并且其被馈送给2×2干涉测量耦合器16的一个耦合端口（输入，参见下文）。耦合器16包括在其中信号可以彼此干扰的腔的一端处的两个端口以及在另一端处的两个端口。一般地，耦合器在两个方向上操作（亦即，输入和从腔的两侧输出信号）。然而，在本文中将采用的惯例是将在图的左手侧的端口称为“输入”并将在右手侧的那些称为“输出”。

主激光信号一般地是未调制的，并且因此提供主要地是恒定的信号。主激光设备可在连续波长（CW）模式下操作以便实现此类输出。从属激光设备14被耦合到在干涉测量耦合器16的相对侧的输出耦合端口，并且因此主激光信号被从主激光设备12传递至从属激光设备14。

主激光信号用来将从属激光设备14注入锁定，并且这样，由从属激光设备产生的从属激光信号15与主激光信号13相位锁定，意味着从属激光信号的频率遵循主激光信号的频率。此外，抑制了从属激光信号中的线性调频。