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1、(10)申请公布号 CN 104202091 A (43)申请公布日 2014.12.10 C N 1 0 4 2 0 2 0 9 1 A (21)申请号 201410431297.7 (22)申请日 2014.08.28 H04B 10/40(2013.01) (71)申请人昂纳信息技术(深圳)有限公司 地址 518118 广东省深圳市坪山新区翠景路 35号 (72)发明人谢红 华一敏 李连城 雷奖清 曾昭锋 (74)专利代理机构深圳市君盈知识产权事务所 (普通合伙) 44315 代理人陈琳 (54) 发明名称 一种光子集成光学模块 (57) 摘要 本发明提供一种光子集成光学模块，包括集 成。
2、在同一磷化铟衬底上的反射式半导体放大器和 波分复用器；其中，波分复用器设置在反射式半 导体放大器和该光子集成光学模块的输入输出端 口之间；反射式半导体光放大器的一端设置为反 射镜，其输出波长范围为C波段或L波段的第一激 光信号；第一激光信号经由波分复用器后，耦合 至该光子集成光学模块的输入输出端口；且该光 子集成光学模块的输入输出端口输入波长范围为 C波段或L波段的第二激光信号至该光子集成光 学模块；解决了WDM-PON物理层的光网络单元ONU 的波长自适应、上行带宽较小问题，且易于封装并 不需密封性封装，适合大规模生产。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)。
3、中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104202091 A CN 104202091 A 1/1页 2 1.一种光子集成光学模块，包括集成在同一磷化铟衬底上的反射式半导体放大器和波 分复用器；其中，波分复用器设置在反射式半导体放大器和该光子集成光学模块的输入输 出端口之间；其特征在于：反射式半导体光放大器的一端设置为反射镜，其输出波长范围 为C波段或L波段的第一激光信号；第一激光信号经由波分复用器后，耦合至该光子集成光 学模块的输入输出端口；且该光子集成光学模块的输入输出端口输入波长范围为C波段或 L波段的第二激光。
4、信号至该光子集成光学模块。 2.如权利要求1所述的一种光子集成光学模块，其特征在于：第二激光信号经由波分 复用器后，耦合至该光子集成光学模块的第二输出端口。 3.如权利要求1所述的一种光子集成光学模块，其特征在于：该光子集成光学模块进 一步包括集成在同一磷化铟衬底上的光电接收器，其与波分复用器的一端连结。 4.如权利要求3所述的一种光子集成光学模块，其特征在于：第二激光信号经由波分 复用器后，输出至光电接收器。 5.如权利要求3述的一种光子集成光学模块，其特征在于：光电接收器设置为光电二 极管或雪崩光电二极管。 6.如权利要求3所述的一种光子集成光学模块，其特征在于：该光子集成光学模块更 进一。
5、步包括集成在同一磷化铟衬底上的阻抗匹配放大器，其与光电接收器的另一端连结。 7.如权利要求3或6所述的一种光子集成光学模块，其特征在于：反射式半导体光放 大器产生波长范围为C波段的第一激光信号，此时光电接收器接收波长范围为L波段的第 二激光信号。 8.如权利要求3或6所述的一种光子集成光学模块，其特征在于：反射式半导体光放 大器产生波长范围为L波段的第一激光信号，此时光电接收器接收波长范围为C波段的第 二激光信号。 权 利 要 求 书CN 104202091 A 1/3页 3 一种光子集成光学模块 技术领域 0001 本发明涉及光纤通信领域中的光学模块，特别涉及一种光子集成光学模块。 背景技术。
6、 0002 光接入网是以光纤为主要传输媒质的宽带接入网。随着4G网络的发展，需要研发 带宽更大、资源利用率更高、覆盖范围更广、业务种类更多、接入方式更灵活、兼容性更以及 能效更高的下一代光接入网。波分复用无源光网络(WDM-PON)技术具有带宽大、便于升级、 对协议和速率透明的优点，因此广泛应用于现有的光接入网中。 0003 如图1所示，WDM-PON则是将波分复用技术(WDM)运用在无源光网络(PON)中，光 分路器AWG通过识别光网络单元ONU(Optical Network Unit)发出各种波长，将信号分配 到各路ONU。而基于波分复用技术的WDM-PON采用波长作为用户端ONU的标识。
7、，利用波分复 用技术实现上行接入，能够提供较宽的工作带宽，可以实现真正意义上的对称宽带接入。在 WDMPON中，波分复用器WDM解复用下行信号，并分配给指定的OUN，同时把上行信号复用 到一根光纤，传输到光线路终端OLT(Optical Line Terminal)。 0004 但是，上述现有的WDM-PON技术，其物理层的ONU存在波长自适应、上行带宽较小 的的问题，以及WDM-PON与光载射频RoF(Radio-over-ber)技术融合的难度较大。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种光子集成光 学模块。 0006 本发明提供一种应用于OLT或。
8、者ONU中光纤收发的器件，特别提供一种以磷化铟 (InP)晶体作为集成衬底的光子集成光学模块。 0007 本发明提供的技术方案如下：一种光子集成光学模块，包括集成在同一磷化铟衬 底上的反射式半导体放大器和波分复用器；其中，波分复用器设置在反射式半导体放大器 和该光子集成光学模块的输入输出端口之间；反射式半导体光放大器的一端设置为反射 镜，其输出波长范围为C波段或L波段的第一激光信号；第一激光信号经由波分复用器后， 耦合至该光子集成光学模块的输入输出端口；且该光子集成光学模块的输入输出端口输入 波长范围为C波段或L波段的第二激光信号至该光子集成光学模块。 0008 其中，优选实施方式为：第二激光。
9、信号经由波分复用器后，耦合至该光子集成光学 模块的第二输出端口。 0009 其中，优选实施方式为：该光子集成光学模块进一步包括集成在同一磷化铟衬底 上的光电接收器，其与波分复用器的一端连结，第二激光信号经由波分复用器后，输出至光 电接收器。 0010 其中，优选实施方式为：光电接收器设置为光电二极管或者雪崩光电二极管。 0011 其中，优选实施方式为：该光子集成光学模块更进一步包括集成在同一磷化铟衬 底上的阻抗匹配放大器，其与光电接收器的另一端连结。 说 明 书CN 104202091 A 2/3页 4 0012 其中，优选实施方式为：反射式半导体光放大器产生波长范围为C波段的第一激 光信号，。
10、此时光电接收器接收波长范围为L波段的第二激光信号；反射式半导体光放大器 产生波长范围为L波段的第一激光信号，此时光电接收器接收波长范围为C波段的第二激 光信号。 0013 本发明的光学元件相比于现有技术来说具有以下优点和积极效果：本发明的光学 集成光学模块均为一体化集成在同一磷化铟衬底上的光学模块，解决了WDM-PON物理层的 光网络单元ONU的波长自适应、上行带宽较小问题；其次，本发明的光学集成模块易于封装 且不需要密封性封装；最后，集成度高、体积小、成本低、适合大规模生产。 附图说明 0014 图1为现有技术的WDM-PON的结构示意图。 0015 图2为本发明第一实施例的光学元件的光子集。
11、成光学模块示意图。 0016 图3为本发明第二实施例的光学元件的光子集成光学模块示意图。 0017 图4为本发明第三实施例的光学元件的光子集成光学模块示意图。 具体实施方式 0018 为使对本发明的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，配合附图详细说明如 下。应当理解，此部分所描述的具体实施例仅可用以解释本发明，并不用于限定本发明。 0019 本发明的光子集成(Photonics Integrated Circuit，简称PIC)光学模块应用于 OLT或者ONU的光纤收发器件中，其集成电路衬底使用磷化铟(InP)晶体。 0020 具体实施例一 0021 请参照图2，图2为本发明第一实施例的光学。
12、元件的光子集成光学模块示意图。 本发明的光子集成光学模块包括反射式半导体光放大器(Reflection Semiconductor Optical Amplier，图中简称ROSA)10和波分复用器(Wavelength Division Multiplexer， 图中简称WDM)20。其中反射式半导体光放大器10的一端为反射镜，产生C波段或L波段的 第一激光信号输出至波分复用器20。波分复用器20设置于反射式半导体光放大器10和光 子集成光学模块的输入输出端口(I/O)30之间，且同时连结该光子集成光学模块的第二输 出端口40。反射式半导体光放大器10输出的激光信号经由波分复用器20进行波长。
13、复用及 解复用后，耦合至输入输出端口30。 0022 同时，该光子集成光学模块的输入输出端口30输入波长范围为C波段或L波段的 第二激光信号至该光子集成光学模块，经由波分复用器20后，耦合至该光子集成光学模块 的第二输出端口40。 0023 具体实施例二 0024 请参照图3，图3为本发明第二实施例的光学元件的光子集成光学模块示意图。本 发明的光子集成光学模块包括反射式半导体光放大器10、波分复用器20和光电接收器50。 其中反射式半导体光放大器10的一端为反射镜，产生C波段或L波段的第一激光信号输出 至波分复用器20。波分复用器20设置于反射式半导体光放大器10和光子集成光学模块的 输入输出。
14、端口(I/O)30之间，且同时连结光电接收器50。由反射式半导体光放大器10输出 的第一激光信号经由波分复用器20进行波长复用及解复用后，耦合至输入输出端口30输 说 明 书CN 104202091 A 3/3页 5 出。 0025 同时，该光子集成光学模块的输入输出端口30输入波长范围为C波段或L波段的 第二激光信号至该光子集成光学模块，经由波分复用器20后，输出至光电接收器50。且反 射式半导体光放大器10产生波长范围为C波段的第一激光信号，此时光电接收器50接收 波长范围为L波段的第二激光信号；反射式半导体光放大器10产生波长范围为L波段的第 一激光信号，此时光电接收器50接收波长范围为。
15、C波段的第二激光信号。 0026 其中光电接收器50设置为光电二极管(Photo Diode，简称PD)，也可设置为雪崩 光电二极管(Avalanche Photodiode简称APD)。 0027 具体实施例三 0028 请参照图4，图4为本发明第三实施例的光学元件的光子集成光学模块示意图。本 发明的光子集成光学模块包括反射式半导体光放大器10、波分复用器20、光电接收器50和 阻抗匹配放大器(图中简称TIA)60。其中反射式半导体光放大器10的一端为反射镜，产生 C波段或L波段的第一激光信号输出至波分复用器20。波分复用器20设置于反射式半导 体光放大器10和光子集成光学模块的输入输出端口。
16、(I/O)30之间，且同时连结光电接收器 50。阻抗匹配放大器60设置在光电接收器50的另一端。由反射式半导体光放大器10输 出的第一激光信号经由波分复用器20进行波长复用及解复用后，耦合至输入输出端口30。 0029 同时，该光子集成光学模块的输入输出端口30输入波长范围为C波段或L波段的 第二激光信号至该光子集成光学模块，经由波分复用器20后，输出至光电接收器50。且反 射式半导体光放大器10产生波长范围为C波段的第一激光信号，此时光电接收器50接收 波长范围为L波段的第二激光信号；反射式半导体光放大器10产生波长范围为L波段的第 一激光信号，此时光电接收器50接收波长范围为C波段的第二激。
17、光信号。 0030 其中输出至光电接收器50的第二激光信号，经由光电接收器50转换为电信号后 输出至阻抗匹配放大器60。 0031 其中，光电接收器50设置为光电二极管(Photo Diode，简称PD)，也可设置为雪崩 光电二极管(Avalanche Photodiode简称APD)。 0032 本发明的光子集成光学模块包括有源区域和无源区域。其中，无源区域包括与输 入输出光纤模场匹配的低损耗波导(简称SSC)及用于分离反射式半导体光放大器10输出 的激光信号的波分复用器20，分别位于集成衬底磷化铟的第一层和第二层；有源区域包括 反射式半导体光放大器10，或者包括反射式半导体光放大器10和光。
18、电接收器50，再或者包 括反射式半导体光放大器10、光电接收器50和阻抗匹配放大器60，位于集成衬底磷化铟的 上层区域。 0033 本发明的光学元件相比于现有技术来说具有以下优点和积极效果：本发明的光学 集成光学模块均为一体化集成在同一磷化铟衬底上的光学模块，解决了WDM-PON物理层的 光网络单元ONU的波长自适应、上行带宽较小问题；其次，本发明的光学集成模块易于封装 且不需要密封性封装；最后，集成度高、体积小、成本低、适合大规模生产。 0034 以上所述,仅为本发明最佳实施例而已,并非用于限制本发明的范围,凡依本发 明申请专利范围所作的等效变化或修饰,皆为本发明所涵盖。 说 明 书CN 104202091 A 1/2页 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 104202091 A 2/2页 7 图4 说 明 书 附 图CN 104202091 A 。