用于光学网络的反射式半导体光学放大器

摘要

本文献涉及无源光学网络PON。更特定但不专有地说，其涉及将反射式半导体光学放大器RSOA用于放大千兆位(Gigabit)无源光学网络GPON或波分多路复用无源光学网络WDM-PON中的信号。描述经配置以放大光学网络内不同波长的光的设备(21)。所述设备(21)包括经配置以放大第一波长(25)的光的第一活性材料(22)和经配置以放大第二波长(26)的光的第二活性材料(23)。此外，所述设备(21)包括使所述第一和第二活性材料(22，23)分开的第一反射镜(24)，所述反射镜(24)经配置以反射所述第一波长(25)的光且经配置以对所述第二波长(26)的光大体上透射。此外，所述设备包括与所述第一反射镜(24)相对的邻近所述第二活性材料(23)的第二反射镜(27)，所述第二反射镜(27)经配置以反射所述第二波长(26)的光。

权利要求

1.一种设备(21)，其经配置以放大光学网络中不同波长的光，所述设备(21)具有波导管(20)，所述波导管包括：第一活性材料(22′)，其经配置以放大在所述波导管(20)的第一末端处所接收的第一波长(25)的光；

第二活性材料(23′)，其经配置以放大第二波长(26)的光；

第一反射镜(24)，其位于所述第一与第二活性材料(22′，23′)之间，且经配置以朝着所述第一末端的方向反射所述第一波长(25)的光，且经配置以对所述第二波长(26)的光大体上透射；及第二反射镜(27)，其邻近所述第二活性材料(23′)，且经配置以朝着所述第一末端的方向反射所述第二波长(26)的光。

2.根据权利要求1所述的设备(21)，其中所述第一活性材料(22′)及/或所述第二活性材料(23′)包括镓、铟、砷化物及/或磷化物。

3.根据权利要求1所述的设备(21)，其中：

所述设备(21)包括载运不同波长的所述光的波导管(20)；且所述第二反射镜(27)被提供在所述设备(21)的所述波导管(20)的末端处。

4.根据权利要求1所述的设备(21)，其中所述第一反射镜(24)包括介于所述第一(22′)与所述第二(23′)活性材料之间的气隙。

5.根据权利要求4所述的设备(21)，其中：

介于所述第一(22′)与所述第二(23′)活性材料之间的所述气隙具有约0.8μm的宽度；

所述第一波长为约1.3μm；且

所述第二波长为约1.5μm。

6.根据权利要求1所述的设备(21)，其中所述第一反射镜(24)包括介于所述第一(22′)与所述第二(23′)活性材料之间的布拉格反射镜。

7.根据权利要求1所述的设备(21)，其中所述第一波长(25)的所述光以指向所述第一反射镜(24)且垂直于所述第一反射镜(24)的平面的传播方向进入所述第一活性材料(22′)。

8.根据权利要求7所述的设备(21)，其中所述第二波长(26)的所述光以指向所述第二反射镜(27)且垂直于所述第二反射镜(27)的平面的传播方向进入所述第二活性材料(23′)。

9.根据权利要求8所述的设备(21)，其中所述第一波长(25)的所述光与所述第二波长(26)的所述光的所述传播方向大体上平行。

10.根据权利要求1所述的设备(21)，其中所述设备(21)进一步包括用于电性抽取所述第一(22′)和所述第二(23′)活性材料的构件。

11.根据权利要求1所述的设备(21)，其中所述设备(21)进一步包括：第三活性材料，其经配置以放大第三波长的光；及

第三反射镜，其邻近所述第三活性材料，所述第三反射镜经配置以反射所述第三波长的光；

其中所述第二反射镜(27)位于所述第二(23′)与所述第三活性材料之间，且其中所述第一(24)和所述第二(27)反射镜经配置以对所述第三波长的光大体上透射。

12.根据权利要求1所述的设备(21)，其中所述第一反射镜(24)是通过折射率的改变来提供，所述改变发生在光从所述第一活性材料(22′)传播到所述第二活性材料(23′)时。

13.根据权利要求1所述的设备(21)，其中所述第一波长小于所述第二波长。

14.一种光学网络，其包括：

第一发射器/接收器构件(41)；

第二发射器/接收器构件(42)；及

根据权利要求1到13中任一权利要求所述的设备(21)；

其中所述第一发射器/接收器构件(41)经由所述设备(21)连接到所述第二发射器/接收器构件(42)。

15.一种用于放大光学网络中不同波长的光的方法，所述方法包括：引导第一和第二波长(25，26)的光进入到第一活性材料(22′)内；其中所述光在所述第一活性材料(22′)的第一末端处进入所述第一活性材料(22′)；

使用所述第一活性材料(22′)放大所述第一波长(25)的所述光；

在所述第一活性材料(22′)的另一末端处以朝着所述第一活性材料的所述第一末端的方向反射所述第一波长(25)的所述光；

引导所述第二波长(26)的所述光穿过所述第一活性材料(22′)进入到所述第二活性材料(23′)内；其中所述光在所述第二活性材料(23′)的第一末端处进入所述第二活性材料(23′)；

使用所述第二活性材料(23′)放大所述第二波长(26)的所述光；及在所述第二活性材料(23′)的另一末端处以朝着所述第一活性材料的所述第一末端的方向反射所述第二波长(26)的所述光。

说明书

用于光学网络的反射式半导体光学放大器

技术领域

[0001] 本文献涉及无源光学网络(PON)。更特定但不专有地说，其涉及将反射式半导体光学放大器(RSOA)用于放大千兆位(Gigabit)无源光学网络(GPON)或波分多路复用无源光学网络(WDM-PON)中的信号。

背景技术

[0002] 有效的“光纤到户”架构的一些早期工作是由全业务接入网(FSAN)工作团队在20世纪90年代完成的，所述团队是由主要的电信服务提供商和电信系统供应商组成的。国际电信联盟(ITU)做了进一步的工作，且自那以后已经为两代无源光学网络制订了标准。PON是点对多点、“光纤到场所”网络架构，在所述架构中可使用无动力的无源分光器，从而使单一光纤能够服务多个场所，一般是32到128个场所。PON一般包括位于服务提供商的中心办公室的一个光线路终端(OLT)和靠近终端用户的多个光学网络单元(ONU)或光学网络终端(ONT)。与点对点(PTP)架构相比，PON配置一般减少所需的光纤和中心办公室装备的数量。

[0003] PON中的下游信号一般广播到共享单一馈线光纤的每一场所。一般基于时分多址(TDMA)使用多址控制(MAC)协议来组合上游信号。OLT一般配置所服务的ONT以便为上游通信提供时隙指派。

[0004] 已对PON架构的不同变体进行了详细说明。APON(异步传输模式(ATM)无源光学网络)主要用于商业应用，且基于异步传输模式。BPON(宽带PON)是基于APON的标准。其经由WDM、动态的且更高的上游带宽分配以及抗毁性来添加对在单独的光学通道上所提供的额外RF视频服务的支持。其还在OLT与ONU/ONT之间建立了被称为OMCI的标准管理接口，从而使混合的供应商网络成为可能。GPON是BPON标准的演化，其支持更高的速率、增强的安全性以及第二层协议(ATM、TDM和经由GEM的以太网)的选择。此外，作为以太网第一英里(Ethernet First Mile)项目的一部分，电气与电子工程师协会(IEEE)在2004年发布了以太网PON(EPON或GEPON)标准。EPON一般以对称的1千兆位每秒的上游和下游速率使用标准以太网框架。

[0005] ITU-T G.984GPON标准表示通过使用大的、可变长度的包来增加总带宽和带宽效率两者。所述标准允许位速率的若干选择，但行业已经集中于2,488兆位每秒(Mbit/s)的下游带宽以及1,244Mbit/s的上游带宽。当使用64路分光器时，为了在20km的距离上允许此带宽，就要求28dB的要求严格的光学预算。

[0006] 使用单一标准的单模光纤(ITU-T G.652)上的下游业务的一个波长和上游业务的另一波长，GPON利用波分多路复用(WDM)。本说明书提倡下游业务在1490(±10)纳米(nm)的波长上传输且上游业务在1310(±50)nm的波长处传输。1550nm的频带分配给任选的覆盖服务，一般是RF视频(在1550到1560nm的范围内)。此外，GPON是共享网络，因为OLT发送下游业务的被全部ONT接收的单一流。每一ONT一般仅读取寻址到其本身的那些包的内容。加密一般用于防止对下游业务的窃听。

[0007] 在下文中及权利要求书中，为了简化，约1310nm的波长通过1.3μm的舍入值来引用，且约1490nm的波长通过1.5μm的舍入值来引用。

[0008] 本文献涉及使用下游和上游方向的两个或两个以上不同的光学波长来延伸PON或WDM-PON系统的范围。以更通用的方式来说，本文献涉及提供光学接入网络中的光学预算的延伸。此预算延伸应以节约成本的方式来完成。此外，所述预算延伸应对浅层光学信号透射。

发明内容

[0009] 因此，需要提供有效的设备和方法，用于放大WDM系统中不同波长的光。特定而言，需要提供PON系统(例如GPON、10GPON及/或WDM-PON)中的光学上游和下游信号的有效放大。

[0010] 根据一些实施例，提供了经配置以放大光学通信网络(举例来说，GPON、WDM-PON或WDM网络)中不同波长的光的设备。所述设备可包括经配置以放大第一波长的光的第一活性材料。此外，所述设备可包括经配置以放大第二波长的光的第二活性材料。可将所述设备内的光限制在光学波导管内，或由光学波导管载运，所述光学波导管包括包括第一活性材料的第一区域和包括第二活性材料的第二区域。所述光学波导管可包括第一和第二末端。一般来说，光可在第一末端进入波导管，所述第一末端相对于入射光的传播方向来说是第一区域的上游。波导管的第二末端与第一末端相对。

[0011] 虽然第二活性材料可放大第二波长的光，但其可吸收具有比第二波长小的波长的光，举例来说，第一波长的光。鉴于此，所述设备可进一步包括第一反射镜，其将第一和第二活性材料分开且其经配置以反射第一波长的光。此外，第一反射镜可经配置以对第二波长的光大体上透射，从而可在第二活性材料内放大第二波长的光。

[0012] 同样地，不同波长的光(举例来说，GPON的光学上游和下游信号)可在第一末端处进入设备的波导管。可通过包括第一活性材料的波导管的第一区域来载运第一和第二波长的光。在第一区域的相对末端，可使用第一反射镜反射第一波长的光，同时第二波长的光可穿过反射镜从而进入包括第二活性材料的波导管的第二区域。

[0013] 所述设备可进一步包括第二反射镜，在邻近第二活性材料且与第一反射镜相对的地方提供所述第二反射镜，且所述第二反射镜经配置以反射第二波长的光。因此，第二波长的光可在第二区域的相对末端处被反射并经由第二区域、第一反射镜和第一区域被载运回到波导管的第一末端。可在与第一末端相对的波导管的第二末端处提供第二反射镜。

[0014] 设备可实施为包括活性材料(其可为半导体材料)的半导体光学放大器。第一活性材料及/或第二活性材料可包括镓、铟、砷化物及/或磷化物。

[0015] 第二反射镜可由设备的波导管的第二末端来提供。同样地，波导管的陡峭末端及折射率的突然改变可导致特定波长的光(举例来说，第二波长的光)的反射。替代地或此外，可通过使用一层或一层以上的反射材料(举例来说，金属，例如银或铝)来涂覆波导管的第二末端从而实施第二反射镜。

[0016] 第一反射镜可包括第一与第二活性材料之间的气隙。在此情形下，是第一活性材料与空气之间的折射率的改变以及空气与第二活性材料之间的折射率的改变提供了关于特定波长的光(举例来说，第一波长的光)的高反射率且提供了关于另一波长的光(举例来说，第二波长的光)的高透射度。

[0017] 第一反射镜关于不同波长的光的反射和透射性质可通过调节气隙的宽度来调谐。在实施例中，第一与第二活性材料之间的气隙可具有约0.8μm的宽度，所述宽度关于约
1.3μm的波长提供高反射率且关于约1.5μm的波长提供高透射度。

[0018] 可以布拉格(Bragg)反射镜的形式在第一与第二活性材料之间提供第一反射镜。此为有利的，因为其允许在窄的波长间隔上具有高反射率且在另一不同的波长间隔上具有高透射度的反射镜。

[0019] 还可通过折射率的改变(其发生在光从第一活性材料传播到第二活性材料时)来提供第一反射镜。在此情形下，两种活性材料可彼此对接。

[0020] 第一波长的光可以指向第一反射镜且与第一反射镜大体上垂直的传播方向进入第一活性材料。因此，向着第一反射镜行进的光的传播方向与离开第一反射镜行进的反射光的传播方向大体上平行。一般来说，所述光由设备的波导管来载运，其中所述波导管以垂直于第一反射镜的方向延伸。

[0021] 用类似的方式，第二波长的光可以指向第二反射镜且与第二反射镜垂直的传播方向进入第二活性材料，以使第二波长的光可直接反射回到波导管内。一般来说，第一和第二反射镜大体上平行，从而当第一和第二波长的光大体上平行时，第一波长的光的传播方向和第二波长的光的传播方向分别在被第一和第二反射镜反射之前和之后大体上平行。一般来说，这是通过提供载运不同波长的光的波导管来完成的，其中波导管以垂直于第一和第二反射镜的方向在设备内延伸。

[0022] 为了放大第一和第二波长的光，设备可进一步包括用于电性抽取第一和第二活性材料的构件。

[0023] 应注意，设备可用来放大多个波长的光，即两个或两个以上不同波长的光。特定而言，设备可用来放大使用两个或两个以上不同光学波长的WDM通信系统的光。在此一情形下，设备可拥有额外的活性材料和反射镜。举例来说，如果使用三个不同的波长，那么设备可进一步包括经配置以放大第三波长的光的第三活性材料和与第二反射镜相对的邻近第三活性材料的第三反射镜，所述第三反射镜经配置以反射第三波长的光。此外，第二反射镜可将第二和第三活性材料分开且可经配置以反射第二波长的光且可经配置以对第三波长的光大体上透射。此外，第一反射镜可经配置以对第三波长的光大体上透射。

[0024] 一般来说，描述了用于放大多个波长的光的设备。所述设备包括波导管以载运多个波长的光。光在波导管的第一末端处进入设备的波导管。所述波导管包括多个区域，所述区域分别包括多个不同的活性材料。不同的区域可被多个反射镜分开。每一活性材料可经配置以放大所述多个波长中的一个特定波长的光。优选地，布置包括活性材料的区域，从而对每一对邻近区域来说，相比于离波导管的第一末端更远的区域的活性材料，离波导管的第一末端更近的区域的活性材料放大更低波长的光。

[0025] 介于两个邻近区域之间的反射镜一般经配置以反射在离第一末端更近的区域内被放大的材料的波长的光。此外，反射镜一般经配置以对所述多个波长中的比反射光的波长更大的波长的光透射。

[0026] 根据一些实施例，提供了光学网络，其包括第一发射器/接收器构件、第二发射器/接收器构件及根据以上所描述的实施例中的任一实施例的放大构件。第一和第二发射器/接收器构件可(举例来说)为GPON或者WDM-PON网络中的ONU或OLT。替代地或此外，第一和第二发射器/接收器构件可为WDM发射器及/或接收器或者WDM传输网络。放大构件可为本文献中所描述的半导体光学放大器。第一发射器/接收器构件可经由放大构件连接到第二发射器/接收器构件，因此延伸了光学通信网络的光学预算。

[0027] 根据一些实施例，提供了用于放大光学网络中不同波长的光的方法。所述方法可为基于引导第一和第二波长的光(举例来说，在波导管内)进入到第一活性材料内，其中所述光在第一活性材料的第一末端处进入第一活性材料。可接着使用第一活性材料放大第一波长的光并在与第一活性材料的第一末端相对的第一活性材料的另一末端处将其反射回到波导管内。通过引导第二波长的光穿过第一活性材料进入到第二活性材料内，所述光可在第二活性材料的第一末端处进入第二活性材料。在第二活性材料内，可放大第二波长的光且通过在与第二活性材料的第一末端相对的第二活性材料的另一末端处提供的反射镜将其反射回到波导管内。

[0028] 在本文献中所概述的实施例提供了光学通信网络的光学预算的有效的、波长和位速率透射的延伸。在特定的实施例中，描述了反射式SOA(RSOA)，其同时放大WDM-PON系统的1.3μm的上游信号和1.5μm的下游信号。

[0029] 应注意，虽然参考GPON描述了本发明的优选的实施例，但是权利要求书的标的物并不受其限制，而是可在需要不同波长的至少两个光学信号的信号放大的任何情形中实践。

[0030] 此外，注意以上所提到的实施例可以各种方式彼此结合或彼此引申也是重要的。特定而言，考虑到通过本文献揭示所有可能的权利要求和特征的组合。此外，关于系统所概述的方面和特征同样可适用于所对应的方法。

附图说明

[0031] 根据下文的实例的描述，本发明的目的和特征将变得显而易见。在下文中参考在附图中图解说明的示范性实施例来描述本发明，其中

[0032] 图1图解说明使用半导体光学放大器(SOA)的光学网络中的实例信号放大；

[0033] 图2图解说明用于放大不同波长的光的实例设备；

[0034] 图3图解说明图2的实例设备中的实例增益和吸收值；及

[0035] 图4图解说明具有信号放大构件的实例光学网络，举例来说，图2中的设备。

具体实施方式

[0036] 为了延伸范围并增加光学接入网络中的分光比，对增加上游和下游信号的光学预算的延伸盒有递增的需求。如上文所指示的，在当今的GPON接入网络中以约1.49μm发射下游信号。下一代10Gbit/s接入网络的标准化正在发展，且下游信号将最可能位于约[1.57μm，1.6μm]的波长间隔中。上游信号将很可能在约[1.26μm，1.3μm]的波长间隔中进行发射。

[0037] 虽然本文献涉及同时放大1.3μm和1.5μm的光学信号从而延伸接入网络的范围，但是应注意，本文献的教导可适用于下一代接入网络，例如基于TDM及/或WDM-PON的10GPON。

[0038] 为了执行PON网络中的预算延伸，可使用光电光(OEO)再生。OEO再生的基本原理是将光学信号转换成电子格式。随后，在电域中恢复传输信号的时序和波形。最后，使用再生电信号来调制光学发射器从而产生再生光学信号。基于OEO再生的预算延伸至少需要针对每一波长的光电二极管、电子再生级和光学发射器。此外，OEO再生一般是针对特定位速率而设计的。因此，OEO再生是低效率的，因为其每一波长至少需要3个组件且其对所传输的光学信号的波长和位速率是不透射的。

[0039] 替代地，PON中具有一组固定波长的预算延伸可由半导体光学放大器(SOA)来执行。对于信号放大来说，每一SOA使用充当电性抽取增益介质的半导体。如上文所陈述，GPON使用不同波长传输上游和下游信号。因此，需要两个SOA用以放大在GPON中传输的上游和下游信号。一般来说，一般光学WDM系统中的每一波长需要一单独的SOA。图1说明使用两个SOA来放大GPON中的上游和下游数据信号的实例信号放大器的示意图。

[0040] 在根据图1的布置中，ONU11经由第一多路复用器/多路分用器13、双向SOA15和第二多路复用器/多路分用器14连接到OLT12。介于ONU11到OLT12之间的光学信号是由多路复用器/多路分用器13、14分离/归并到WDM系统的不同波长内，即所说明的实例中的1.3μm和1.5μm。特定而言，使用多路分用器13将1.3μm的上游信号从来自ONU11的光纤16进行多路分用。在上游信号穿过双向SOA15之后，使用多路复用器14将其多路复用到通往OLT12的光纤17上。在相反的方向上，多路分用器14提取来自光纤17的1.5μm的光学下游信号，所述信号在穿过双向SOA15后被多路复用到通往ONU11的光纤16上。在双向SOA15处，与特定波长对应的每一光学信号由特定的对应SOA放大，即1.3μm的上游信号由第一SOA放大且1.5μm的下游信号由第二SOA放大。

[0041] 换句话说，图1中的放大器布置可用于放大GPON系统中的两个波长，而不论在不同波长上载运的信号的位速率如何。然而，双向SOA15的使用是低效率的，因为其需要完全对准四根光纤、两个多路复用器/多路分用器单元13、14和两个SOA。一般要求针对双向SOA15内的每一波长使用两个单独的SOA，因为两个波长(即1.3μm和1.5μm)离得太远而不能被一个SOA的相同活性材料来放大。此活性材料一般受到限制，其仅放大50nm到80nm的波长窗口内的光学信号。如果上游和下游信号的波长(即1.3μm和1.5μm)要在接合放大器中加以放大，那么就不能使用常规半导体光学放大器。

[0042] 图2图解说明用于放大不同波长的光的设备21，即尤其用于放大覆盖大于80nm的间隔的波长的光。换句话说，设备21可用于放大不同光学波长的光学信号，其中所述不同光学波长位于不同波长间隔或窗口内。设备21包括波导管20，波导管20包括不同的区域22、23。特定而言，波导管20可包括第一区域22内的第一活性材料22'和第二区域23内的第二活性材料23'。第一22和第二23区域可被第一反射镜24分开。

[0043] 第一反射镜24可反射位于第一波长间隔内的波长的第一信号25的光。第一反射镜24可经配置以反射来自第一波长间隔的光。在优选的实施例中，第一信号25具有位于第一波长间隔内的1.3μm的波长，举例来说[1.26μm，1.34μm]。第一信号25可为GPON系统中的上游信号。

[0044] 具有位于第二波长间隔内的波长的第二信号26的高百分比(举例来说，超过50%的百分比)的光可穿过第一反射镜24。第二波长间隔不同于第一波长间隔。特定而言，第二波长间隔可包括大于第一波长间隔的波长的波长。在优选的实施例中，第二波长间隔的所有波长穿过第一反射镜24。第二波长可为1.5μm且第二波长间隔可为(举例来说)[1.46μm，1.54μm]。同样地，第二信号26可为GPON系统的下游信号。

[0045] 第二波长间隔的光及/或第二信号26的波长可被第二反射镜27反射，第二反射镜27邻近第二活性材料23，与第一反射镜24相对。

[0046] 第一和第二信号25、26的光可以朝着第一反射镜24的方向(特别是以垂直于第一反射镜24的平面的方向)进入设备21，即设备21的波导管20。第一反射镜24和第二反射镜27可具有平行的反射表面。

[0047] 同样地，设备21可用以使用选择性反射镜24将第一信号25与第二信号26分开，其中第一信号25和第二信号26具有在不同的波长间隔内的不同的光学波长。由于选择性反射镜24，仅有第二信号26进入包括第二活性材料23'的第二区域23。可选择第二活性材料23'来放大第二波长间隔内的光，即放大第二信号26。

[0048] 另一方面，第一25和第二26信号在第一区域22内重叠。可选择第一活性材料22'来放大第一波长间隔内的光，同时使第二波长间隔内的光不受影响。换句话说，可选择第一活性材料22'来放大第一信号25，同时使第二信号26不受影响。

[0049] 此可通过选择用于第一22和第二23区域的合适的光电材料来完成。此类光电材料可经设计以放大预定波长间隔内的光。此外，所述材料可经设计以使得低于预定波长间隔的波长的光被吸收，同时高于预定波长间隔的波长的光不受影响地穿过光电材料。

[0050] 在优选的实施例中，第一和第二活性材料22'、23'可包括铟(In)、镓(Ga)、砷化物(As)及/或磷化物(P)。第一活性材料22'可为In xGa(1-x)AsyP(1-y)(x约等于0.71，且y约等于0.62)，以便放大第一波长间隔的光且尤其是第一信号25的波长(举例来说，1.3μm)。第二活性材料23'可为In xGa(1-x)AsyP(1-y)(x约等于0.58，且y约等于0.9)，以便放大第二波长间隔的光且尤其是第二信号26的波长(举例来说，1.3μm)。所属领域的技术人员应清楚，这些值应解释为近似值，因为精确的成分一般将取决于外延层中的应变(为了优化对入射光偏振的灵敏度)。

[0051] 反射镜24、27可通过多种光反射构件来实施。特定而言，第一反射镜24(即介于两种活性材料22'、23'之间的反射镜)可通过特定宽度的气隙或布拉格反射镜来提供。选择气隙的宽度(在信号的方向上)及/或布拉格反射镜的层设计以使得第一信号25被反射，而允许第二信号26通过。第二反射镜27(即设备21的最后的反射镜)可(举例来说)通过波导管的末端(即波导管的陡峭边缘)来提供。此末端或边缘可进一步拥有至少一个反射层。所述至少一个反射层可包括Si/SiO2或TiO2/SiO2或金属(例如银或铝)的层。

[0052] 应注意，虽然为了两个波长的放大而说明了图2中的设备21，但是设备21的潜在原理可延伸到任意数量的波长，举例来说WDM系统的波长。一般来说，波导管20可载运多个不同波长λi(i=1,…,N(N为大于1的任意整数值))的信号，其中每一波长λi属于不同波长间隔Ti，i=1,…,N。不失一般性地来说，假设不同波长间隔Ti是根据递增的波长来排序的，即TN包括最高的波长且T1包括最低的波长。

[0053] 为了放大不同波长λi，设备21可包括一连串包括不同活性材料Mi的区域，i=1,…,N。不同区域和材料通过不同反射镜Ri(i=1,…,N)来分开。每一反射镜Ri经配置以反射来自波长间隔Ti的波长λi。此外，每一反射镜Ri经配置以使来自波长间隔Tj的波长λj通过，其中j＞i。每一活性材料Mi经配置以放大属于波长间隔Ti的波长λi的光。此外，每一活性材料Mi经配置以使属于波长间隔Tj的波长λj的光不受影响，其中j＞i。

[0054] 在一实施例中，可通过选择合适的光电材料Mi的成分(例如包括铟(In)、镓(Ga)、砷化物(As)及/或磷化物(P)的半导体材料)来达到上述条件。不同反射镜Ri可通过设计合适的布拉格反射镜及/或气隙反射镜来实施。

[0055] 图3说明由设备21内的两个不同波长的信号所招致的增益和吸收。增益/吸收表31说明具有第一波长间隔内的波长的第一信号25(举例来说，1.3μm的信号)可在其穿过第一活性材料22'时被放大且可在其穿过第二活性材料23′时被吸收。此外，增益/吸收表32表明具有第二波长间隔内的波长的第二信号26(举例来说，1.5μm的信号)在不被吸收的情况下穿过第一活性材料22'且仅被反射镜24略微反射。如从增益/吸收表31、32可见的，仅有第二信号26进入第二区域23，从而可选择第二活性材料23'来放大第二信号26。

[0056] 如在图3的反射率图表33中所表明的，具有约0.8μm宽度的气隙导致1.5μm波长处的低反射率，以及1.3μm的波长处的显著的反射率。

[0057] 因此，设备21的反射镜24可包括介于第一活性材料22'与第二活性材料23'之间的气隙，所述气隙具有约0.75到约0.85μm的宽度(在信号的传播方向上)。在优选的实施例中，气隙可具有约0.8μm的宽度。如可从反射率图表33中看到，可调节气隙的宽度，以便将波长选择性反射镜24的反射率/透射度调节到特定信号波长。

[0058] 图4说明包括第一发射器/接收器41(举例来说，ONU)、第二发射器/接收器42(举例来说，OLT)和信号放大构件21(举例来说，图2中所展示的设备21，即反射式半导体光学放大器(RSOA))的光学网络的示意图。

[0059] ONU41可通过第一数据传输构件43连接到RSOA21。所述第一数据传输构件可为可操作的，以传输一个或一个以上信号，举例来说，特定波长的光。在优选的实施例中，特定波长可处于100THz区域内，即电磁波谱的近红外或可见区域。因此，数据传输构件可为光学连接器(例如光纤)。

[0060] RSOA21可通过可与第一数据传输构件43具有相同性质的第二数据传输构件44连接到OLT42。在优选的实施例中，根据图4的光学网络可为PON，举例来说，WDM-PON及/或GPON。

[0061] RSOA21可为参考图2所描述的信号放大构件。出于此目的，第一和第二数据传输构件43、44连接到RSOA21的波导管20。此连接可通过数据传输构件43、44(举例来说，光纤)与RSOA21的波导管20的对接耦合来执行。

[0062] 在本文献中，已经描述了用于光学信号的波长选择性放大器。特定而言，已经描述了GPON系统的波长选择性反射式半导体光学放大器。所述放大器可直接连接到载运多个波长的光纤。同样地，消除了对单独的多路复用器/多路分用器单元13、14的需要。此外，不同光学波长的放大可在单一半导体光学放大器中执行，因此消除了对针对不同波长的单独的SOA的需要以及对将增加数目的光纤进行对准的需要。总体上，已经描述了用于在单一半导体光学放大器内放大多个光学波长的有效且节约成本的解决方案。所述光学放大器可应用于GPON、10GPON、WDM-PON接入网络或WDM传输网络。

[0063] 应注意，描述和附图仅说明所建议的方法和系统的原理。因此将了解所属领域的技术人员将能够想出多种布置，这些布置虽然没有在本文中详细描述或说明，但是其体现本发明的原理且包含在本文所要求的其精神和范围内。此外，本文所列举的所有实例原则上明确地倾向于仅出于教学目的帮助读者理解所建议的方法和系统的原理及发明人所贡献的概念从而促进本行业，且将在不受限于此类特定列举的实例和条件的情况下进行解释。此外，列举本发明的原理、方面和实施例的本文的全部陈述以及其特定实例倾向于包含其等效物。