一种光反射复用芯片(42)、激光发射芯片(40)以及光发射机(4)，用于解决目前基于自注入锁定技术的无色光发射机(4)成本高的问题。光发射机(4)包括：激光发射芯片(40)、光纤(41)以及光反射复用芯片(42)。其中，激光发射芯片(40)包含：双向发光激光器(400)、偏振分束旋转器(401)以及第一外接端口(402)；光反射复用芯片(42)包含合波器(420)、第二外接端口(421)、N个第三外接端口(422)、N个微环谐振腔(423)、N个偏振分束旋转器(424)，N条第一分支波导(425)以及N条第二分支波导(426)，N为正整数，且大于或等于1。合波器(420)与第一分支波导(425)连接，与第二分支波导(426)连接，与第二外接端口(421)连接，第一外接端口(402)与第三外接端口(422)通过光纤(41)相连。
合波器、第二外接端口、N个第三外接端口、N个微环谐振腔、N个偏振分束旋转器，N条第一分支波导以及N条第二分支波导，所述N为正整数，且大于或等于1,所述N个偏振分束旋转器与所述N条第一分支波导一一对应,所述N个偏振分束旋转器与所述N条第二分支波导一一对应,所述N个偏振分束旋转器与所述N个第三外接端口一一对应,所述N个偏振分束旋转器与所述N个微环谐振腔一一对应；
所述合波器与所述N条第一分支波导连接，与所述N条第二分支波导连接，与所述第二外接端口连接；
所述N个偏振分束旋转器中的各个偏振分束旋转器与对应的第一分支波导连接，与对应的第二分支波导连接，与对应的第三外接端口连接；
所述N个偏振分束旋转器中的各个偏振分束旋转器，用于从对应的第三外接端口中接收偏振光，对所述偏振光进行偏振分光并输出至对应的第一分支波导以及对应的第二分支波导中；
所述N个微环谐振腔中的各个微环谐振腔,用于对传输至对应的第一分支波导以及对应的第二分支波导中的光进行波长选择，并将通过所述各个微环谐振腔波长选择后的光的一部分光通过所述合波器从所述第二外接端口输出，另一部分光作为反射偏振光传输回对应的偏振分束旋转器；
所述N个偏振分束旋转器中的各个偏振分束旋转器,用于将对应的微环谐振腔传输回的反射偏振光进行偏振耦合并将耦合后的光通过对应的第三外接端口输出。
2.根据权利要求1所述的光反射复用芯片，其特征在于，
所述N个偏振分束旋转器中的各个偏振分束旋转器包含第五波导以及第六波导，所述各个偏振分束旋转器对应的第五波导与对应的第一分支波导连接，所述各个偏振分束旋转器对应的第六波导与对应的第二分支波导连接；
所述N个偏振分束旋转器中的各个偏振分束旋转器，用于通过对应的第五波导从对应的第三外接端口中接收所述偏振光；
所述偏振光经过所述N个偏振分束旋转器中的各个偏振分束旋转器后被分解为具有第一偏振方向的第四偏振光以及具有第二偏振方向的第五偏振光，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相互垂直；
所述第四偏振光通过对应的第五波导被传输至对应的第一分支波导中；
所述第五偏振光通过对应的第六波导被传输至对应的第二分支波导中，并转变为具有所述第一偏振方向的第六偏振光；
所述N个微环谐振腔中的各个微环谐振腔,用于对所述第六偏振光进行波长选择，经过所述各个微环谐振腔波长选择后的所述第六偏振光的一部光通过所述合波器从所述第二外接端口输出，另一部分光通过对应的第一分支波导以及对应的第五波导被传输至所述对应的偏振分束旋转器作为第一偏振反射光；
所述N个微环谐振腔中的各个微环谐振腔,用于对所述第四偏振光进行波长选择，通过所述各个微环谐振腔波长选择后的所述第四偏振光的一部光通过所述合波器输出从所述第二外接端口输出，另一部分光通过对应的第二分支波导以及对应的第六波导被传输至对应的偏振分束旋转器，并耦合至对应的第五波导转变为具有所述第二偏振方向的第二偏振反射光；
所述第一偏振反射光以及所述第二偏振反射光通过对应的第五波导从对应的第三外接端口输出。
3.根据权利要求2所述的光反射复用芯片，其特征在于，
所述第四偏振光以及所述第六偏振光为横电场TE模偏振光，所述第五偏振光为横磁场TM模偏振光；
如权利要求1所述的光反射复用芯片、M条光纤以及M个激光发射芯片、所述M为正整数，且大于或等于1；
所述激光发射芯片的第一外接端口与所述光反射复用芯片对应的第三外接端口通过对应的光纤相连；
所述双向发光激光器与所述偏振分束旋转器连接，所述偏振分束旋转器与所述第一外接端口连接；
所述偏振分束旋转器，用于对所述双向发光激光器发射的所述偏振光进行偏振耦合并将耦合后的光通过所述第一外接端口输出，从所述第一外接端口接收与所述偏振光对应的反射偏振光，对所述反射偏振光进行偏振分光并分别注入至所述双向发光激光器，所述双向发光激光器发射的所述偏振光与注入至所述双向发光激光器的光的偏振方向一致。
所述双向发光激光器包含第一波导、第二波导、第一端口以及第二端口，所述第一波导与所述第一端口连接，所述第二波导与所述第二端口连接；
所述偏振分束旋转器包含第三波导以及第四波导，所述第四波导与所述第一外接端口连接；
所述第一波导与所述第三波导连接，所述第二波导与所述第四波导连接；
所述双向发光激光器，用于通过所述第一端口发射具有第一偏振方向的第一偏振光，通过所述第二端口发射具有所述第一偏振方向的第二偏振光；
所述第一偏振光通过所述第一波导以及所述第三波导被输出至所述偏振分束旋转器；
所述第二偏振光通过所述第二波导以及第四波导被输出至所述偏振分束旋转器；
所述第一偏振光经过所述第三波导时被耦合至所述第四波导，并转变为具有第二偏振方向的第三偏振光，所述第一偏振方向与所述第二偏振方向相互垂直；
所述第二偏振光以及所述第三偏振光通过所述第四波导从所述第一外接端口输出；
所述偏振分束旋转器，用于从所述第一外接端口接收反射偏振光；
所述反射偏振光经过所述偏振分束旋转器后分解为具有所述第一偏振方向的第一偏振反射光和具有所述第二偏振方向的第二偏振反射光；
所述第一偏振反射光通过所述第四波导以及所述第二波导注入所述双向发光激光器；
所述第二偏振反射光经过所述第四波导后被耦合至所述第三波导，所述第二偏振反射光通过所述第三波导被传输至第一波导时转变为具有所述第一偏振方向的第三偏振反射光，并通过所述第一波导注入所述双向发光激光器。
所述第一偏振光以及所述第二偏振光为TE模偏振光，所述第三偏振光为TM模偏振光；
所述第一偏振反射光以及所述第三偏振反射光为TE模偏振光，所述第二偏振反射光为TM模偏振光。
7.根据权利要求4至6任意一项所述的光发射机，其特征在于，所述双向发光激光器为III-V族混合集成微环激光器或者垂直腔光栅耦合激光器。
一种光反射复用芯片、激光发射芯片以及光发射机
技术领域
[0001] 本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光反射复用芯片、激光发射芯片以及光发射机。
背景技术
[0002] 随着密集波分复用(英文全称：Dense Wavelength Division Multiplexing，英文简称：WDM)设备的灵活部署以及基带处理单元(英文全称：Building Base band Unit，英文简称：BBU)集中化的趋势，基于WDM技术的光传送网络(英文全称：Optical Transport Network，英文简称：OTN)作为通用公共接口(英文全称：Common Public Radio Interface，英文简称：CPRI)和射频拉远单元(英文全称：Radio Remote Unit，英文简称：RRU)或者多入多出技术(英文全称：Multiple-Input Multiple-Output，英文简称：MIMO)阵列天线间的数据传输已成为一种重要的互连方案。随着无线业务量的逐步提高，RRU的数量以及每个RRU中所需光模块的数量将会大大的提高。若依赖传统的WDM系统实现无线前传，各个RRU中每个光模块都需要不同波长的激光器，这种配置方式会导致一系列的问题：例如，由于分配给每个RRU的光模块不同，需要将通用公共接口CPRI与每个RRU的端口号一一对应，运营商还需备货不同波长的光模块。为了解决上述问题，业界提出了无色WDM光源的概念。即指RRU收发模块是与波长无关的，其RUU收发模块的激光器发射波长可以自动适应所连接的阵列波导光栅(英文全称：Arrayed Waveguide Grating，英文简称：AWG)等端口的波长，实现在任何一个AWG等端口上都可以即插即用的作用。
[0003] 其中，自注入锁定技术是近期提出的一种实现无色WDM光发射机的解决方案。例如通过将法布里-珀罗半导体激光器(英文全称：Fabry Perot-Laser Diode，英文简称：FP-LD)发射多纵模(波长)的光反射后重新注入FP-LD实现特定波长的锁定。但目前基于自注入锁定技术的无色光发射机都由成本高的分立器件(如法拉第旋转器、AWG器件等)组成，实际应用中成本过高。
发明内容
[0004] 本发明提供了一种光反射复用芯片、激光发射芯片以及光发射机，用于解决目前基于自注入锁定技术的无色WDM光发射机成本高的问题。
[0005] 有鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种光反射复用芯片，该光发射复用芯片包括合波器、第二外接端口、N个第三外接端口、N个微环谐振腔、N个偏振分束旋转器，N条第一分支波导以及N条第二分支波导，其中，N为正整数，且大于或等于1，其中，N个偏振分束旋转器与N条第一分支波导一一对应，N个偏振分束旋转器与N条第二分支波导一一对应，N个偏振分束旋转器与N个第三外接端口一一对应，N个偏振分束旋转器与N个微环谐振腔一一对应，合波器分别与上述N条第一分支波导连接，与上述N条第二分支波导连接并与第二外接端口连接，N个偏振分束旋转器中的各个偏振分束旋转器与对应的第一分支波导连接，与对应的第二分支波导连接，并且与对应的第三外接端口连接；
[0006] 其中，偏振分束旋转器，用于接收偏振光，该偏振光经过偏振分束旋转器后被传输至对应的第一、第二分支波导中。微环谐振腔，对传输至对应的第一分支波导以及对应的第二分支波导中的光进行波长选择，并将选择后的单模光的一部分光通过合波器从第二外接端口输出，将另一部分光作为反射偏振光传输回偏振分束旋转器，该偏振分束旋转器再将对应的微环谐振腔传输回的反射偏振光进行偏振耦合并将耦合后的光通过对应的第三外接端口输出。
[0007] 在一种可能的设计中，结合上述实施例，上述N个偏振分束旋转器中的各个偏振分束旋转器包含第五波导以及第六波导，其中，各个偏振分束旋转器对应的第五波导与对应的第一分支波导连接，各个偏振分束旋转器对应的第六波导与对应的第二分支波导连接；
[0008] 偏振分束旋转器，具体用于通过对应的第五波导从对应的第三外接端口中接收偏振光，该偏振光经过对应的偏振分束旋转器后被分解为具有第一偏振方向的第四偏振光以及具有第二偏振方向的第五偏振光，其中，第一偏振方向与第二偏振方向相互垂直，上述第五偏振光通过第六波导被传输至所述对应的第二分支波导后，转变为具有第一偏振方向的第六偏振光，其后，微环谐振腔，对第二分支波导中的第六偏振光进行波长选择，选择后的一部光通过合波器从第二外接端口输出，另一部分光通过对应的第一分支波导以及对应的第五波导被传输至对应的偏振分束旋转器作为第一偏振反射光；
[0009] 同理，微环谐振腔，还对第一分支波导中的第四偏振光进行波长选择，选择后的一部光通过合波器输出从第二外接端口输出，另一部分光通过对应的第二分支波导以及对应的第六波导被传输至对应的偏振分束旋转器，并耦合至对应的第五波导转变为具有第二偏振方向的第二偏振反射光，最后第一偏振反射光以及第二偏振反射光通过对应的第五波导从对应的第三外接端口中输出。
[0010] 在一种可能的设计中，结合上述实施例，第四偏振光以及第六偏振光为横电场(英文全称：transverse electric mode，英文简称：TE)模偏振光，第五偏振光为横磁场(英文全称：transverse magnetic mode，英文简称：TM)模偏振光，第二偏振反射光为TM模偏振光。
[0011] 本发明实施例第二方面提供了一种激光发射芯片，该激光发射芯片包括：双向发光激光器、偏振分束旋转器以及第一外接端口，其中双向发光激光器与偏振分束旋转器连接，偏振分束旋转器与第一外接端口连接。
[0012] 具体地，双向发光激光器用于发射偏振光，偏振分束旋转器，用于对双向发光激光器发射的偏振光进行偏振耦合并将耦合后的光通过所述第一外接端口输出，另一种情况，从所述第一外接端口接收与所述偏振光对应的反射偏振光，并对该反射偏振光进行偏振分光并分别注入至所述双向发光激光器，需要指出的是，双向发光激光器发射的偏振光与注入至所述双向发光激光器的光的偏振方向保持一致。
[0013] 在一种可能的设计中，结合上述实施例，上述双向发光激光器具体可以包含第一波导、第二波导、第一端口以及第二端口，具体的连接关系如下：第一波导与第一端口连接，第二波导与第二端口连接；偏振分束旋转器包含第三波导以及第四波导，第四波导与第一外接端口连接，其中第一波导与第三波导连接，第二波导与第四波导连接。
[0014] 其中，所述双向发光激光器，具体用于通过第一端口输出具有第一偏振方向的第一偏振光，还可以通过第二端口输出具有第一偏振方向的第二偏振光，第一偏振光通过第一波导以及第三波导被输出至偏振分束旋转器，第二偏振光通过第二波导以及第四波导被输出至偏振分束旋转器。上述第一偏振光经过第三波导时被耦合至第四波导，转变为具有第二偏振方向的第三偏振光，需要指出的是，第一偏振方向与第二偏振方向相互垂直；上述第二偏振光以及第三偏振光通过第四波导从第一外接端口输出；
[0015] 偏振分束旋转器，还用于从第一外接端口接收波长为目标波长的反射偏振光，该反射偏振光反射回偏振分束旋转器后被分解为具有第一偏振方向的第一偏振反射光和具有第二偏振方向的第二偏振反射光，其中，第一偏振反射光通过第四波导以及第二波导反射注入双向发光激光器，而第二偏振反射光经过第四波导时被耦合至第三波导，接着通过第三波导以及第一波导注入双向发光激光器。
[0016] 在一种可能的设计中，上述第一偏振光以及第二偏振光为TE模偏振光，第三偏振光为TM模偏振光，第一偏振反射光以及第三偏振反射光为TE模偏振光，第二偏振反射光为TM模偏振光。
[0017] 本发明实施例第三方面还提供了一种光发射机，该光发射机包括上述第一方面描述的光反射复用芯片、M条光纤以及M个如上述第二方面所述的激光发射芯片、其中M为正整数，且大于或等于1，在该光发射机中，激光发射芯片的第一外接端口与光反射复用芯片对应的第三外接端口通过对应的光纤相连接。
[0018] 本发明实施例中，本发明提供了一种光反射复用芯片，用于解决目前基于自注入锁定技术的无色光发射机成本高的问题。本发明实施例中的光发射机采用上述激光发射芯片以及上述光反射复用芯片，相较于现有技术中的光发射机，本发明中的光发射机没有使用成本高的分立器件(如法拉第旋转器，AWG器件等)，在实际应用中成本较低。
附图说明
[0019] 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，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0020] 图1为本发明中的光发射机结构示意图；
[0021] 图2为本发明实施例一种激光发射芯片一个实施例示意图；
[0022] 图3为本发明实施例一种光反射复用芯片一个实施例示意图；
[0023] 图4为本发明实施例一种光发射机一个实施例示意图；
[0024] 图5为本发明实施例中光发射机的自注入锁定过程示意图。
具体实施方式
[0025] 本发明提供了一种光反射复用芯片、激光发射芯片以及光发射机，用于解决目前基于自注入锁定技术的无色光发射机成本高的问题。
[0026] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明保护的范围。
[0027] 本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0028] 为了解决RRU的有色问题，业界内提出了无色WDM光源的概念，但目前基于自注入锁定技术的无色光发射机都由成本比较高的分立元件，如法拉第旋转器、AWG等，在实际应用中成本过高，因此，本发明实施例提供了一种激光发射芯片、光反射复用芯片以及光发射机，用于解决上述成本高的问题。具体如图1所示，图1为本发明中提出的一种基于自注入锁定的光发射机结构示意图，该发射机主要包含2个集成芯片，其中之一为激光发射芯片，由双向发光激光器以及偏振分束旋转器(英文全称：polarization splitter-rotator，英文简称：PSR)组成，主要的功能是发射激光并接受自注入光，另外一个是光反射复用芯片，由多个PSR，多个微环谐振腔以及合波器组成，主要的功能是实现波长选定、光反射以及光偏振态的旋转，主要的工作原理如下：激光发射芯片发光，并经光纤输入到光反射复用芯片选出某一波长并反射，返回到激光器发射芯片完成自注入锁定的过程。其中，激光发射芯片中的双向发光激光器可以采用III-V族混合集成微环激光器或采用垂直腔光栅耦合激光器，也可以采用其他双向发光激光器，只要双向激光发射器与PSR组成的激光发射芯片能完成上述发射激光并接受自注入光的功能即可，具体此处不做任何限定。同理，该PSR可以采用一种波导型非对称定向耦合器实现，或采用二维平面波导光栅，或其他结构形式的PSR，只要PSR与双向激光发射器组成的激光发射芯片能完成上述功能即可，具体此处不做限定。另外还需要说明的是，也不对光反射复用芯片中的微环谐振腔以及PSR做任何限定，只要能实现上述波长选定、光反射以及光偏振态的旋转的功能即可，通过本发明实施例中的激光发射芯片以及光反射复用芯片实现的光发射机，可以解决目前基于自注入锁定技术的无色光发射机成本高的问题。为了便于理解与叙述，下面对本发明实施例中的激光发射芯片，光反射复用芯片以及光发射机进行详细的描述：
[0029] 其中，以激光发射芯片中的双向发射激光器采用III-V族混合集成微环激光器，PSR可以采用一种波导型非对称定向耦合器为例对本发明实施例中的激光发射芯片进行描述，请参阅图2，本发明实施例中的一种激光发射芯片2结构示意图，该激光发射芯片2包括：III-V族混合集成微环激光器20、非对称定向耦合器21以及外接端口22。
[0030] III-V族混合集成微环激光器包含波导200、波导201、端口202以及端口203以及微环谐振谐振腔204，非对称定向耦合器21包含波导210以及波导211。其中，波导与端口间具体的连接关系如下：波导200与端口202连接，波导201与端口203连接，波导211与外接端口22连接，波导200与波导210连接，波导201与波导211连接。
[0031] 这里对激光的产生做简要的叙述：III-V族混合集成微环激光器20，其微环谐振谐振腔204的外环包含P掺杂区和有源区，内环包含N掺杂区，当外加驱动电流时，位于外环的有源区发生粒子数反转，进而产生激光，激光在微环谐振腔内不断增强，并不断耦合入附近的波导，即该III-V族混合集成微环激光器20用于通过端口202以及端口203输出TE模偏振光。上述从端口202输出的TE模偏振光通过波导200以及波导210被输出至非对称定向耦合器21，经过波导210时被耦合至第四波导211，转变为TM模偏振光，即其偏振态旋转了90度，即该TM模偏振光与上述TE模偏振光的偏振方向相互垂直。并通过波导211从外接端口22输出。另一方面，上述从端口203输出的TE模偏振光通过波导201以及波导211被传输至非对称定向耦合器21，并通过波导211从外接端口22输出。
[0032] 同理，当TE模偏振光和TM模偏振光从外接端口22混合输入非对称定向耦合器21时，TE模偏振光通过波导211以及波导201注入III-V族混合集成微环激光器20，TM模偏振光经过波导211后被耦合至波导210，并通过波导210被传输至波导200，需要指出的是，从波导210传输来的TM模偏振光已经演变为TE模偏振光，即偏振方向旋转了90度，并通过波导200注入III-V族混合集成微环激光器20，即III-V族混合集成微环激光器20注入和输出的光都为TE模偏振光。
[0033] 另外需要指出的是，由于III-V族混合集成微环激光器20以及非对称定向耦合器21均属于现有技术的内容，本发明实施例只是将两者集成为一个芯片以实现特定的功能，因此，对于无涉及到本发明实施例的结构、组成材料等，在本发明实施例中不再进行赘述。
[0034] 同样以光反射复用芯片中的PSR采用一种波导型非对称定向耦合器为例对本发明实施例中的光反射复用芯片进行描述，请参阅图3，本发明实施例中的一种光反射复用芯片3结构示意图，该光反射复用芯片3包括：合波器、第二外接端口、N个第三外接端口、N个微环谐振腔、N个非对称定向耦合器，N条第一分支波导以及N条第二分支波导，N为正整数，且大于或等于1。由于光反射芯片中，其中各非对称定向耦合器与各微环谐振腔所实现的功能一样，在这里为了便于理解与叙述，只描述其中波导31、波导32、非对称定向耦合器33、微环谐振腔34以及外接端口35连接组成的通道所实现的功能，具体如图3所示，其连接关系如下：
[0035] 非对称定向耦合器33包含波导330以及波导331，波导330与波导31连接，波导331与波导32连接，合波器30与波导31连接，与波导32连接，与外接端口36连接；
[0036] 非对称定向耦合器33，用于通过波导330从端口35接收任意偏振态的光，当任意偏振的光经过非对称定向耦合器33后被分解为TE模偏振光Ain以及TM模偏振光Bin2个分量，需要指出的是，TE模偏振光Ain与TM模偏振光Bin的偏振方向相互垂直，即相差90度。其中，TE模偏振光Ain通过波导330被传输至波导31中，随后当该TE模偏振光中波长为λ的光与微环谐振腔34的谐振峰对准时，波长为λ的光耦合进入微环谐振腔34，进入微环谐振腔32后，其中一部分光从波导32以及波导331反射回非对称定向耦合器33，进入非对称定向耦合器33后，这一部分光从波导331耦合至波导330，并演变为TM模偏振光Aout，从外接端口35输出；另一部分光通过合波器30的一个输入端口进入该合波器30，需要说明的是，该合波器的功能是完成多通道汇总，完成N个通道进入合波器30的光的汇总，并从外接端口36输出汇总后的光。
[0037] 同理，TM模偏振光Bin从波导330耦合至波导331中，演变为TE模偏振光，并通过波导被传输至波导32中，通过微环谐振腔34完成波长λ的选定，具体过程与上述描述过程类似，即，完成波长λ的选定后，其中一部分光通过波导31以及波导330以TE模偏振光Bout从外接端口35反射输出，另一部分光进入合波器30。
[0038] 通过上述描述的过程，该光反射激光芯片完成了对输入光的选模、反射以及偏振态旋转90度这三个功能。
[0039] 上面对其中一种激光发射芯片以及光反射复用芯片的结构功能进行描述，下面对激光发射芯片、光反射复用芯片以及光纤组成的光发射机以及该光发射机完成的功能进行描述，请参阅图4，本发明实施例中的一种光发射机，这里需要说明的是，该光发射机中的激光发射芯片是一个或多个，这里为了便于描述，这里以一个光发射芯片的情况进行描述，请参阅图4，本发明实施例中一种光发射机示意图，包括：激光发射芯片40、光纤41以及光反射复用芯片42，其中，激光发射芯片40包含双向发光激光器400、偏振分束旋转器401以及外接端口402；光反射复用芯片42包含合波器420、外接端口421、N个第二外接端口422、N个微环谐振腔423、N个偏振分束旋转器424，N条波导425以及N条波导426，N为正整数，且大于或等于1，N大于或等于M，合波器420与波导425连接，与波导426连接、与外接端口421连接，外接端口402与外接端口422光纤41相连。
[0040] 其中，双向发光激光器400，用于输出偏振光，偏振光被输出至偏振分束旋转器401，经过偏振分束旋转器401后通过外接端口402输出至对应的偏振分束旋转器424，经过对应的偏振分束旋转器424后，该偏振光被传输至波导425以及波导426中，对应的微环谐振腔423锁定偏振光中波长为目标波长的目标偏振光，并通过合波器420输出从外接端口421目标偏振光的一部分光，另一部分光被作为反射光被反射回振分束旋转器424，通过对应的外接端口422反射回偏振分束旋转器401，反射光经过偏振分束旋转器401后被注入双向发光激光器400完成双向发光激光器400的自注入锁定。
[0041] 本发明实施例中的光发射机采用上述激光发射芯片以及上述光反射复用芯片用于实现，该光发射机通过激光发射芯片发射多波长的偏振光，经过光纤传输后通过光反射复用芯片实现对上述偏振光的波长选定以及将上述偏振光反射回上述激光发射芯片，最终该光发射机实现特定波长的锁定，并锁定在该波长上工作。相较于现有技术中的光发射机，本发明中的光发射机没有使用成本高的分立器件例如如法拉第旋转器、AWG器件等，在实际应用中成本较低。
[0042] 为了便于理解，下面以基于为图2所示的激光发射芯片，以及图3所示光反射复用芯片组成的光发射机的对自注入过程进行描述，如图5所示：
[0043] 图5中的图a是没有反射光注入到III-V族混合集成微环激光器时激光器在端口1和端口2的输出光光谱图，此时，III-V族混合集成微环激光器中各个光的纵模之间的竞争势钧力敌，边模抑制比非常差。由于III-V族混合集成微环激光器是双向发光激光器，端口1和端口2是对称的，为叙述和理解方便，首先以端口1发光进行分析。在激光发射芯片中，端口1输出的TE模偏振光经端口3输入非对称定向耦合器1，在端口5演变为TM模偏振光输出。经过光纤传输后，原先TM模偏振光已变为任意偏振态，并输入到光反射复用芯片中。因此，在端口6处，输入光被分解为TE模偏振光和TM模偏振光两个分量，经非对称定向耦合器2后，TE模偏振光由端口7输入波导1中，TM模偏振光演变为TE模偏振光后由端口8输入波导2，在该两路波导中传输的光的某一个波长λ1与微环谐振腔的谐振峰对准时，该纵模被选定进入微环谐振腔，如图b所示。具体过程如下：从波导1耦合进入微环谐振腔的光将由波导2耦合输出，从波导2耦合进入微环谐振腔的光将由波导1耦合输出。这样，从端口7进入微环谐振腔的光将从端口8返回，从端口8进入微环谐振腔的光将从端口7返回。经过PSR后，在端口6的反射光的偏振态与原输入光偏振态相比旋转了90度，并且利用微环谐振腔完成了波长选定，输出光谱如图c所示。反射光经过单模光纤返回激光发射芯片，本领域技术人员可以知道，在光纤中反射光本身的偏振态是不断旋转变化的，但是在光纤上的任意一点与激光器输出光的偏振态始终准确地保持相差90度。因此，反射光到达激光发射芯片端口5时，其偏振态与原先输出时的TM模偏振态是相互垂直的，变为TE模偏振态。TE偏振态的反射光经PSR后由端口4输出，并注入双向发光激光器。需要指出的是，上述过程只是最终完成自注入锁定的一个动态过程，实际上需要多次来回往复，使得波长为λ1的纵模得以不断增强，而其它模则不断被抑制，形成很高的边模抑制比。最终III-V族混合集成微环激光器的波长被锁定在由微环谐振腔滤出的λ1波长上，如图d所示。可以理解的是，III-V族混合集成微环激光器从端口2发光的情况与之类似，不同点在于端口5的输出光为TE模偏振光，而对应的反射回来的光为TM模偏振光。实际工作时，端口1和端口2同时发光和接收反射注入，共同完成自注入锁定。如图e所示，自注入锁定进入稳态后，输出光输出至合波器，完成与其他通道合路后，最终通过端口10输出。
[0044] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文全称：Read-Only Memory，英文简称：ROM)或随机存储记忆体(英文全称：Random Access，Memory，英文简称：RAM)等。
[0045] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
