光学双工器和光学三工器

摘要

一种光学三工器设计被描述，其中，在第一波长范围的外部的光信号通过激光源传输。该激光源提供具有第二波长范围的光信号。该三工器以一个用于提供强度反馈信号给该激光源的光电探测器和一个用于解复用该外部光信号的密集波分复用器为特征。

权利要求

1.一种光学元件包括：

基底；

用于提供对应于激光波长范围的一个特征波长的光线的激光器，该激光器具有第一激光端和第二激光端，该第二激光端用于发射在该激光波长范围内的一个主要光信号，并且接收具有对应于不同于该激光波长范围的第一、第二预定波长范围的波长的第一、第二外部光信号；

设置在该基底上且被光学耦合到该激光器第一激光端的第一光电探测器，所述第一光电探测器用于提供相应于由该激光器提供的反馈光信号的强度的数据；

其特征在于，该光学元件进一步包括：

具有第一、第二输出端和一个输入端的波长色散滤波器，该滤波器用于在该输入端接收包括第一、第二外部光信号的从第一激光端传输通过激光器传播的光线并根据其波长滤波该光线，所述滤波器用于在第一、第二输出端提供分别对应于第一、第二预定波长范围的光线；

设置在该基底上并被光学耦合到该第一输出端的第二光电探测器，所述第二光电探测器用于提供对应于其上入射光线的强度的数据输出信号，以及设置在所述基底上的第三光电探测器，该第三光电探测器被光耦合到滤波器的第二输出端，所述第三光电探测器用于提供对应于第二外部光信号光强度的数据输出信号。

2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，该激光器直接设置在该基底上，经一个基底上公用的波导沿着随反馈光信号传播的第一、第二外部光信号光学耦合到第一光电探测器。

3.如权利要求1至2任一项所述的光学元件，其特征在于，该基底包括主动材料。

4.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，该基底包括III-V族半导体材料。

5.如权利要求4项所述的光学元件，其特征在于，该基底包括磷化铟。

6.如权利要求1至2任一项所述的光学元件，其特征在于，该第一预定波长范围包括

1490nm和1550nm中的一种，且其中该激光波长范围包括1310nm。

7.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，该滤波器包括用于接收反馈信号的第三输出端，用该第一光电探测器被光学耦合到该第三输出端。

8.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，该滤波器包括波长色散元件。

9.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，该光学元件进一步包括一光学地设置在所述基底上的波导，以至于一个外部的光信号耦合到并从激光器沿着所述波导传输至该滤波器，该波导具有衰减特性以使具有对应于该激光波长范围的波长的光线在该波导内的传输被充分地衰减，较对应于该第一和第二预定波长范围的任何一种的光线更加迅速。

10.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，该滤波器是一种密集波分复用设备，且该第二预定波长范围对应于一个预定波段，其波长邻近于对应于第一预定波长范围的第一预定波段的波长，且该预定波段出现在一个国际电联的栅格上。

11.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，还包括第四光电探测器及第五光电探测器，其中，该滤波器包括第三输出端及第四输出端，该滤波器的每个输出端用于提供具有特征波长范围的光信号，每个所述输出端对应于不同的波长范围，该第三输出端被光学耦合到该第四光电探测器，且该第四输出端被光学耦合到该第五光电探测器。

说明书

光学双工器和光学三工器

技术领域

[0001] 本发明涉及光学双工器(duplexer)和三工器(triplexer)。该光学元件经常被用于光纤到户(Fiber to the Home，FTTH)系统。本发明尤其涉及构成有效的和低成本的光学双工器和三工器的光学底层元件的设计和配线。

背景技术

[0002] 光纤到户系统(FTTH)支持各种不同的通信设备和服务器。同时，现在多种结构被提出和评估，今天占优势的方法是基于被动光网络(Passive Optical Network，PON)，其越过简化的物理基本设施上提供服务分布给用户。因为这些被提供的服务发展工业标准涵盖了一系列的步骤：从宽带被动光网络(Broadband-PON，B-PON)到以太网被动光网络(Ethernet-PON，E-PON)，到千兆位被动光网络(Gigabit-PON，G-PON)，最后到光波分复用被动光网络(Wavelength Division Multiplexed PON，WDM-PON)。

[0003] 所有这些PON结构和FTTH系统都共同要求一个用户接口以经由一个单一的光波导来提供和接收光信号。采用该单一光波导上的双向传输减少了基础设施的要求，进一步降低了成本。从新兴的工业标准，该FTTH系统一般是基于采用三个波长(大约1310nm/1490nm/1550nm)的光信号和一个在机顶盒提供用户接口或住所接口(residence interface)的被称作三工器的元件。该光学三工器向上游传输一个光信号(大约1310nm)，同时接收两个波长大约是1490nm和1550nm的下游光信号。这些信号通过波长被分开，允许第一波长，典型地1550nm，被服务于图像信号；第二波长，典型地1490nm，被用于声音和数据信号。

[0004] 目前，这样的一个光学三工器将通过把多种离散的元件结合成 一个集合被制造。这些元件包括：具有提供反馈信号的光电二极管的1310nm激光源、隔离1310nm信号和
1490nm与1550nm信号的第一波分复用器(wavelength division multiplexer，WDM)、隔离
1490nm信号和1550nm信号的第WDM和一组检测1490nm和1550nm信号的光电探测器。该激光器和光电探测器是被预先装备和按它们本身的规格密闭封装的元件。因为这些三工器由于采用多个被高度地制造的子元件，伴随着这些元件的物理结合及完成最终的配置和调整的复杂的劳动要素而昂贵。这些三工器十分昂贵，以至于在单一家庭住处系统载体商业上不支持它们的使用，因此限制了给公众非常高速度服务的突破。

[0005] 而提供一个单一波导底层或基片内所有必须的元件将是非常期望的。不幸地，光学技术目前的状态建议该光学三工器元件应该被整体地集成到一个基于波导元件的磷化铟上，而且尽管这些元件不是简单地结合。特别地，该设备的任何一般的波导部分被计划来同时地支持1310nm、1490nm和1550nm的光信号。虽然被动光波导将支持这些在合理的距离上广泛地被分离的波长，所以产生一个具有支持所有三种波长的良好性能的光信号的光学波导的主动波导底层是非常困难的。因此，该集成的光学三工器的特征是公用波导被计划来传输最长的支持的波长的光信号(在这个例子中，是1550nm)的一般的波导。不幸地，这导致由1310nm波长源提供的任何光信号的实质衰减。提供一个不实质衰减1310nm光信号的光学三工器是有益的。

[0006] 同样地，对集成的光学三工器的现有技术的检索结果是材料的缺乏。当前的检索和识别的现有技术涉及到一个例如硅在硅上(Silica-on-silicon)的平面波导基底上如的单一WDM元件的集成，和这些连同半导体激光器和光电探测器的随后的混合集成。 发明内容

[0007] 本发明教授了一种光学元件，包括：

[0008] 基底；

[0009] 用于提供对应于激光波长范围的一个特征波长的光线的激光器，该激光器具有第一激光端和第二激光端，该第二激光端用于发射在该激光波长范围内的一个主要光信号，并且接收具有对应于不同于该激光波长范围的第一、第二预定波长范围的波长的第一、第二外部光信号；

[0010] 设置在该基底上且被光学耦合到该激光器第一激光端的第一光电探测器，所述第一光电探测器用于提供相应于由该激光器提供的反馈光信号的强度的数据； [0011] 具有第一、第二输出端和一个输入端的波长色散滤波器，该滤波器用于在该输入端接收包括第一、第二外部光信号的从第一激光输出端通过激光器传播光线，及用于所述平行于基底的第一、第二外部光信号根据其波长滤波该光线，所述滤波器用于在第一、第二输出端提供分别对应于第一、第二预定波长范围的光线；

[0012] 设置在该基底上并被光学耦合到该第一输出端的第二光电探测器，所述第二光电探测器用于提供对应于其上入射光线的强度的数据输出信号，以及

[0013] 设置在所述基底上的第三光电探测器，该第三光电探测器被光耦合到滤波器的第二输出端，所述第三光电探测器用于提供对应于第二外部光信号光强度的数据输出信号。 [0014] 本发明也提供了一种用于存储计算指令的存储媒介，该计算指令用于当其被计算设备所执行时，导致设计光学元件，该光学元件包括：

[0015] 基底；

[0016] 用于提供对应于激光波长范围的一个特征波长的光线的激光器，该激光器具有第一激光端和第二激光端，该第二激光端用于接收具有对应于不同于该激光波长范围的第一预定波长的波长的第一外部光信号；

[0017] 设置在该基底上且被光学耦合到该激光器的第一光电探测器，所述第一光电探测器用于提供相应于由该激光器提供的光信号的强度的数据；

[0018] 具有第一输出端和一个输入端的滤波器，该滤波器用于在该输 入端接收包括第一外部光信号的光线，及用于根据其波长滤波该光线，所述滤波器用于在第一输出端提供对应于第一预定波长范围的光线；以及

[0019] 设置在该基底上并被光学耦合到该第一输出端的第二光电探测器，所述第二光电探测器用于提供对应于其上入射光线的强度的数据输出信号。

[0020] 本发明的实施例描述了一种光学元件，其包括：

[0021] 具有通信端的基底；

[0022] 用于提供对应于激光波长范围的一个特征波长的光线的激光器，该激光器包括能量注入区域；

[0023] 设置在该基底上的滤波器，该滤波器具有输入端、第一输出端和第二输出端，该滤波器在该输入端接收光线，并根据波长色散该光线，该滤波器在第一输出端提供对应于第一预定波长范围的光线，该滤波器在第二输出端提供对应于第二预定波长范围的光线，该第二输出端被光学耦合到该激光器的能量注入区域，该输入端光学耦合到该通信端； [0024] 设置在该基底上且被光学耦合到该激光器的第一光电探测器，该第一光电探测器提供相应于由该激光器提供的光信号的强度的数据；

[0025] 设置在该基底上并被光学耦合到该第一输出端的第二光电探测器，该第二光电探测器提供对应于其上入射光线的强度的数据输出信号。

[0026] 进一步，本发明讲授了一种用于存储计算指令的存储媒介，该计算指令用于当其被计算设备所执行时，导致设计光学元件，该光学元件包括：

[0027] 具有通信端的基底；

[0028] 用于提供对应于激光波长范围的一个特征波长的光线的激光器，该激光器包括能量注入区域；

[0029] 设置在该基底上的滤波器，该滤波器具有输入端、第一输出端和第二输出端，该滤波器在该输入端接收光线，并根据波长色散该光线，该滤波器在第一输出端提供对应于第一预定波长范围的光线， 该滤波器在第二输出端提供对应于第二预定波长范围的光线，该第二输出端被光学耦合到该激光器的能量注入区域，该输入端光学耦合到该通信端； [0030] 设置在该基底上且被光学耦合到该激光器的第一光电探测器，该第一光电探测器提供相应于由该激光器提供的光信号的强度的数据；

[0031] 设置在该基底上并被光学耦合到该第一输出端的第二光电探测器，该第二光电探测器提供对应于其上入射光线的强度的数据输出信号。

[0032] 附图说明

[0033] 本发明现将参考如下附图被描述：

[0034] 图1是一个根据现有技术的光学三工器设计的示意图；

[0035] 图2是根据本发明第一实施例的光学三工器的示意图；

[0036] 图3是根据本发明第二实施例的光学三工器的示意图；

[0037] 图4是根据本发明第三实施例的光学三工器的示意图，其中激光源与基底分开； [0038] 图5是根据本发明第四实施例的光学三工器的示意图，其中，一个不精确的WDM被用来分隔1310nm、1490nm和1550nm的光信号；

[0039] 图6是根据本发明第五实施例的光学三工器的示意图，其反映了允许支持1550nm波长范围的一组光信号的一个密集的WDM解复用器；

[0040] 图7是根据本发明第六实施例的光学三工器的示意图，其反映了一个放置在一个发射激光的孔内的光学复用器；以及

[0041] 图8是根据本发明第七实施例的光学三工器的示意图，其反映了一个激光源的能量注入区域光学地设置在一个光电探测器和波长色散元件之间。

[0042] 具体实施方式

[0043] 这里描述的光学信号被提供了非常特定的波长值，例如1550nm。光网络领域的技术人员将了解该波长描述一般采用的波长范围(或波段)，因此，在一个不精确的元件内，1554nm光学信号 将被当作路由信号目的的1550nm信号。相反，在密集波分复用器(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)元件中，1550nm信号不能与1551nm信号相混淆。

[0044] 参照图1，示出了一个参考光学三工器100的现有技术。在由Skrobko等发明的美国专利第6,674,967号中，这样一个光学三工器连同一个增益控制被揭示。该光学三工器包括：光学输入/输出端101、第一WDM102、第二WDM103、第一光电探测104、第二光电探测器105、共用光通路106和用于提供1310nm光信号的激光源107。使用中，波长1490nm和1550nm的光信号被通过该输入/输出端101提供给该三工器，这些信号沿着该共用通道106传输，这是典型地空气中的自由空间传输，至第一WDM 102，该WDM 102分离该1550nm波长信号和1490nm波长信号。该1550nm信号传输给该第一光电探测器104，产生相应的电信号。该1490nm光信号继续沿着该共用波导传输直至它被第二WDM接收，该第二WDM将该
1490nm光信号转移给第二光电探测器105。该第二光电探测器105提供对应于该1490nm光信号的电信号。

[0045] 该激光源提供107提供1310nm光信号。这些光信号传输给该共用光通路106，通过该WDM 102和103输出该输入/输出端101。光波导设计领域的技术人员将意识到，最好避免在一个被设计来支持1550nm光信号的主动基底波导内存在有1310nm波长信号传播，该主动基底波导被称作该三工器的共用光通路106。因此，该光学三工器100的一个单片的半导体实现部分地衰减其产生的1310光信号。因此，该1310nm激光源107以基本高于该输入/输出端端101提供的强度提供光信号。不幸地，这通过增加采用的激光器的设计对该激光源107现有功率的减少直接地增加了该三工器的成本。在一些环境中，这代表了一个光网络设计者可能考虑的问题。当该光信号通过该光学三工器被提供时必须有足够的强度，而采用图1的设计该足够的强度得不到支持，而可能必须采用一个依赖于多个离散元件的一个集合的光学三工器。不幸地，这些集合体积大，昂贵以及由于它们相关的复杂性导致一些缺陷。所以，图1的现有技术 设备在一些情形中是适当的，但它不能为一些其他的应用提供足够强度的1310nm光信号。

[0046] 参照图2，示出了根据本发明第一实施例的光学三工器。不像一个被计划来接收两种波长范围的任何一种光信号的光学三工器，一个光学三工器只接收单一波长范围的光信号。根据本发明第一实施例的光学三工器包括：输入/输出端201、激光源202、反馈光电探测器203、滤波器904、共用波导205和光电探测器206，上述所有被提供在一个双工器基底上。另外，一个外部的波导208被显示。在使用中，一个1550nm光信号通过该输入/输出端201从该外部的波导208被提供给该光学双工器。该光信号通过该激光源202和反馈探测器203传输给该滤波器904。该1550nm光信号的实质上的部分然后传输给光电探测器206，并被接收。该激光源202提供一个1310nm光信号。该1310nm光信号的一部分通过该输入/输出端201被耦合到该外部的光波导208。该1310nm光信号的第二部分被该反馈光电探测器203接收。该反馈光电探测器203提供控制该激光器输出功率的有用信号。 [0047] 参照图3，示出了根据本发明第二实施例的集成三工器200。该三工器200包括：
输入/输出端201、激光源202、反馈光电探测器203、波长色散元件204、共用波导205和光电探测器206及207，上述所有元件被提供在一个双工器基底上。另外，一个外部的波导208被显示。在使用中，该激光源202通过该输入/输出端提供一个1310nm光信号。该激光源
202也提供1310nm的反馈光信号，该反馈光信号沿着该共用波导205传输并部分地被该反馈光电探测器203接收。所述领域的技术人员将意识到该反馈光信号的部分衰减很容易被补偿，例如通过调整反馈传感器的增益。

[0048] 由该外部的波导208提供的光信号从该输入/输出端201传输，通过该激光器腔体202，沿着该共用波导至该反馈光电探测器203。该1490nm和1550nm的信号部分通过该反馈光电探测器203传输，沿着该共用波导205，被该波长色散元件204接收。该1490nm和1550nm信号然后根据波长被分离。该波长色散元件204将1490nm 光信号指向光电探测器
206，将1550nm光信号指向光电探测器207。被该波长色散元件204接收的1310nm光信号被充分地阻止耦合到光电探测器206与207。该1490nm/1550nm信号的一部分被该反馈光电探测器203接收引起该反馈信号内的一个潜在的错误。所述领域的技术人员将意识到，在光学三工器商业的运用中，该1310nm光源提供一个具有几毫瓦功率的光信号，然而，该接收的光1490nm和1550nm的信号有几微瓦范围的功率。由于该1490nm和1550nm信号的功率相当地小于相关的1310nm光源的反馈信号，因此，该被该反馈光电探测器203提供的反馈信号可以忽略地被该1490nm和1550nm信号所影响。

[0049] 优选地，由该激光源202提供给该输入/输出端201的光信号不需要通过该主动基底内的共用波导传输，因此，不像图1的现有技术的设备，不会被该共用波导部分衰减。所以，与图1的现有技术相比，本发明第二实施例的光学三工器可在不增加输出功率情形下具有充分较高的强度提供1310nm的光信号。

[0050] 所述领域的技术人员将意识到，本发明第二实施例明显的变化将提供优于现有技术的方面。例如，与设置在该三工器基底200上相比，该1490nm和1550nm波长的光电探测器可选择其他方案。因为该三工器基底支持其上的光电探测器的集成，明显地，在该三工器基底上集成这些光电探测器是成本有效的和简单的，所以，一个合理的设计决定。本领域技术人员可意识到其他的这种变化。

[0051] 在本发明的第三个实施例中，参照图4的描述，一个激光源302被设置连接于一个基底300。该激光源302从设置在第一表面的输入/输出端301提供激光。该激光源302也从与第一表面相对的第二表面提供光线。从第二表面的光线被耦合到该基底300。该基底包括：反馈光电探测器203、波长色散元件204、共用波导205和光电探测器206及207。由该激光源302从第二表面提供的光线被耦合进入该基底，并传输给该反馈光电探测器203。该反馈光电探测器203感应该入射光的一部分，并提供一个有利于辅助控制该激光源302的反馈电信号。该光线的不被该反馈光电探测器303吸收的第 二部分沿着该共用波导205传输至该波长色散元件204，这里，该光线根据其波长被色散。具有大约1490nm波长的光线被提供给第一光电探测其206，具有大约1550波长的光线被提供给第二光电探测器207。所述领域的技术人员将意识本发明第三实施例以与本发明第二实施例非常相似的方式工作。
与基底300分离的激光源302的提供支持缺少提供不同基底的对不同激光源的替换。 [0052] 参照图5，显示了根据本发明第四实施例的光学三工器。该三工器500包括：输入/输出端201、激光源202、反馈光电探测器203、波长色散元件504、共用波导205和光电探测器206及207，上述所有元件被提供在一个三工器基底上。另外，一个外部的波导208被显示。

[0053] 在使用中，该激光源202通过该输入/输出端201提供一个1310nm光信号。该激光源202也提供沿着该共用波导205传输的1310nm的反馈光信号。

[0054] 由该外部的波导208提供的光信号从该输入/输出端201传输，通过该激光器腔体202，沿着该共用波导至该波长色散元件504。另外，来自该激光源202的1310nm的反馈信号沿着该共用波导传输至该反馈光电探测器203。该1310nm、1490nm和1550nm的信号然后根据波长被分离。该波长色散元件504将1310nm的光信号指向该反馈光电探测器203，将1490nm光信号指示给光电探测器206，将1550nm光信号指向该光电探测器207。此设计与本发明第二实施例的设计相似，然而，在这个实施例中，该1310nm的反馈信号不依赖于该1490nm和1550nm的信号。

[0055] 参照图6，显示了根据本发明第五实施例的以一个密集波分复用器为特征的光学三工器。该三工器600包括：输入/输出端201、激光源202、反馈光电探测器203、波长色散元件604、共用波导605和光电探测器606a至606d，上述所有元件被提供在一个三工器基底上。另外，一个外部的波导208被显示。

[0056] 在使用中，该激光源202通过该输入/输出端201提供一个1310nm光信号。该激光源202也提供沿着该共用波导205传输且被 该反馈光电探测器203部分接收的1310nm的反馈光信号。

[0057] 由该外部的波导208提供的光信号从该输入/输出端201传输，通过该激光器腔体202，沿着该共用波导至该反馈光电探测器203。这些信号的一部分被该反馈光电探测器203接收，并导致一个错误的反馈信号。所属领域的技术人员将意识到，在光学三工器的商业运用中，该1310nm光源提供一个具有几毫瓦功率的光信号，然而，该接收的光1490nm和
1550nm的信号有几微瓦范围的功率。由于该1490nm和1550nm信号的功率相当地小于相关的1310nm光源的反馈信号，因此，该被该反馈光电探测器203提供的反馈信号可以忽略地被该1490nm和1550nm信号所影响。该1550nm信号的一部分通过该反馈光电探测器203传输，沿着该共用波导205，被该波长色散元件604接收。该1550nm信号然后根据其波长被分离。该波长色散元件604将1546nm的光信号指向光电探测器606a，将1548nm的光信号指向光电探测器606b，将1550nm的光信号指向光电探测器606c，将1552nm的光信号指向光电探测器606d。被波长色散元件604接收的1330nm的光学信号被充分地禁止耦合到光电探测器606a至606d。

[0058] 所属领域的技术人员将意识到，本发明第五实施例的光学三工器的设计可被容易地调整以支持更多数量的光学频道，其波长接近1550nm。相似地，该设计的另一变换支持接近1490nm的多种波长。本发明的该设备的又一变换支持1550nm的多组波长和1490nm的多组波长。这样的系统提供多种优势。首先，在一个支持的范围内，例如16个光学三工器，每个接收1550nm光学信号的同一组，每个三工器选择性地使用16个1550nm选择信号中的一个来接收数据。因此，如果每个三工器对应于一个家庭，每个家庭接收用于电视的1490nm数据信号，这些1490nm的信号对于每个家庭都是共同的。同时地，每个家庭接收一个该家庭专用的1550nm数据信号。这样的数据流被选择性的用于需要的图像和从网际网路高速宽带文件下载。明显地，对于所述领域的技术人员，较宽类型的选择将是显而易见的。 [0059] 参照图7，显示了根据本发明第六实施例的光学三工器。该三工器包括：输入/输出端201、能量注入区域702、具有反射级703a的光电探测器、共用波导710、波长色散元件704、部分反射表面711和光电探测器206及207。另外，一个外部的波导208被显示。本发明的这个实施例合并多条纹阵列光栅集成腔体(MultistripeArray Grating Integrated Cavity，MAGIC)激光器的设计特征来生成一个光学三工器。在操作中，具有波长1490nm和
1550nm的外部光信号从该外部的波导传输，并经由该输入/输出端201进入该光学三工器。
该外部的光信号通过该能量注入区域702传输，并被该波长色散元件704色散。该1490nm光信号的一部分传输至光电探测器206。该1550nm光信号的一部分传输至光电探测器207。
一个1310nm激光器腔体被提供在靠近该输入/输出端201的部分反射表面711和光电探测器703的反射表面703a之间。能量注入区域内的1310nm光信号传输至该波长色散元件
704。该波长色散元件704将该1310nm光信号指向该波导710。该1310nm光信号传输至该光电探测器703，且该光信号的一部分被该光电探测器703接收。由该光电探测器703提供的反馈信号被选择性地用于控制被提供至该能量注入区域702的能量值。该1310nm光信号的第二部分被该反射级703a反射并经由该光电探测器703和光波导710回传给该波长色散元件704。该波长色散元件将从波导710接收的1310nm的光能量指向该能量注入区域702。该反射级703a与该部分反射面711之间的光路长度被选择来支持1310nm的发射。当该能量注入区域702被足够激励时，一个1310nm光信号将从该输入/输出端201传输至该外部的波导208。该波导710服务于传输该1310nm光信号，因此，该波导710被设计来最小化该波长光信号的衰减。

[0060] 参照图8，显示了根据本发明第七实施例的光学三工器。本发明第七实施例包括：输入/输出端201、部分反射表面711、波长色散元件804、能量注入区域802、具有部分反射表面803a的光电探测器803和光电探测器206与207。使用中，具有波长1490nm和1550nm的外部光信号从该外部的波导208传输至该光学三工器。该 外部的光信号经由该输入/输出端201传输至该波长色散元件804。该光信号然后根据其波长被色散。该具有1490nm波长的光信号传输至光电探测器206，该具有1550nm波长的光信号传输至光电探测器207。 [0061] 一个1310nm激光器腔体被设置在该部分反射面711和光电探测器803的反射面
803a之间。因此，从该能量注入区域802提供的1310nm光信号传输至光电探测器803，且部分被该光电探测器803接收。由该光电探测器803提供用于控制该激光器输出功率的数据。该信号的第二部分传输至该光电探测器803的发射表面803a并被反射。该被反射的信号经由该光电探测器803和能量注入区域802传输至该波长色散元件804。该波长色散元件804将发射的1310nm信号指向该输入/输出端201。当由该能量注入区域802提供的能量达到一个能量阈值时，一个1310nm激光束被提供给外部的波导208。 [0062] 明显地，对于所述领域的技术人员，本发明实施例的较宽类型的变换将是显而易见的。例如，本发明的一些实施例合并多个波长色散元件，而本发明的第一实施例包括一个滤波器。所属领域的技术人员将意识到，不同的波分复用元件可被选择地合并，例如阵列波导光栅(Array Waveguide Grating，AWG)和作为波长色散元件的中阶梯光栅(echelle grating)。另外，所属领域的技术人员将认识到，光学三工器多种不同的变形得到本发明的支持。例如，本发明第一实施例是一个合并了图3所示的本发明第二实施例揭示的光学三工器的设计特征的光学双工器。作为一个光学元件设计领域的技术人员将意识到，光学三工器的其他设计将支持其他光学双工器的相应设计。

[0063] 因为本发明的实施例合并多个主动元件，所以建议该基底包括基于磷化铟(Indium Phosphide，InP)的三组和四组材料的3-5种半导体化合物。明显地，所属领域的技术人员将知道何种材料选择可运用于本发明的一个设备。

[0064] 对于光学设计领域的技术人员，本发明的众多其他实施例将是显而易见的。