接入网下一代向 10G高带宽发展， P0N网络面临 1分 64路，甚至 1分 128路的应用。 现有技术中， 0LT侧的光模块的输出光功率较低， 因此 0NU侧需要采用高灵敏度的器件， 例如， 0LT侧 10G光模块采用电吸收调制激光器（Electro-absorpt ion Modulated Laser, EML) 发射光信号， 其输出光功率的规格为 r6dBm， 要满足协议 29dB的功率预算， 0NU 侧的灵敏度需达到 2-29=-27dBm， 目前只有高灵敏度的 APD芯片能实现， 而且， APD芯 片的工作原理是倍增的工作方式， 当光输入功率变大时， 极容易导致 APD芯片烧毁。 因 此， 现有技术中光模块的低输出光功率大大限制了 0NU侧所使用的光学器件， 也严重阻 碍了接入网的高带宽发展。 发明内容

本发明实施例中提供了一种光模块及其制备方 法， 能够增大光模块的输出光功率。 为了解决上述技术问题， 本发明实施例公开了如下技术方案：

第一方面， 提供一种光模块， 包括光组件， 衬底， 以及在所述衬底上生长的激光器、 电吸收调制器和半导体光放大器， 其中， 所述电吸收调制器位于所述激光器和所述半导 体光放大器之间； 所述激光器， 用于在上电后输出光信号；

所述电吸收调制器， 用于对所述激光器输出的光信号进行信号调制 ；

所述半导体光放大器， 用于对所述电吸收调制器调制后的光信号进行 放大； 所述光组件， 用于对所述半导体光放大器放大后的光信号进 行偏转及汇聚后输出。 结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式 中，所述光模块还包括半导体制冷器， 所述半导体制冷器与所述衬底贴合， 并与所述激光器、 电吸收调制器和半导体光放大器 分别位于所述衬底相对的两侧。

结合上述第一方面， 和 /或第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式中， 所述衬底的材料为 InP。

第二方面， 提供一种光模块制备方法， 包括：

在衬底上生长激光器外延材料；

对所述激光器外延材料进行刻蚀， 获得激光器及电吸收调制器窗口；

在所述衬底上的所述电吸收调制器窗口生长电 吸收调制器外延材料；

对所述电吸收调制器外延材料进行刻蚀， 获得电吸收调制器及半导体光放大器窗 口， 所述电吸收调制器位于所述激光器和所述半导 体光放大器窗口之间；

在所述衬底上的半导体光放大器窗口生长半导 体光放大器外延材料；

对所述半导体光放大器外延材料进行刻蚀， 获得半导体光放大器， 使得所述电吸收 调制器位于所述激光器和所述半导体光放大器 之间；

在所述半导体光放大器的一侧组装光组件， 并使所述半导体光放大器位于所述电吸 收调制器和所述光组件之间；

其中， 所述激光器在上电后输出光信号； 所述电吸收调制器对所述激光器输出的光 信号进行信号调制； 所述半导体光放大器对所述电吸收调制器调制 后的光信号进行放 大； 由所述光组件对所述半导体光放大器放大后的 光信号进行偏转及汇聚后输出。

结合上述第二方面， 在第一种可能的实现方式中， 还包括：

将半导体制冷器与所述衬底贴合， 其中， 所述半导体制冷器与所述激光器、 电吸收 调制器和半导体光放大器分别位于所述衬底相 对的两侧。

第三方面， 提供一种光模块， 包括光组件， 衬底， 以及在所述衬底上生长的激光器、 半导体光放大器和电吸收调制器， 其中， 所述半导体光放大器位于所述激光器和所述电 吸收调制器之间；

所述激光器， 用于在上电后输出光信号； 所述半导体光放大器， 用于对所述激光器输出的光信号进行放大；

所述电吸收调制器， 用于对所述半导体光放大器放大的光信号进行 信号调制； 所述光组件， 用于对所述电吸收调制器调制后的光信号进行 偏转及汇聚后输出。 结合上述第三方面，在第一种可能的实现方式 中，所述光模块还包括半导体制冷器， 所述半导体制冷器与所述衬底贴合， 并与所述激光器、 半导体光放大器和电吸收调制器 分别位于所述衬底相对的两侧。

结合上述第三方面， 和 /或第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式中， 所述衬底的材料为 InP。

第四方面， 提供一种光模块制备方法， 包括：

在衬底上生长激光器外延材料；

对所述激光器外延材料进行刻蚀， 获得激光器及半导体光放大器窗口；

在所述衬底上的所述半导体光放大器窗口生长 半导体光放大器外延材料； 对所述半导体光放大器外延材料进行刻蚀， 获得半导体光放大器及电吸收调制器窗 口， 所述半导体光放大器位于所述激光器和所述电 吸收调制器窗口之间；

在所述衬底上的电吸收调制器窗口生长电吸收 调制器外延材料；

对所述电吸收调制器外延材料进行刻蚀， 获得电吸收调制器， 使得所述半导体光放 大器位于所述激光器和所述电吸收调制器之间 ；

在所述电吸收调制器的一侧组装光组件， 并使所述电吸收调制器位于所述半导体光 放大器和所述光组件之间；

其中， 所述激光器在上电后输出光信号； 所述半导体光放大器对所述激光器输出的 光信号进行放大； 所述电吸收调制器对所述半导体放大器放大的 光信号进行信号调制； 由所述光组件对所述电吸收调制器调制后的光 信号进行偏转及汇聚后输出。

结合上述第四方面， 在第一种可能的实现方式中， 还包括：

将半导体制冷器与所述衬底贴合， 其中， 所述半导体制冷器与所述激光器、 半导体 光放大器和电吸收调制器分别位于所述衬底相 对的两侧。

第五方面， 还提供一种无源光网络， 包括光线路终端和光网络单元， 所述光线路终 端与所述光网络单元通过光传输通道连接；

所述光线路终端， 用于通过所述光传输通道向所述光网络单元发 送以太网数据， 并 通过所述光传输通道接收所述光网络单元上传 的以太网数据； 所述光网络单元， 用于通过所述光传输通道接收所述光线路终端 发送的以太网数 据， 并通过所述光传输通道向所述光线路终端上传 以太网数据；

其中， 所述光线路终端包括如第一方面所述的光模块 。

第六方面， 还提供一种无源光网络， 包括光线路终端和光网络单元， 所述光线路终 端与所述光网络单元通过光传输通道连接；

所述光线路终端， 用于通过所述光传输通道向所述光网络单元发 送以太网数据， 并 通过所述光传输通道接收所述光网络单元上传 的以太网数据；

所述光网络单元， 用于通过所述光传输通道接收所述光线路终端 发送的以太网数 据， 并通过所述光传输通道向所述光线路终端上传 以太网数据；

其中， 所述光线路终端包括如第三方面所述的光模块 。

本发明实施例通过将电吸收调制激光器与半导 体光放大器进行集成，对激光器输出 的光信号进行了放大， 提高了光模块输出的光功率， 从而降低了 0NU侧对光学器件的灵 敏度要求， 例如， 当光模块输出的光功率达到 lOdBm时， 0NU侧可以采用低灵敏度的 PIN 芯片来代替 APD芯片， 同时， 低灵敏度器件的采用大大降低了组网的成本， 促进了接入 网的高带宽发展。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实施例或现有 技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 对于本领域普通技术人员而 言， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明实施例一种光模块的结构示意图；

图 2为本发明实施例另一种光模块的结构示意图� �

图 3为本发明实施例另一种光模块的结构示意图� �

图 4为本发明实施例另一种光模块的结构示意图� �

图 5为本发明实施例一种光模块的制备方法流程� �；

图 6iT6d为图 5所示实施例中光模块的制备过程示意图；

图 7为本发明实施例另一种光模块的制备方法流� �图。 具体实施方式 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实 施例中的技术方案， 并使本发明实施 例的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图对本发明实施例中技术方 案作进一步详细的说明。

参见图 1， 为本发明实施例一种光模块的结构示意图。

该光模块可以包括衬底 10， 在所述衬底 10上生长的激光器 101、 电吸收调制器 102和 半导体光放大器 103， 以及光组件 11。 其中， 电吸收调制器 102位于激光器 101和半导体 光放大器 103之间， 这三者可以在衬底 10上一字排开。 激光器 101与电吸收调制器 102的 组合即为 EML。

激光器 101用于在上电后输出光信号； 电吸收调制器 102用于对所述激光器 101输出 的光信号进行信号调制； 半导体光放大器 103用于对所述电吸收调制器 102调制后的光信 号进行放大； 光组件 11对所述半导体光放大器 103放大后的光信号进行偏转及汇聚后输 出光模块。

本发明实施例通过将电吸收调制激光器与半导 体光放大器进行集成，对激光器输出 的光信号进行了放大， 提高了光模块输出的光功率， 从而降低了 0NU侧对光学器件的灵 敏度要求， 例如， 当光模块输出的光功率达到 lOdBm时， 0NU侧可以采用低灵敏度的 PIN 芯片来代替 APD芯片， 同时， 低灵敏度器件的采用大大降低了组网的成本， 促进了接入 网的高带宽发展。

在本发明的另一实施例中， 如图 2所示， 该光模块还可以包括半导体制冷器 21， 半 导体制冷器 21与衬底 10贴合， 并与激光器 101、 电吸收调制器 102和半导体光放大器 103 分别位于衬底 10相对的两侧。

在上述实施例中， 激光器和电吸收调制器的发光材料， 以及半导体光放大器的材料 都可以采用 InP材料掺杂 GaAs来实现的， 因此， 可以选择 InP材料做衬底以适于同时生长 EML (激光器和电吸收调制器） 以及半导体光放大器的外延层。 其中， EML的内部结构及 半导体光放大器的内部结构与现有技术类似， 此处不再赘述。

上述实施例中的光组件可以与现有技术类似， 例如， 可以如图 2所示， 光组件包括 光透镜 221a/221b、 光隔离器 222和光纤 223。 其中， 光透镜 221a主要用于对半导体光放 大器 103输出的光信号进行汇聚， 提高光信号的耦合效率； 光隔离器 222用于对通过光透 镜 221a的光信号起到偏转 90度的作用， 以避免反射回激光器的光形成谐振效应， 影响性 能； 光透镜 221b主要用于将通过光隔离器 222的光信号耦合进光纤 223; 光纤 223将通过 光隔离器 222的光信号输出光模块。 本发明实施例还提供了一种无源光网络， 其中包括光线路终端和光网络单元， 所述 光线路终端与所述光网络单元通过光传输通道 连接； 所述光线路终端， 用于通过所述光 传输通道向所述光网络单元发送以太网数据， 并通过所述光传输通道接收所述光网络单 元上传的以太网数据； 所述光网络单元， 用于通过所述光传输通道接收所述光线路终端 发送的以太网数据， 并通过所述光传输通道向所述光线路终端上传 以太网数据； 其中， 所述光线路终端中包括如上述图 1或图 2所示的光模块。

参见图 3， 为本发明实施例另一种光模块的结构示意图。

本实施例中的光模块与上述实施例中光模块的 区别在于， 在衬底上生长的激光器、 电吸收调制器和半导体光放大器的排列顺序与 前述实施例不同， 本实施例中， 半导体光 放大器位于激光器与电吸收调制器之间。

具体的， 该光模块可以包括光组件 31， 衬底 32， 以及在所述衬底 32上生长的激光器 321、半导体光放大器 322和电吸收调制器 323，其中，半导体光放大器 322位于激光器 321 和电吸收调制器 323之间， 该三者可以一字排开。

激光器 321，用于在上电后输出光信号；半导体光放大 器 322，用于对所述激光器 321 输出的光信号进行放大； 电吸收调制器 323， 用于对所述半导体光放大器 322放大的光信 号进行信号调制； 光组件 31， 用于对所述电吸收调制器 323调制后的光信号进行偏转及 汇聚后输出所述光模块。

本发明实施例通过将电吸收调制激光器与半导 体光放大器进行集成，对激光器输出 的光信号进行了放大， 提高了光模块输出的光功率， 从而降低了 0NU侧对光学器件的灵 敏度要求， 例如， 当光模块输出的光功率达到 lOdBm时， 0NU侧可以采用低灵敏度的 PIN 芯片来代替 APD芯片， 同时， 低灵敏度器件的采用大大降低了组网的成本， 促进了接入 网的高带宽发展。

在本发明的另一实施例中， 如图 4所示， 该光模块也还可以包括半导体制冷器 41， 半导体制冷器 41与衬底 32贴合，并与激光器 321、半导体光放大器 322和电吸收调制器 323 分别位于衬底 32相对的两侧。通过在衬底上增加该半导体制� ��器 41可以帮助高功率输出 光的器件进行散热。

与前述实施例类似， 本实施例也可以选择 InP材料做衬底以适于同时生长激光器、 半导体光放大器以及电吸收调制器的外延层。 其中， 激光器、 电吸收调制器的内部结构 及半导体光放大器的内部结构与现有技术类似 ， 此处不再赘述。 其中， 光组件可以与前述实施例中的光组件类似， 如图 4所示， 光透镜 421a对电吸 收调制器 323输出的光信号进行汇聚， 提高光信号的耦合效率； 光隔离器 422用于对通过 光透镜 421a的光信号起到偏转 90度的作用， 以避免反射回激光器的光形成谐振效应， 影 响性能； 光透镜 421b将通过光隔离器 422的光信号耦合进光纤 423， 光纤 423将通过光隔 离器 422的光信号输出光模块。

本发明实施例还提供了一种无源光网络， 其中包括光线路终端和光网络单元， 所述 光线路终端与所述光网络单元通过光传输通道 连接； 所述光线路终端， 用于通过所述光 传输通道向所述光网络单元发送以太网数据， 并通过所述光传输通道接收所述光网络单 元上传的以太网数据； 所述光网络单元， 用于通过所述光传输通道接收所述光线路终端 发送的以太网数据， 并通过所述光传输通道向所述光线路终端上传 以太网数据； 其中， 所述光线路终端包括如上述图 3或图 4所示的光模块。

以上是对本发明光模块实施例的描述， 下面对制备上述光模块的方法进行介绍。 参见图 5， 为本发明实施例一种光模块的制备方法流程图 。

本发明实施例用于制备如图 1或图 2所示的光模块。 该方法可以包括：

步骤 501， 在衬底上生长激光器外延材料。

如图 6a所示， 该衬底 61可以选择 InP， 然后在衬底 61上生长激光器的外延材料 62。 激光器的外延材料及生长过程与现有技术类似 ， 此处不再赘述。

步骤 502， 对激光器外延材料进行刻蚀， 获得激光器及电吸收调制器窗口。

在生长激光器外延材料 62后， 对外延材料进行刻蚀， 获得激光器 63， 并刻蚀出电吸 收调制器窗口， 如图 6b所示。

步骤 503， 在衬底上的电吸收调制器窗口生长电吸收调制 器外延材料。

在衬底 61上在刻蚀出的电吸收调制器窗口生长电吸收� ��制器外延材料， 该电吸收调 制器的外延材料及其生长过程与现有技术类似 。

在另一实施例中， 在生长电吸收调制器外延材料之前， 还可以先沉积一层保护层， 如二氧化硅层， 覆盖激光器， 然后再在衬底上的电吸收调制器窗口沉积电吸 收调制器外 延材料。

步骤 504， 对电吸收调制器外延材料进行刻蚀， 获得电吸收调制器及半导体光放大 器窗口， 其中， 电吸收调制器位于激光器和半导体光放大器窗 口之间。

对电吸收调制器外延材料进行刻蚀， 获得电吸收调制器 64， 并刻蚀出半导体光放大 器窗口，如图 6c所示，其中， 电吸收调制器 64位于激光器 63和半导体光放大器窗口之间。 如果在上一步骤中在激光器上覆盖有二氧化硅 保护层， 则在刻蚀获得电吸收调制器 65后， 可以将该二氧化硅层去除。

步骤 505， 在衬底上的半导体光放大器窗口生长半导体光 放大器外延材料。

在衬底 61上在刻蚀出的半导体光放大器窗口长半导体� ��放大器外延材料， 该半导体 光放大器的外延材料及其生长过程与现有技术 类似。

在另一实施例中，在生长半导体光放大器外延 材料之前，还可以先沉积一层保护层， 如二氧化硅层， 覆盖激光器及电吸收调制器， 然后再在衬底上的半导体光放大器窗口沉 积半导体光放大器外延材料。

步骤 506， 对半导体光放大器外延材料进行刻蚀， 获得半导体光放大器， 使得电吸 收调制器位于激光器和半导体光放大器之间。

对半导体光放大器外延材料进行刻蚀，获得半 导体光放大器 65，如图 6d所示，其中， 电吸收调制器 64位于激光器 63和半导体光放大器 65之间。

如果在上一步骤中在激光器及电吸收调制器上 覆盖有二氧化硅保护层， 则在刻蚀获 得半导体光放大器 67后， 可以将该二氧化硅层去除。

步骤 507， 在半导体光放大器的一侧组装光组件， 并使半导体光放大器位于电吸收 调制器和光组件之间。

按照上述步骤即可在衬底上获得激光器 63、 电吸收调制器 64和半导体光放大器 65， 且电吸收调制器 64位于激光器 63和半导体光放大器 65之间； 激光器 63在上电后输出光信 号； 电吸收调制器 64对激光器 63输出的光信号进行信号调制； 半导体光放大器 65对电吸 收调制器 64调制后的光信号进行放大； 由光组件对所述半导体光放大器 65放大后的光信 号进行偏转及汇聚后输出。

本发明实施例通过将电吸收调制激光器与半导 体光放大器进行集成，对激光器输出 的光信号进行了放大， 提高了光模块输出的光功率， 从而降低了 0NU侧对光学器件的灵 敏度要求， 例如， 当光模块输出的光功率达到 lOdBm时， 0NU侧可以采用低灵敏度的 PIN 芯片来代替 APD芯片， 同时， 低灵敏度器件的采用大大降低了组网的成本， 促进了接入 网的高带宽发展。

在本发明的另一实施例中， 该方法还可以包括：

将半导体制冷器与所述衬底贴合， 其中， 所述半导体制冷器与所述激光器、 电吸收 调制器和半导体光放大器分别位于所述衬底相 对的两侧。 该半导体制冷台可以在激光器、 电吸收调制器和半导体光放大器生长后再与衬 底贴 合，也可以是在激光器、电吸收调制器和半导 体光放大器生长之前，先与衬底进行贴合。 通过在衬底上贴合该半导体制冷台可以帮助高 功率输出光的器件进行散热。

参见图 7， 为本发明实施例另一种光模块制备方法的流程 图。

本发明实施例用于制备如图 3或图 4所示的光模块。该方法与前述实施例方法的� �别 仅在于： 前述实施例在刻蚀获得激光器后， 先生长电吸收调制器， 然后再生长半导体光 放大器， 而本实施例中是先生长半导体光放大器， 再生长电吸收调制器。

具体的， 该方法可以包括：

步骤 701， 在衬底上生长激光器外延材料。

步骤 702， 对所述激光器外延材料进行刻蚀， 获得激光器及半导体光放大器窗口。 步骤 703，在所述衬底上的所述半导体光放大器窗口 生长半导体光放大器外延材料。 步骤 704， 对所述半导体光放大器外延材料进行刻蚀， 获得半导体光放大器及电吸 收调制器窗口， 其中， 半导体光放大器位于所述激光器和所述电吸收 调制器窗口之间。

步骤 705， 在所述衬底上的电吸收调制器窗口生长电吸收 调制器外延材料。

步骤 706， 对所述电吸收调制器外延材料进行刻蚀， 获得电吸收调制器， 使得所述 半导体光放大器位于所述激光器和所述电吸收 调制器之间。

步骤 707， 在所述电吸收调制器的一侧组装光组件， 并使所述电吸收调制器位于所 述半导体光放大器和所述光组件之间。

按照上述步骤即可在衬底上获得激光器、 半导体光放大器和电吸收调制器， 其中， 半导体光放大器位于激光器和电吸收调制器之 间， 三者可以在衬底上一字排开； 所述激 光器在上电后输出光信号； 所述半导体光放大器对所述激光器输出的光信 号进行放大； 所述电吸收调制器对所述半导体放大器放大的 光信号进行信号调制； 由光组件对所述电 吸收调制器调制后的光信号进行偏转及汇聚后 输出。

本方法实施例与前述方法实施例的区别仅在于 器件的生长顺序和生长位置不同，各 器件的生长方法与前述实施例类似， 此处不再赘述。

本发明实施例通过将电吸收调制激光器与半导 体光放大器进行集成，对激光器输出 的光信号进行了放大， 提高了光模块输出的光功率， 从而降低了 0NU侧对光学器件的灵 敏度要求， 例如， 当光模块输出的光功率达到 lOdBm时， 0NU侧可以采用低灵敏度的 PIN 芯片来代替 APD芯片， 同时， 低灵敏度器件的采用大大降低了组网的成本， 促进了接入 网的高带宽发展。 在本发明的另一实施例中， 还可以将半导体制冷器与所述衬底贴合， 其中， 所述半 导体制冷器与所述激光器、半导体光放大器和 电吸收调制器分别位于所述衬底相对的两 侧。 通过在衬底上贴合该半导体制冷台可以帮助高 功率输出光的器件进行散热。

本发明实施例可以应用于 P0N网络， 即主要由 10G PON 0LT侧光模块、 0NU侧光模块 以及光分路器组成的网络， 数据业务通过光纤进行发送和回传。

本领域普通技术人员可以意识到， 结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单 元 及算法步骤， 能够以电子硬件、 或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。 这些功能究 竟以硬件还是软件方式来执行， 取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。 专业技术 人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来 实现所描述的功能，但是这种实现不应认 为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到， 为描述的方便和简洁， 上述描述的系统、 装置和单元的具体工作过程， 可以参考前述方法实施例中的对应过程， 在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的系统、 装置和方法， 可以 通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的， 例如， 所述单 元的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可以有另外的划分方式， 例如多个单 元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统 ， 或一些特征可以忽略， 或不执行。 另一 点， 所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或 通信连接可以是通过一些接口， 装置 或单元的间接耦合或通信连接， 可以是电性， 机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可 以不是物理上分开的， 作为单元显示 的部件可以是或者也可以不是物理单元， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个 网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的 部分或者全部单元来实现本实施例方案的 目的。

另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成 在一个处理单元中， 也可以是 各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中 。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作 为独立的产品销售或使用时，可以存 储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解， 本发明的技术方案本质上或者说 对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的 部分可以以软件产品的形式体现出来， 该 计算机软件产品存储在一个存储介质中， 包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以 是个人计算机， 服务器， 或者网络设备等） 或处理器 （processor) 执行本发明各个实 施例所述方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括： U盘、 移动硬盘、 只读存储 器 ( ROM, Read-Only Memory) 、 随机存取存储器 ( RAM, Random Access Memory) 、 磁 碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内， 可轻易想到变化或替换， 都应 涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范 围 为准。