[發明專利]分離激光控制系統中記憶和控制功能的設備和方法

無效

• 申請號: 01101319.2
• 申請日: 2001-01-10
• 公開（公告）號: CN1304225A
• 公開（公告）日: 2001-07-18
• 發明（設計）人: 小川謹一郎;托馬斯·L·科西;埃里克·S·邁克;小約翰·W·斯塔特
• 申請（專利權）人: 朗迅科技公司
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12;H01S3/00;G02F1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 馮譜

本發明涉及可調激光器和其它可調光學信號源，更具體地說，涉及用于分離激光控制系統中記憶和控制功能的方法和系統。

光纖通信系統提供低損耗和很高的信息攜帶容量。實際上，可通過利用不同的載波波長，同時傳輸許多截然不同的信道，使用光纖的帶寬。相關技術被稱為波分多路復用(WDM)。在窄帶WDM系統中，為了增大光纖傳輸容量，八個、十六個或更多的不同波長間距緊密。

為了使信道的數目達到最大，需要具有穩定且精確的波長控制的激光器提供間距較窄的多個波長。但是，實際上，激光器在相當寬的波段內產生光。輸出頻率取決于激光器共振腔支持的不連續縱向模式的數目。

為了把激光器的振動限制于競爭縱向模式之一，已使用了各種方法。最常見的一種方法被稱為溫度調諧，該方法通過改變激光器的溫度，調節激光器的輸出。即使改變室溫條件，這種方法也便于激光器的波長鎖定。溫度調諧通常需要使用諸如標準具之類的選頻外腔，檢測輸出波長，激光器在該波長下工作。圖1圖解說明了用于穩定激光波長的常規系統的一部分。具體地說，圖1圖解說明了使用濾光器控制波長的常規激光器模塊10。

激光器模塊10包括安裝在熱電致冷器(TEC)14上的激光芯片(laser?chip)12。如果考慮到熱膨脹匹配的需要，在激光芯片12和TEC?14之間可使用輔助固定件(submount)(圖中未表示)。通常配置用于測量TEC?14和激光芯片12的溫度的熱敏電阻13。激光芯片12產生激光輸出16和反向(backface)輸出18。反向輸出18通過光學耦合器20，把激光分離成獨立的光徑，圖1中圖解說明了兩個激光光徑。使第一個激光光徑通過諸如標準具22之類的濾光器，并被輸入光探測器24a，把光學信號轉換為電信號。電信號由放大器26a放大，并把得到的信號輸入控制器30，控制器30把信號從模擬信號轉換為數字信號，以便進一步處理。

第二激光光徑被輸入光檢測器24b，從而把光學信號轉換為電信號。電信號由放大器26b放大，并把得到的信號輸入控制器30，控制器30把信號從模擬信號轉換為數字信號，以便進一步處理。另一方面，可借助布置在放大器26a,26b和控制器30之間的模-數(A/D)轉換器(圖中未表示)完成模-數信號轉換。

控制器30處理來自于每個激光光徑的信號輸入，并通過線路32向連接器34輸出控制信號。控制器30還在線路32上輸出關于激光芯片12的工作參數，例如代表激光芯片溫度、激光輸出波長、激光輸出功率等的信號。可選地，可借助數-模(D/A)轉換器(圖中未表示)把線路32上的信號從數字信號轉換為模擬信號。連接器34通過線路36，把來自于線路32的信號傳給控制系統的剩余部分。以來自于控制器30的控制信號為基礎的信號通過連接器34，從控制系統傳給TEC14，TEC?14響應該信號，改變激光芯片12的溫度，從而調節激光輸出16,18的波長。

但是常規的激光器模塊10存在一些問題。目前，關于激光芯片的記憶和控制功能由控制系統完成。這樣，如果需要更換激光芯片12，則必須更換整個激光器模塊，并且需要對新的激光芯片，重新校準控制系統，因為激光芯片之間可能有些差別。由于激光芯片的容差的緣故，即使設計成在相似波長下工作的激光器也可發生輕微的改變。另外，隨著激光芯片的老化，其性能會發生改變。每次把新的激光芯片裝入激光控制系統中時，都必須把在激光芯征的制造測試和校準過程中確定的，關于激光芯片的啟動條件的信息輸入控制系統，并重新校準控制系統，相對于新的激光芯片的任意變化進行相應的調整。例如，必須把諸如激光器偏壓電流，波長查找表(用于確定激光芯片輸出要求波長所必需的溫度)之類的信息提供給控制系統。

整個激光器模塊的更換和相對于新的激光芯片，校準控制系統，增大了更換所需的時間，還增大了費用。這樣，就需要一種波長穩定的激光系統，該系統允許又經濟又容易地更換激光芯片。

通過提供用于分離波長穩定的激光系統中的記憶和控制功能，便于經濟、高效地更換激光芯片的獨特方法和設備，本發明緩和了與現有技術相關的問題。

根據本發明，在與激光控制系統分離的組件中設置激光芯片和存儲器，當激光芯片需要更換時，激光控制系統可被容易地拆卸。存儲器為其相關的激光芯片存儲必需的工作數據，并向控制系統提供任意必需的校準和工作數據，從而對于新的激光芯片，控制系統可容易并且快速地更新操作。該設備和方法提供了一種低成本的高效方案，因為更換激光芯片不再需要更換整個激光器模塊，即需要更換的組件減少了，并且可根據存儲器中保存的信息重新校準控制系統。