專利名稱：用于緩沖數(shù)字光學(xué)信號(hào)的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于緩沖數(shù)字光學(xué)信號(hào)的光學(xué)緩沖器領(lǐng)域。
在光學(xué)時(shí)分復(fù)用(OTDM)系統(tǒng)中，長的光纖回路，有時(shí)長度大約幾千米，被用于較低速率的輸入光學(xué)信號(hào)，在其作為一個(gè)輸出線上的交替的輸出光學(xué)信號(hào)被傳輸之前，提供一個(gè)延遲或緩沖。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要在于其物理尺寸及復(fù)雜性。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供緩沖數(shù)字光學(xué)信號(hào)的一種方法，而不使用長的光纖回路。
根據(jù)本發(fā)明的一種方法可以實(shí)現(xiàn)該目的，涉及在至少一個(gè)預(yù)定的保持時(shí)間內(nèi)緩沖具有預(yù)定數(shù)字電平的一個(gè)數(shù)字光學(xué)信號(hào)的一種方法，包括以下步驟a)將該光學(xué)信號(hào)輸入到一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件的光學(xué)輸入端；b)將一個(gè)注入電流注入該半導(dǎo)體激光器元件，以在該半導(dǎo)體激光器元件中建立一個(gè)光學(xué)增益過程，該注入電流具有的幅值使得半導(dǎo)體激光器元件內(nèi)的光學(xué)增益過程與一個(gè)光學(xué)吸收過程在超過該保持時(shí)間的時(shí)間內(nèi)相互保持動(dòng)態(tài)平衡，以使該數(shù)字光學(xué)信號(hào)在該保持時(shí)間內(nèi)保持在預(yù)定的數(shù)字電平。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，使用了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)備，其中使用一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件代替長光纖回路。這種緩沖設(shè)備比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的長光纖回路設(shè)備在物理上要小。選擇激光器參數(shù)使得該數(shù)字光學(xué)信號(hào)被截留在半導(dǎo)體激光器元件的反射面之間，并且在至少一個(gè)預(yù)定的保持時(shí)間內(nèi)保持其數(shù)據(jù)特性。
為了讀取這種光學(xué)緩沖器(或光學(xué)存儲(chǔ)器)的內(nèi)容，該方法可以進(jìn)一步包括一個(gè)步驟，通過連接在半導(dǎo)體激光器元件的輸出端與一個(gè)輸出線之間的一個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)，將光學(xué)信號(hào)輸出到輸出線。
在本發(fā)明的一個(gè)理想實(shí)施例中，該方法涉及對(duì)分別具有一個(gè)預(yù)定數(shù)字電平的多個(gè)數(shù)字光學(xué)信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用的一種方法，包括以下步驟a)將每個(gè)光學(xué)信號(hào)輸入到其中一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件的光學(xué)輸入端；b)將不同的注入電流注入每個(gè)半導(dǎo)體激光器元件，以在每個(gè)半導(dǎo)體激光器元件中建立一個(gè)光學(xué)增益過程，每個(gè)注入電流具有的幅值使得每個(gè)半導(dǎo)體激光器元件內(nèi)的光學(xué)增益過程與一個(gè)光學(xué)吸收過程在超過一個(gè)預(yù)定的保持時(shí)間的時(shí)間內(nèi)相互保持動(dòng)態(tài)平衡，以使每個(gè)數(shù)字光學(xué)信號(hào)在該保持時(shí)間內(nèi)保持在每個(gè)預(yù)定的數(shù)字電平；c)通過多個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)以連續(xù)的時(shí)間幀將每個(gè)光學(xué)信號(hào)連續(xù)地輸出到一個(gè)輸出線，每個(gè)輸出開關(guān)連接在一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件的輸出端與該輸出線之間。
本發(fā)明還涉及一種設(shè)備，用于在至少一個(gè)預(yù)定的保持時(shí)間內(nèi)緩沖具有一個(gè)預(yù)定數(shù)字電平的數(shù)字光學(xué)信號(hào)，包括a)一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件，具有一個(gè)光學(xué)輸入端，用于接收該光學(xué)信號(hào)；b)電流源裝置，連接到該半導(dǎo)體激光器元件，并將一個(gè)注入電流注入該半導(dǎo)體激光器元件，以在該半導(dǎo)體激光器元件中建立一個(gè)光學(xué)增益過程，在使用中，注入電流具有的幅值使得該半導(dǎo)體激光器元件內(nèi)的光學(xué)增益過程與一個(gè)光學(xué)吸收過程在超過該保持時(shí)間的時(shí)間內(nèi)相互保持動(dòng)態(tài)平衡，以使該數(shù)字光學(xué)信號(hào)在該保持時(shí)間內(nèi)保持在該預(yù)定的數(shù)字電平。
這種設(shè)備比現(xiàn)有技術(shù)的長光纖回路設(shè)備在物理上要小，并且更靈活。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，一個(gè)控制器被連接到電流源裝置，以提供一個(gè)電流控制信號(hào)到該電流源裝置，控制注入電流的幅值。
為了確信半導(dǎo)體激光器元件內(nèi)的光學(xué)增益過程與光學(xué)吸收過程相互保持動(dòng)態(tài)平衡，可以使用一個(gè)反饋控制系統(tǒng)連續(xù)地調(diào)節(jié)注入該半導(dǎo)體激光器元件的注入電流的值。在這種設(shè)備中，使用一個(gè)光學(xué)探測(cè)器探測(cè)半導(dǎo)體激光器元件的光學(xué)功率容量，并且向控制器提供一個(gè)反饋信號(hào)，該控制器用于產(chǎn)生與該反饋信號(hào)有關(guān)的電流控制信號(hào)。
為了讀取，該設(shè)備可以包括一個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)，連接在半導(dǎo)體激光器元件的輸出端與一個(gè)輸出線之間，并且連接到控制器以接收一個(gè)輸入開關(guān)控制信號(hào)，控制光學(xué)信號(hào)輸出到輸出線。
為了能夠及時(shí)控制數(shù)字光學(xué)信號(hào)進(jìn)入該緩沖設(shè)備的時(shí)刻，該設(shè)備理想地包括一個(gè)光學(xué)輸入開關(guān)，連接到半導(dǎo)體激光器元件的輸入端，并且連接到控制器以接收一個(gè)輸入開關(guān)控制信號(hào)，控制光學(xué)信號(hào)輸入到該半導(dǎo)體激光器元件。
最后，本發(fā)明還涉及一種設(shè)備，用于分別具有一個(gè)預(yù)定數(shù)字電平的多個(gè)數(shù)字光學(xué)信號(hào)的時(shí)分復(fù)用，包括a)多個(gè)半導(dǎo)體激光器元件，每個(gè)具有一個(gè)光學(xué)輸入端，用于接收一個(gè)光學(xué)信號(hào)；b)電流源裝置，連接到該半導(dǎo)體激光器元件，用于將一個(gè)不同的注入電流注入每個(gè)半導(dǎo)體激光器元件，以在每個(gè)半導(dǎo)體激光器元件內(nèi)建立一個(gè)光學(xué)增益過程，每個(gè)注入電流具有的幅值使得每個(gè)半導(dǎo)體激光器元件內(nèi)的光學(xué)增益過程與一個(gè)光學(xué)吸收過程在超過一個(gè)預(yù)定的保持時(shí)間的時(shí)間內(nèi)相互保持動(dòng)態(tài)平衡，以使每個(gè)數(shù)字光學(xué)信號(hào)在該保持時(shí)間內(nèi)保持在每個(gè)預(yù)定的數(shù)字電平；c)多個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)，每個(gè)輸出開關(guān)連接在一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件的輸出端與一個(gè)輸出線之間；d)一個(gè)控制器，連接到多個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)，以控制每個(gè)光學(xué)信號(hào)以連續(xù)的時(shí)間幀連續(xù)地輸出到輸出線。
本發(fā)明將參考一些


，這些附圖僅用于說明本發(fā)明，而不是限制其范圍。
圖1示意性地顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)光學(xué)多路復(fù)用設(shè)備；圖2示意性地顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在一個(gè)多路復(fù)用設(shè)備中四個(gè)不同的光學(xué)信號(hào)是如何交替的；
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)多路復(fù)用設(shè)備；以及圖4示意性地顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件。
在圖1所示的多路復(fù)用設(shè)備中，一個(gè)多路復(fù)用器MX從四個(gè)不同的緩沖器BF(i)(i=0,1,2,…,I；在附圖的例子中I=3，但是I可以是≥2的任意其它的整數(shù)值)接收四個(gè)不同的輸入信號(hào)。緩沖器BF(i)接收各自的輸入信號(hào)Sin(i)。為了定時(shí)，這些輸入信號(hào)Sin(i)可以由光學(xué)開關(guān)SWin(i)切換。這些開關(guān)SWin(i)理想地由未在圖1中顯示的一個(gè)控制器控制。
在現(xiàn)有的多路復(fù)用設(shè)備中，緩沖器BF(i)包括長的光纖回路，長度可能有大約幾千米，以提供一個(gè)延遲用于輸入信號(hào)Sin(i)，該延遲隨輸入信號(hào)Sin(i)的不同而不同。
緩沖器BF(i)的輸出信號(hào)在圖1中用Sin*(i)表示。
圖2顯示緩沖器BF(i)的輸出信號(hào)Sin*(i)以及多路復(fù)用器MX的輸出信號(hào)So的定時(shí)的一個(gè)例子。緩沖器BF(i)使輸入信號(hào)Sin(i)延遲，使得信號(hào)Sin*(i)不重疊，并且多路復(fù)用器MX只需將所有的信號(hào)Sin*(i)切換到其輸出線，以產(chǎn)生包括四個(gè)連續(xù)的輸出信號(hào)So*(i)的輸出信號(hào)So。圖2的定時(shí)表明多路復(fù)用器MX不引入進(jìn)一步的時(shí)間延遲。但是，引入延遲可能是有利的。
由于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的緩沖器BF(i)較大，并且為多路復(fù)用設(shè)備引入了復(fù)雜性，因此，本發(fā)明建議使用半導(dǎo)體激光器元件作為光學(xué)緩沖器元件。這些元件在物理上較小，并且比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的緩沖器更靈活。以下，將解釋這是如何實(shí)現(xiàn)的。
圖4示意性地顯示一個(gè)眾所周知的半導(dǎo)體激光器元件1。該激光器元件1包括一個(gè)陰極3和一個(gè)陽極5。在陰極3與陽極5之間有一個(gè)半導(dǎo)體層7，包括至少一個(gè)PN結(jié)，熟練的技術(shù)人員是知道的。在本發(fā)明中，層7中可以使用任何簡(jiǎn)單的或更復(fù)雜的半導(dǎo)體層設(shè)備。陰極3連接到導(dǎo)線4，而陽極5連接到導(dǎo)線6。在使用中，一個(gè)電流源(或電壓源)通過這些導(dǎo)線4、6將電流提供給激光器元件1。激光器元件1包括(解理的)半反射端7、9。在使用中，半反射端7、9將發(fā)射的光子反射回半導(dǎo)體材料塊中，在這里，通過再吸收，光子發(fā)射率被增大，使光子實(shí)現(xiàn)光放大。如果增大通過導(dǎo)線4、6進(jìn)入半導(dǎo)體材料的電流，可以達(dá)到一個(gè)閾值，在此閾值下，光子密度太大，無法被層7的半導(dǎo)體材料的體積限定的光學(xué)腔所容納。于是，半導(dǎo)體材料通過半反射端7、9輻射。通過一個(gè)激光器產(chǎn)生輻射的過程已知為“受激發(fā)射”。在使用中，受激發(fā)射必須與吸收過程競(jìng)爭(zhēng)。在吸收過程中，用一個(gè)吸收的光子產(chǎn)生一個(gè)電子-空穴對(duì)。在加到激光器元件1的電流的閾值處，在半導(dǎo)體材料的導(dǎo)帶內(nèi)存在足夠數(shù)量的電子，以使半導(dǎo)體在光學(xué)上是透明的。大于該閾值，則半導(dǎo)體元件1的活動(dòng)區(qū)域顯示出光學(xué)增益并且放大電磁輻射。
由于半反射面7、9的光學(xué)反饋，構(gòu)成一個(gè)法布里-珀羅腔，當(dāng)電流足夠大，滿足凈受激發(fā)射條件時(shí)，垂直于半反射端7、9傳播的光子數(shù)增加。一些光子在通過半反射端7、9時(shí)被損耗，一些在腔中被散射或吸收。小于電流閾值時(shí)，損耗超過增益，受激發(fā)射無法保持穩(wěn)定的光子供應(yīng)。然而，在電流的閾值處，增益等于損耗，受激發(fā)射開始占優(yōu)勢(shì)。在接近閾值電流的一個(gè)窄電流范圍之外，增益增大了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，并且超過電流閾值時(shí)，激光器輸出(即輻射輸出)幾乎是線性增加。
在閾值區(qū)域處，即，當(dāng)光學(xué)增益等于損耗時(shí)，理想地腔內(nèi)存在的任何光學(xué)信號(hào)將簡(jiǎn)單地在反射面7、9之間來回傳播，并且保持其特性。本發(fā)明的發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以將其性質(zhì)用于使用半導(dǎo)體激光器元件1作為光學(xué)信號(hào)的存儲(chǔ)器。
這可以在一個(gè)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，其中圖4所示的半導(dǎo)體激光器元件1被連接作為輻射放大器元件，這是熟練的技術(shù)人員已知的。在這種放大器設(shè)備中，半反射端7、9都連接到光纖，其中一個(gè)光纖被用作光學(xué)輸入端而另一個(gè)光纖被用作光學(xué)輸出端。
所建議的設(shè)備的一個(gè)例子在圖3中顯示。圖3顯示用于四個(gè)不同輸入信號(hào)Sin(i)的一個(gè)多路復(fù)用設(shè)備。輸入信號(hào)Sin(i)被光學(xué)開關(guān)SWin接收。光學(xué)開關(guān)SWin(i)由控制器CON產(chǎn)生的控制信號(hào)SWCONin(i)控制。
開關(guān)SWin(i)的輸出信號(hào)被連接到方向?yàn)V波器Fin(i)。方向?yàn)V波器Fin(i)的輸出端連接到半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)的光學(xué)輸入端。電流源I(i)向半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)提供電流。電流源I(i)從控制器CON接收控制信號(hào)ICON(i)。
如果需要，電流源I(i)可以用電壓源替代。電流源I(i)不必是物理上分離的?？梢允褂靡粋€(gè)電流源為各個(gè)半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)提供不同的電流。
或者，探測(cè)器D(i)可以放在半導(dǎo)體元件SLE(i)的一個(gè)半反射端上。這些探測(cè)器D(i)產(chǎn)生電子反饋信號(hào)FB(i)，加到控制器CON，用于下述目的。
半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)的光學(xué)輸出端連接到方向?yàn)V波器Fo(i)。方向?yàn)V波器Fo(i)的輸出端連接到光學(xué)輸出開關(guān)SWo(i)。光學(xué)開關(guān)SWo(i)的輸出端連接到單個(gè)光學(xué)輸出線，用于提供輸出信號(hào)So。輸出光學(xué)開關(guān)SWo(i)由控制器CON產(chǎn)生的控制信號(hào)SWCONo(i)控制。
在圖3的設(shè)備中，每個(gè)半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)可以用作一個(gè)存儲(chǔ)器單元，用于在一個(gè)不定的加電時(shí)間內(nèi)理想地存儲(chǔ)光學(xué)信號(hào)，具有一個(gè)寫或更新周期和一個(gè)讀周期。
光學(xué)輸入信號(hào)Sin(i)是較低速，例如，2.5gbs的信號(hào)。每個(gè)光學(xué)輸入信號(hào)Sin(i)是光學(xué)位型的信號(hào)，即，具有一個(gè)表示數(shù)字1或數(shù)字0的值?？刂菩盘?hào)SWCONin(i)由控制器CON中的一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生，被同步以控制一個(gè)選定的開關(guān)SWin(i)。選定的開關(guān)SWin(i)接通，允許光學(xué)信號(hào)Sin(i)進(jìn)入半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)。
方向?yàn)V波器Fin(i)使其允許信號(hào)Sin(i)僅以一個(gè)方向傳播進(jìn)入半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)。這種方向?yàn)V波器對(duì)于熟練的技術(shù)人員是已知的，不必在此進(jìn)一步說明。此外，它們可以位于其它位置輸入方向?yàn)V波器Fin(i)可以位于SWin(i)的另一側(cè)，而輸出方向?yàn)V波器Fo(i)可以位于SWo(i)的另一側(cè)。
在某個(gè)半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)的寫過程中，各個(gè)輸入開關(guān)SWin(i)接通，而各個(gè)輸出開關(guān)SWo(i)切斷。在這樣一個(gè)寫過程開始之前，需要一個(gè)存儲(chǔ)器清零過程。這是由于以下原因假定將要被寫的一個(gè)光學(xué)信號(hào)的功率為低，一個(gè)先前的光學(xué)信號(hào)的功率為高，如果半導(dǎo)體元件SLE(i)中存在的信號(hào)未清零，則半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)內(nèi)的光學(xué)信號(hào)的新值仍為高。因此，需要一個(gè)存儲(chǔ)器清零過程，其中，半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)中存在的光學(xué)信號(hào)的功率被強(qiáng)制為低。這可以通過，例如，在某個(gè)短時(shí)間段使相關(guān)電流源I(i)提供的電流被切斷來實(shí)現(xiàn)。
在存儲(chǔ)半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)中的光學(xué)信號(hào)的過程中，各個(gè)輸出開關(guān)SWo(i)由其控制信號(hào)SWCONo(i)控制在切斷狀態(tài)，即它阻止光學(xué)信號(hào)離開相關(guān)的半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)。因而，光學(xué)信號(hào)就在半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)的半反射端7、9之間反射。半反射端7、9的反射率大小可以特別設(shè)計(jì)，以具有一個(gè)最佳值?？梢詾殡娏髟碔(i)提供的電流設(shè)計(jì)一個(gè)預(yù)定的閾值。然后，當(dāng)電流源I(i)提供的電流接近閾值電流區(qū)域時(shí)，由半反射端7、9的反射率導(dǎo)致的光學(xué)反饋引起的光學(xué)增益，以及由接收的光學(xué)信號(hào)Sin(i)以及從電流源I(i)接收的電流值引起的光學(xué)增益，剛好等于由吸收過程引起的損耗，在吸收過程中，用一個(gè)吸收的光子產(chǎn)生一個(gè)電子-空穴對(duì)。
在所示的多路復(fù)用設(shè)備中的半導(dǎo)體元件SLE(i)的讀出過程中，每個(gè)輸出開關(guān)SWo(i)被連續(xù)接通，以提供輸出信號(hào)So，例如，如圖2中所示。輸出開關(guān)SWo(i)可以由控制信號(hào)SWCONo(i)控制，使得輸出信號(hào)So比輸入信號(hào)Sin(i)具有更高的數(shù)據(jù)率。
以上，說明了一種光學(xué)多路復(fù)用技術(shù)，使用半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)作為存儲(chǔ)器單元，用于光學(xué)位信息。當(dāng)然，圖3所示的概念可以擴(kuò)展到多個(gè)輸出線，以提供一種字節(jié)多路復(fù)用技術(shù)。
本發(fā)明的基本元件是一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)，用作一個(gè)光學(xué)存儲(chǔ)器單元，用于一個(gè)光學(xué)位信息。如上所述，選擇電流源I(i)提供的電流，使得在存儲(chǔ)光學(xué)位信息的過程中，半導(dǎo)體元件SLE(i)中的光學(xué)增益基本等于激光器元件中的光子吸收。對(duì)于存儲(chǔ)光學(xué)信息位的一個(gè)預(yù)定的最小保持時(shí)間，半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)的半反射端7、9的反射率以及電流值可以優(yōu)化。因而，可以確信，盡管半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)內(nèi)的一個(gè)光學(xué)信號(hào)可能由于光學(xué)增益和光子吸收之間的小的失衡而穩(wěn)定地改變其值，但是保持時(shí)間仍將超過所需的最小值。或者，可以使用一種反饋控制系統(tǒng)用于該電流。在這種反饋控制系統(tǒng)中，探測(cè)器D(i)探測(cè)該半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)內(nèi)存在的光學(xué)信號(hào)的光學(xué)功率。反饋信號(hào)FB(i)被反饋回控制器CON，控制器CON用于產(chǎn)生電流源控制信號(hào)ICON(i)，使得電流源I(i)調(diào)節(jié)其提供給半導(dǎo)體激光器元件SLE(i)的電流，使該光學(xué)功率保持不變(在允許的一個(gè)小的變化范圍內(nèi))。這樣一個(gè)反饋控制與存儲(chǔ)器寫過程同步，使其在存儲(chǔ)器寫過程之后開始。
可以看出上述所給設(shè)備僅是通過例子給出的。例如，在圖3的設(shè)備中，當(dāng)光學(xué)輸入信號(hào)Sin(i)已經(jīng)具有一個(gè)合適的定時(shí)，即圖2中所示信號(hào)Sin*(i)的定時(shí)時(shí)，輸入開關(guān)SWin(i)就可以省略。
此外，控制器CON顯示為單個(gè)單元。它可以作為一個(gè)軟件驅(qū)動(dòng)的(微)處理器設(shè)備，包括必要的裝置如存儲(chǔ)器(RAM、ROM、EEPROM等)、鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器等實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于熟練的技術(shù)人員是很顯然的。但是，它還可以根據(jù)需要使用數(shù)字和/或模擬電路實(shí)現(xiàn)。此外，它可以作為多個(gè)相互通信的多個(gè)處理器實(shí)現(xiàn)，用于執(zhí)行子任務(wù)。因此，權(quán)利要求書中“一個(gè)控制器”被要求用于執(zhí)行指定任務(wù)的地方，都試圖包括對(duì)于熟練的技術(shù)人員來說很明顯的所有實(shí)際的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1．一種在至少一個(gè)預(yù)定保持時(shí)間內(nèi)緩沖具有預(yù)定數(shù)字電平的一個(gè)數(shù)字光學(xué)信號(hào)(S(i),i=0,…,3)的方法，包括以下步驟a)將該光學(xué)信號(hào)(S(i))輸入到一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))的光學(xué)輸入端；b)將一個(gè)注入電流注入所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))，以在所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))中建立一個(gè)光學(xué)增益過程，該注入電流具有的幅值使得所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))內(nèi)的所述光學(xué)增益過程與一個(gè)光學(xué)吸收過程在超過所述保持時(shí)間的時(shí)間內(nèi)相互保持動(dòng)態(tài)平衡，以使所述數(shù)字光學(xué)信號(hào)在所述保持時(shí)間內(nèi)保持在所述預(yù)定的數(shù)字電平。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟c)通過連接在所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))與一個(gè)輸出線之間的一個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)(SWo(i))，將所述光學(xué)信號(hào)(S(i))輸出到所述輸出線。
3．一種時(shí)分復(fù)用多個(gè)數(shù)字光學(xué)信號(hào)(S(i),i=0,…,3)的方法，每個(gè)光學(xué)信號(hào)具有一個(gè)預(yù)定的數(shù)字電平，該方法包括以下步驟a)將每個(gè)光學(xué)信號(hào)(S(i))輸入到一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))的光學(xué)輸入端；b)將不同的注入電流注入每個(gè)所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))，以在每個(gè)所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))中建立一個(gè)光學(xué)增益過程，每個(gè)注入電流具有的幅值使得每個(gè)所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))內(nèi)的所述光學(xué)增益過程與一個(gè)光學(xué)吸收過程在超過一個(gè)預(yù)定的保持時(shí)間的時(shí)間內(nèi)相互保持動(dòng)態(tài)平衡，以使每個(gè)所述數(shù)字光學(xué)信號(hào)在所述保持時(shí)間內(nèi)保持在每個(gè)所述的預(yù)定的數(shù)字電平；c)通過多個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)(SWo(i))將每個(gè)所述光學(xué)信號(hào)(S(i))以連續(xù)的時(shí)間幀連續(xù)地輸出到一個(gè)輸出線，每個(gè)所述多個(gè)輸出開關(guān)(SWo(i))連接在一個(gè)所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))的一個(gè)輸出端與所述輸出線之間。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一個(gè)的方法，其中在步驟a)之前，在一個(gè)預(yù)定清零時(shí)間內(nèi)通過切斷所述注入電流，使所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))清零。
5．一種在至少一個(gè)預(yù)定的保持時(shí)間內(nèi)緩沖具有預(yù)定數(shù)字電平的一個(gè)數(shù)字光學(xué)信號(hào)(S(i),i=0,…,3)的設(shè)備，包括a)一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))，具有一個(gè)光學(xué)輸入端，用于接收該光學(xué)信號(hào)(S(i))；b)電流源裝置(I(i))，連接到所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))，并將一個(gè)注入電流注入到所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))，以在所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))中建立一個(gè)光學(xué)增益過程，在使用中，注入電流具有的幅值使得所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))內(nèi)的所述光學(xué)增益過程與一個(gè)光學(xué)吸收過程在超過所述保持時(shí)間的時(shí)間內(nèi)相互保持動(dòng)態(tài)平衡，以使所述數(shù)字光學(xué)信號(hào)在所述保持時(shí)間內(nèi)保持在所述預(yù)定的數(shù)字電平。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，包括一個(gè)控制器(CON)，連接到所述電流源裝置(I(i))，以提供一個(gè)電流控制信號(hào)(ICON(i))到所述電流源裝置(I(i))，控制所述注入電流的幅值。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，包括一個(gè)光學(xué)探測(cè)器(D(i))，用于探測(cè)所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))的光學(xué)功率容量，并且提供一個(gè)反饋信號(hào)(FB(i))到所述控制器(CON)，所述控制器用于產(chǎn)生與所述反饋信號(hào)(FB(i))有關(guān)的所述電流控制信號(hào)(ICON(i))。
8．根據(jù)權(quán)利要求6或7的設(shè)備，包括一個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)(SWo(i))，連接在所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))的一個(gè)輸出端與一個(gè)輸出線之間，并且連接到所述控制器(CON)，以接收一個(gè)輸出開關(guān)控制信號(hào)(SWCONo(i))，控制所述光學(xué)信號(hào)(S(i))輸出到所述輸出線。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，包括一個(gè)光學(xué)輸出方向?yàn)V波器(Fo(i))，連接在所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))的所述輸出端與所述光學(xué)輸出開關(guān)(SWo(i))之間。
10．根據(jù)權(quán)利要求6至9任意一個(gè)的設(shè)備，包括一個(gè)光學(xué)輸入開關(guān)(SWin(i))，連接到所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))的所述輸入端，并且連接到所述控制器(CON)，以接收一個(gè)輸入開關(guān)控制信號(hào)(SWCONin(i))，控制所述光學(xué)信號(hào)(S(i))輸入到所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，包括一個(gè)光學(xué)輸入方向?yàn)V波器(Fin(i))，連接在所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))的所述輸入端與所述光學(xué)輸入開關(guān)(SWin(i))之間。
12．根據(jù)權(quán)利要求10或11任意一個(gè)的設(shè)備，其中所述控制器(CON)用于控制所述電流源裝置(I(i))，使得在通過所述光學(xué)輸入開關(guān)(SW(i))將所述數(shù)字光學(xué)信號(hào)(Sin(i))切換到所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))之前，所述電流源裝置(I(i))通過在一個(gè)預(yù)定清零時(shí)間內(nèi)切斷所述注入電流，使所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))清零。
13．一種用于多個(gè)數(shù)字光學(xué)信號(hào)(S(i),i=0,…,3)的時(shí)分復(fù)用的設(shè)備，每個(gè)光學(xué)信號(hào)具有一個(gè)預(yù)定的數(shù)字電平，該設(shè)備包括a)多個(gè)半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))，每個(gè)具有一個(gè)光學(xué)輸入端，用于接收一個(gè)所述光學(xué)信號(hào)(S(i))；b)電流源裝置(I(i))，連接到所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))，用于將不同的注入電流注入到每個(gè)所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))，以在每個(gè)所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))中建立一個(gè)光學(xué)增益過程，每個(gè)注入電流具有的幅值使得每個(gè)所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))內(nèi)的所述光學(xué)增益過程與一個(gè)光學(xué)吸收過程在超過一個(gè)預(yù)定的保持時(shí)間的時(shí)間內(nèi)相互保持動(dòng)態(tài)平衡，以使每個(gè)所述數(shù)字光學(xué)信號(hào)在所述保持時(shí)間內(nèi)保持在每個(gè)所述預(yù)定的數(shù)字電平；c)多個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)(SWo(i))，所述多個(gè)輸出開關(guān)(SWo(i))中的每一個(gè)連接在一個(gè)所述半導(dǎo)體激光器元件(SLE(i))的一個(gè)輸出端與一個(gè)輸出線之間；d)一個(gè)控制器(CON)，連接到所述多個(gè)光學(xué)輸出開關(guān)(SWo(i))，以控制每個(gè)所述光學(xué)信號(hào)(S(i))以連續(xù)的時(shí)間幀連續(xù)地輸出到所述輸出線。
全文摘要
一種用于在至少一個(gè)預(yù)定的保持時(shí)間內(nèi)緩沖具有預(yù)定數(shù)字電平的數(shù)字光學(xué)信號(hào)的設(shè)備及其方法,包括以下步驟:a)將光學(xué)信號(hào)輸入到一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件的光學(xué)輸入端;b)將一個(gè)注入電流注入所述半導(dǎo)體激光器元件,以在所述半導(dǎo)體激光器元件中建立一個(gè)光學(xué)增益過程,該注入電流具有的幅值使得所述半導(dǎo)體激光器元件內(nèi)的所述光學(xué)增益過程與一個(gè)光學(xué)吸收過程在超過所述保持時(shí)間的時(shí)間內(nèi)相互保持動(dòng)態(tài)平衡,以使所述數(shù)字光學(xué)信號(hào)在所述保持時(shí)間內(nèi)保持在所述預(yù)定的數(shù)字電平。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK1310574SQ0110450
公開日2001年8月29日 申請(qǐng)日期2001年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月15日
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