專利名稱：光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)的鎖定方 法及鎖定系統(tǒng)。
技術(shù)背景光通訊領(lǐng)域中密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)使得光纖的巨大的帶寬資源得到 一定的開(kāi)發(fā)利用，為了充分利用光纖的帶寬資源，需要增加單個(gè)光纖的傳輸容 量，最大限度地提升其所能承載的通道數(shù)。從密集波分復(fù)用系統(tǒng)的原理來(lái)看， 相鄰波長(zhǎng)之間的間隔越小，在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)能夠傳送的波長(zhǎng)數(shù)就越多，總的 傳輸容量就越大。由此密集波分復(fù)用系統(tǒng)的波分密度逐漸增加，原來(lái)少數(shù)波長(zhǎng) 通道下的符合ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的200GHz到100GHz的間隔，將變成多數(shù)波長(zhǎng)通道下 的符合ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的50GHz甚至25GHz的間隔的系統(tǒng)，對(duì)光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)的 控制要求也相應(yīng)的提高，例如在25GHz間隔的系統(tǒng)中，光發(fā)射機(jī)的輸出波長(zhǎng)在 生命周期內(nèi)的偏離要求控制在正負(fù)2. 5GHz之內(nèi)。為了提高輸出波長(zhǎng)的穩(wěn)定性，現(xiàn)有的解決方案是采用一個(gè)激光器管芯溫度 控制裝置對(duì)光發(fā)射機(jī)中激光器的管芯溫度進(jìn)行控制，該裝置主要包括 一個(gè)溫 度傳感器，用于采集激光器管芯溫度信息； 一個(gè)運(yùn)算放大電路，用于對(duì)溫度傳 感器采集的溫度信息進(jìn)行調(diào)節(jié)； 一個(gè)半導(dǎo)體制冷器驅(qū)動(dòng)(TEC DRIVER),用于根 據(jù)運(yùn)算放大電路的輸出信號(hào)對(duì)激光器的管芯溫度進(jìn)行反饋控制，使其能夠保持 穩(wěn)定。激光器的管芯溫度穩(wěn)定下來(lái)后，其輸出波長(zhǎng)也就能夠大致穩(wěn)定下來(lái)，但是， 管芯穩(wěn)定的情況下，激光器的輸出波長(zhǎng)仍然會(huì)發(fā)生小的波動(dòng)，因此該解決方案 不能實(shí)現(xiàn)對(duì)光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)的有效鎖定。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定方法，采用該方法能夠?qū)獍l(fā)射機(jī)的輸出波長(zhǎng)進(jìn)行比較精確和有效的控制，為此本發(fā)明還要 提供一種光發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定方法包括持續(xù)采集激光器輸出波長(zhǎng)的變化信息，同時(shí)持續(xù)采集激光器管芯溫度變化 信息，對(duì)兩者進(jìn)行綜合運(yùn)算處理，并根據(jù)該處理后的信息對(duì)激光器的管芯溫度 進(jìn)行持續(xù)反饋控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)的鎖定。所述綜合運(yùn)算處理 后的信息表明為了使輸出波長(zhǎng)恢復(fù)到偏移前的狀態(tài)，激光器的管芯溫度應(yīng)作的 調(diào)節(jié)量。所述對(duì)激光器輸出波長(zhǎng)的變化信息和激光器管芯溫度變化信息的綜合運(yùn)算處理具體可以為對(duì)所述激光器輸出波長(zhǎng)的變化信息進(jìn)行運(yùn)算放大處理，并將 該處理結(jié)果與所述激光器管芯溫度變化信息相疊加，然后對(duì)疊加后得到的綜合 變化信息進(jìn)行運(yùn)算放大處理。所述前后兩套運(yùn)算放大處理函數(shù)中的參數(shù)應(yīng)根據(jù)激光器組件的具體參數(shù)來(lái) 確定。對(duì)于自帶有用于管芯溫度控制及輸出波長(zhǎng)檢測(cè)的激光器組件的激光器來(lái) 說(shuō)，所述采集激光器輸出波長(zhǎng)的變化信息的方法具體可以為將所述用于波長(zhǎng) 檢測(cè)的激光器組件輸出的表征光功率信息的電流和表征含有波長(zhǎng)信息的光功率 信息的電流通過(guò)跨阻放大器轉(zhuǎn)化為電壓，然后進(jìn)行差分比較，得到輸出波長(zhǎng)的 變化信息。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)包括輸出波長(zhǎng) 變化信息采集電路、管芯溫度變化信息采集電路、反饋信號(hào)生成單元和管芯溫 度反饋控制單元；其中所述輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路用于釆集激光器輸出波 長(zhǎng)的變化信息；所述溫度變化采集電路用于采集激光器的管芯溫度變化信息； 所述反饋信號(hào)生成單元用于對(duì)所述激光器的輸出波長(zhǎng)變化信息和所述管芯溫度 變化信息進(jìn)行處理，產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)；所述管芯溫度反饋控制單元用于根據(jù) 所述反饋信號(hào)對(duì)激光器管芯溫度進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光發(fā)射機(jī)的輸出波長(zhǎng)進(jìn)行鎖定。所述輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路包括透鏡、光分離器、光濾波器、波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管、功率檢測(cè)感光二極管、跨阻放大器和差分比較器；其中激光 器發(fā)出的激光通過(guò)光分離器分成兩路， 一路經(jīng)過(guò)光濾波器濾波后輸入到波長(zhǎng)檢 測(cè)感光二極管，該波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管的輸出電流即表征了含有波長(zhǎng)變化信息 的光功率相對(duì)大小，另一路直接輸入功率檢測(cè)感光二極管，該功率檢測(cè)感光二 極管的輸出電流表征了光功率的相對(duì)大小，該電流與波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管的輸 出電流通過(guò)跨阻放大器轉(zhuǎn)換為電壓后輸入到差分比較器中，該差分比較器對(duì)所 述兩路電壓進(jìn)行差分比較，從而得出所述輸出波長(zhǎng)變化信息。所述管芯溫度變化信息采集電路包括溫度傳感器和差分比較器；所述溫 度傳感器用于對(duì)激光器的管芯溫度進(jìn)行采集，所述差分比較器用于對(duì)所述溫度 傳感器的輸出電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行差分比較，從而輸出所述管芯溫度變化 信息?；鶞?zhǔn)電壓與ITU-T定義的某個(gè)波長(zhǎng)柵格相對(duì)應(yīng)。在背景技術(shù)中介紹的激 光器管芯溫度控制電路中，管芯溫度控制電路將消除溫度傳感器與該基準(zhǔn)電壓 的差異，使激光器的管芯設(shè)定在這個(gè)基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)溫度上。所述反饋信號(hào)生成單元包括第一運(yùn)算放大電路、加法器和第二運(yùn)算放大電 路；所述第二運(yùn)算放大電路用于對(duì)所述輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路的輸出信號(hào) 進(jìn)行運(yùn)算放大處理；所述加法器用于對(duì)所述管芯溫度變化信息采集電路的輸出 信號(hào)與所述第二運(yùn)算放大電路的輸出信號(hào)進(jìn)行疊加；所述第一運(yùn)算放大電路用 于對(duì)所述加法器的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算放大處理，該運(yùn)算放大電路的輸出信號(hào)作 為所述反饋信號(hào)聲成單元的輸出信號(hào)。所述第一運(yùn)算放大電路與所述第二運(yùn)算放大電路的電路參數(shù)的確定標(biāo)準(zhǔn) 為使電路穩(wěn)定性達(dá)到最佳。所述第一運(yùn)算放大電路的電路參數(shù)的確定方法可以為斷開(kāi)所述加法器與 所述第二運(yùn)算放大電路之間的電連接，在所述第一運(yùn)算放大電路的輸出端加上 一個(gè)激勵(lì)電壓，通過(guò)示波器察看所述第 一運(yùn)算放大電路輸入端的信號(hào)波形的變化，其中上升時(shí)間和超調(diào)均為最小的信號(hào)波形對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大電路即確定為最 佳電路，能有效保證電路的穩(wěn)定。所述第二運(yùn)算放大電路的電路參數(shù)的確定方法可以為在確定了所述第一 運(yùn)算放大電路以后，接通整個(gè)系統(tǒng)的電連接，在所述第一運(yùn)算放大電路的輸出 端加一個(gè)激勵(lì)電壓，通過(guò)示波器察看所述第二運(yùn)算放大電路輸入端的信號(hào)波形 變化，其中上升時(shí)間最小的信號(hào)波形對(duì)應(yīng)的第二運(yùn)算放大電路即確定為最佳電 路。所述反饋信號(hào)生成單元可以釆用模擬電路設(shè)計(jì)也可以采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)， 采用數(shù)字電路更加靈活，便于針對(duì)不同的激光器，對(duì)所述兩個(gè)運(yùn)算放大處理的 函數(shù)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而更具有通用性。采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)的反饋信號(hào)生成單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器和數(shù)模 轉(zhuǎn)換器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將輸入該單元的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述 處理器用于對(duì)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生所述反饋信號(hào)； 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將所述處理器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。所述處理器具體包括第一運(yùn)算放大模塊、加法器和第二運(yùn)算放大模塊；所 述第二運(yùn)算放大模塊用于對(duì)所述波長(zhǎng)變化信息進(jìn)行運(yùn)算放大處理；所述加法器 用于對(duì)所述管芯溫度變化信息與所述第二運(yùn)算放大模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行疊加； 所述第一運(yùn)算放大模塊用于對(duì)所述加法器的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算放大處理，該運(yùn) 算放大模塊的輸出信號(hào)作為該處理器的輸出信號(hào)。所述管芯溫度反饋控制單元包括半導(dǎo)體制冷器和半導(dǎo)體制冷器驅(qū)動(dòng)，所述 半導(dǎo)體制冷器用于對(duì)管芯溫度進(jìn)行調(diào)控，所述半導(dǎo)體制冷器驅(qū)動(dòng)用于對(duì)所述半 導(dǎo)體制冷器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。對(duì)于自帶有用于管芯溫度控制及輸出波長(zhǎng)檢測(cè)的激光器組件的激光器來(lái) 說(shuō)，所述輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路中的透鏡、光分離器、光濾波器、波長(zhǎng)檢 測(cè)感光二極管、功率檢測(cè)感光二極管均可為該激光器自帶的器件；所述管芯溫本發(fā)明方法的有益效果為:本發(fā)明由于在傳統(tǒng)的光發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)控制技術(shù)方案的基礎(chǔ)上增加了對(duì)波長(zhǎng)變 化信息進(jìn)行采集，并以之對(duì)半導(dǎo)體制冷器驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行修正，從而本發(fā)明波長(zhǎng) 鎖定技術(shù)方案能夠?qū)獍l(fā)射機(jī)的波長(zhǎng)進(jìn)行精確和實(shí)時(shí)控制。對(duì)于半導(dǎo)體制冷器 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的生成，本發(fā)明還提供了以數(shù)字電路替代傳統(tǒng)的模擬電路的選擇方案， 從而使得本發(fā)明波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)具有通用性，能夠靈活運(yùn)用于不同的光發(fā)射機(jī)。


圖l是本發(fā)明光發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是輸出波長(zhǎng)變化信息釆集單元的部分電路示意圖； 圖3是確定運(yùn)算放大電路的方法示意圖； 圖4是第一運(yùn)算放大模塊的等效電路圖； 圖5是第二運(yùn)算放大模塊的等效電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明光發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，本發(fā)明光 發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)包括輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路、管芯溫度變化信息采 集電路、反饋信號(hào)生成單元和管芯溫度反饋控制單元。其中所述輸出波長(zhǎng)變化信息釆集電路用于采集激光器輸出波長(zhǎng)的變化信 息；所述溫度變化采集電路用于釆集激光器的管芯溫度變化信息；所述反饋信 號(hào)生成單元用于對(duì)所述激光器的輸出波長(zhǎng)變化信息和所述管芯溫度變化信息進(jìn) 行處理，產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)；所述管芯溫度反饋控制單元用于根據(jù)所述反饋信 號(hào)對(duì)激光器管芯溫度進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光發(fā)射機(jī)的輸出波長(zhǎng)進(jìn)行鎖定。其中所述輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路用于采集激光器輸出波長(zhǎng)的變化信 息，其包括直透鏡、偏振光分離器、光濾波器、波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管、功率檢 測(cè)感光二極管、跨阻放大器和差分比較器，激光器發(fā)出的激光通過(guò)偏振光分離器分成兩路， 一路經(jīng)過(guò)光濾波器濾波后輸入到波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管，該波長(zhǎng)檢 測(cè)感光二極管的輸出電流即表征了攜帶波長(zhǎng)信息的光功率的相對(duì)大小，另一路 直接輸入功率檢測(cè)感光二極管，該功率檢測(cè)感光二極管的輸出電流表征了光功 率的相對(duì)大小，該電流與波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管的輸出電流經(jīng)過(guò)跨阻放大器處理 轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷汉筝斎氲讲罘直容^器中，該差分比較器對(duì)輸入其中的兩路電壓進(jìn)行 差分比較，從而得出所述輸出波長(zhǎng)變化信息。輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路的部 分電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。所述管芯溫度變化采集電路用于采集激光器的管芯溫度變化信息，其包括 溫度傳感器和差分比較器，所述溫度傳感器用于對(duì)激光器的管芯溫度進(jìn)行采集， 所述差分比較器用于對(duì)溫度傳感器的輸出電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行差分比較， 從而輸出所述溫度變化信息。所述反饋信號(hào)生成單元用于對(duì)所述激光器輸出波長(zhǎng)變化信息和所述管芯溫 度變化信息進(jìn)行處理，從而產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)，所述管芯溫度反饋控制單元能 夠根據(jù)該反饋信號(hào)對(duì)管芯溫度進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)的鎖定。 該單元可以采用模擬電路實(shí)現(xiàn)，也可以釆用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，對(duì)于模擬電路而言，其具體電路結(jié)構(gòu)為包括第一運(yùn)算放大電路、加法器和第二運(yùn)算放大電路；所 述第二運(yùn)算放大電路用于對(duì)所述輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算放大處理；所述加法器用于對(duì)所述管芯溫度變化信息釆集電路的輸出信號(hào)與 所述第二運(yùn)算放大電路的輸出信號(hào)進(jìn)行疊加；所述第一運(yùn)算放大電路用于對(duì)所 述加法器的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算放大處理，該運(yùn)算放大電路的輸出信號(hào)作為所述 反饋信號(hào)聲成單元的輸出信號(hào)。對(duì)于采用數(shù)字電路的方案而言，所述反饋信號(hào) 生成單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將輸入 該單元的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述處理器用于對(duì)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的 數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生所述反饋信號(hào)；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將所述處理器輸 出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。所述處理器具體包括第一運(yùn)算放大模塊、加法器和第二運(yùn)算放大模塊；所述第二運(yùn)算放大模塊用于對(duì)所述波長(zhǎng)變化信息進(jìn)行運(yùn)算放大處理；所述加法器 用于對(duì)所述管芯溫度變化信息與所述第二運(yùn)算放大模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行疊加； 所述第一運(yùn)算放大模塊用于對(duì)所述加法器的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算放大處理，該運(yùn) 算放大模塊的輸出信號(hào)作為該處理器的輸出信號(hào)。無(wú)論是采用模擬電路實(shí)現(xiàn)還是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，所述兩套運(yùn)算放大處理 函數(shù)中的參數(shù)的確定方法均如圖3所示，下面以數(shù)字電路為例，對(duì)該兩個(gè)參數(shù) 的確定加以具體說(shuō)明第一運(yùn)算放大模塊C1(Z)中常數(shù)的確定首先將第二積分放大模塊的軟件 控制部分關(guān)斷，通過(guò)電路調(diào)整可以使激光器穩(wěn)定工作在某個(gè)正常工作狀態(tài)下。 通過(guò)軟件控制在第一運(yùn)算放大模塊的輸出端Vwc上加入50mV激勵(lì)，通過(guò)示波器 或軟件采樣可以獲得圖3所示第一運(yùn)算放大模塊輸入端Vtc信號(hào)的信號(hào)，該種 情況下激光器的溫度控制電路即當(dāng)前接通的電路可以認(rèn)為是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其 時(shí)間常數(shù)為1 ~ 5S。通過(guò)調(diào)整Cl (Z)的參數(shù)t 1、 t 2和ts可以使得閉環(huán)之后的 電路穩(wěn)定性最佳，Cl (Z)的計(jì)算公式為其中Tl為積分常數(shù)，t2為比例常數(shù)，Z為Z變換中的復(fù)變量，ts是釆 樣時(shí)間間隔。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，第一運(yùn)算放大模塊C1(Z)的等效電路如圖 4所示，則在該實(shí)施例中，t 1=1/11^, t2-1/R2"。調(diào)整的方法為首先將C1(Z)中的積分部分關(guān)閉，即J^設(shè)定為0，調(diào)整T2與T 1的比值使得VtC信號(hào)從穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎鹗帲蠹由戏e分部分，維持T 2與Tl的比值不變，改變Tl的大小和釆樣時(shí)間間隔tS,直到圖3中第一運(yùn)算放大模塊的輸入端的信號(hào)Vtc的上升時(shí)間Trl最小，超調(diào)Vt最小。第二運(yùn)算放大模塊C2 (Z)中常數(shù)的確定在取得第一運(yùn)算放大模塊Cl (Z)的 參數(shù)之后，再在第一運(yùn)算放大模塊的輸出端Vwc上加50mV激勵(lì)，通過(guò)調(diào)整T 3 的大小使得圖3所示確定第一運(yùn)算放大模塊輸入端的信號(hào)Verr的上升時(shí)間Tr2最小即可。C2(Z)的計(jì)算公式為:<formula>formula see original document page 12</formula>其中t 3為積分常數(shù)，在該實(shí)施例中，第二運(yùn)算放大模塊C2 (Z)的等效電路 如圖5所示，則在該實(shí)施例中，t3=1/R3C3。所述管芯溫度變化信息釆集電路包括溫度傳感器和差分比較器；所述溫 度傳感器用于對(duì)激光器的管芯溫度進(jìn)行采集，所述差分比較器用于對(duì)所述溫度 傳感器的輸出電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行差分比較，從而輸出所述管芯溫度變化4呂息。對(duì)于自帶有光功率控制電路、波長(zhǎng)檢測(cè)電路及管芯溫度控制電路的激光器 來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明光發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)中，所述輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路的 直透鏡、偏振光分離器、光濾波器、波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管、功率檢測(cè)感光二極 管可直接采用該激光器的光功率控制電路和波長(zhǎng)檢測(cè)電路的現(xiàn)成元件；所述溫 度變化采集電路的溫度傳感器也可直接采用管芯溫度控制電路現(xiàn)成的溫度傳感 器。這樣做可將本發(fā)明技術(shù)方案直接應(yīng)用于該類激光器，并節(jié)省了資源。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn) 一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)注意的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，本領(lǐng)圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求記載的技術(shù)方案 及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定方法，其特征在于包括持續(xù)采集激光器輸出波長(zhǎng)的變化信息，同時(shí)持續(xù)采集激光器管芯溫度變化信息，對(duì)兩者進(jìn)行綜合運(yùn)算處理，并根據(jù)該處理后的信息對(duì)激光器的管芯溫度進(jìn)行持續(xù)反饋控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)的鎖定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定方法，其特征在于 所述對(duì)激光器輸出波長(zhǎng)的變化信息和激光器管芯溫度變化信息的綜合運(yùn)算處理具體為對(duì)所述激光器輸出波長(zhǎng)的變化信息進(jìn)行運(yùn)算放大處理，并將該處 理結(jié)果與所述激光器管芯溫度變化信息相疊加，然后對(duì)疊加后得到的綜合變化 信息進(jìn)行運(yùn)算放大處理。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定方法，其特征在于 對(duì)于自帶有用于管芯溫度控制及輸出波長(zhǎng)檢測(cè)的激光器組件的激光器，所述采集輸出波長(zhǎng)變化信息的方法為將所述用于波長(zhǎng)^f全測(cè)的激光器組件輸出的 表征光功率信息的電流和表征含有波長(zhǎng)信息的光功率信息的電流通過(guò)跨阻放大 器轉(zhuǎn)化為電壓，然后進(jìn)行差分比較，得到輸出波長(zhǎng)的變化信息。
4、 一種光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路、管芯溫度變化信息采集電路、反 饋信號(hào)生成單元和管芯溫度反饋控制單元；所述輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路用于采集激光器輸出波長(zhǎng)的變化信息；所 述溫度變化采集電路用于采集激光器的管芯溫度變化信息；所述反饋信號(hào)生成 單元用于對(duì)所述激光器的輸出波長(zhǎng)變化信息和所述管芯溫度變化信息進(jìn)行處 理，產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)；所述管芯溫度反饋控制單元用于根據(jù)所述反饋信號(hào)對(duì) 激光器管芯溫度進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光發(fā)射機(jī)的輸出波長(zhǎng)進(jìn)行鎖定。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)，其特征在于 所述輸出波長(zhǎng)變化信息釆集電路包括透鏡、光分離器、光濾波器、波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管、功率檢測(cè)感光二極管、跨阻放大器和差分比較器；其中激光 器發(fā)出的激光通過(guò)光分離器分成兩路， 一路經(jīng)過(guò)光濾波器濾波后輸入到波長(zhǎng)檢 測(cè)感光二極管，該波長(zhǎng)^r測(cè)感光二極管的輸出電流即表征了含有波長(zhǎng)變化信息 的光功率的相對(duì)大小，另一路直接輸入功率檢測(cè)感光二極管，該功率檢測(cè)感光 二極管的輸出電流表征了光功率的相對(duì)大小，該電流與波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管的 輸出電流通過(guò)跨阻放大器轉(zhuǎn)換為電壓后輸入到差分比較器中，該差分比較器對(duì) 所述兩路電壓進(jìn)行差分比較，從而得出所述輸出波長(zhǎng)變化信息；對(duì)于自帶有用于波長(zhǎng)檢測(cè)的激光器組件的激光器，所述透鏡、光分離器、 光濾波器、波長(zhǎng)檢測(cè)感光二極管、功率檢測(cè)感光二極管均采用該激光器自帶的 器件。
6 、根據(jù)權(quán)利要求4所述的光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)，其特征在于 所述管芯溫度變化信息釆集電路包括溫度傳感器和差分比較器；所述溫度傳感器用于對(duì)激光器的管芯溫度進(jìn)行采集，所述差分比較器用于對(duì)所述溫度傳感器的輸出電壓和一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行差分比較，從而輸出所述管芯溫度變化信息；所述基準(zhǔn)電壓與ITU-T定義的某個(gè)波長(zhǎng)柵格相對(duì)應(yīng)。對(duì)于自帶有用于管芯溫度控制的激光器組件的激光器，所述溫度傳感器釆用激光器自帶的溫度傳感器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)，其特征在于 所述管芯溫度反饋控制單元包括半導(dǎo)體制冷器和半導(dǎo)體制冷器驅(qū)動(dòng)，所述半導(dǎo)體制冷器用于對(duì)管芯溫度進(jìn)行調(diào)控，所述半導(dǎo)體制冷器驅(qū)動(dòng)用于對(duì)所述半 導(dǎo)體制冷器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)，其特 征在于所述反饋信號(hào)生成單元包括第一運(yùn)算放大電路、加法器和第二運(yùn)算放大電 路；所述第二運(yùn)算放大電路用于對(duì)所述輸出波長(zhǎng)變化信息釆集電路的輸出信號(hào) 進(jìn)行運(yùn)算放大處理；所述加法器用于對(duì)所述管芯溫度變化信息采集電路的輸出信號(hào)與所述第二運(yùn)算放大電路的輸出信號(hào)進(jìn)行疊加；所述第一運(yùn)算放大電路用于對(duì)所述加法器的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算放大處理，該運(yùn)算放大電路的輸出信號(hào)作 為所述反饋信號(hào)聲成單元的輸出信號(hào)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)，其特征在于 所述第一運(yùn)算放大電路的電路參數(shù)的確定方法為斷開(kāi)所述加法器與所述第二運(yùn)算放大電路之間的電連接，在所述第一運(yùn)算放大電路的輸出端加上一個(gè) 激勵(lì)電壓，通過(guò)示波器察看所述第 一運(yùn)算放大電路輸入端的信號(hào)波形的變化， 其中上升時(shí)間和超調(diào)均為最小的信號(hào)波形對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大電路即確定為最終電 路；所述第二運(yùn)算放大電路的電路參數(shù)的確定方法為在確定了所述第一運(yùn)算 放大電路以后，接通整個(gè)系統(tǒng)的電連接，在所述第一運(yùn)算放大電路的輸出端加 一個(gè)激勵(lì)電壓，通過(guò)示波器察看所述第二運(yùn)算放大電路輸入端的信號(hào)波形變化， 其中上升時(shí)間最小的信號(hào)波形對(duì)應(yīng)的第二運(yùn)算放大電路即確定為最終電路。
10、 根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的光發(fā)射機(jī)輸出波長(zhǎng)鎖定系統(tǒng)，其 特征在于所述反饋信號(hào)生成單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器、處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述模 數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將輸入該單元的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述處理器用于對(duì)所 述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生所述反饋信號(hào)；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器 用于將所述處理器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。所述處理器包括第一運(yùn)算放大模塊、加法器和第二運(yùn)算放大模塊；所述第 二運(yùn)算放大模塊用于對(duì)所述波長(zhǎng)變化信息進(jìn)行運(yùn)算放大處理；所述加法器用于 對(duì)所述管芯溫度變化信息與所述第二運(yùn)算放大模塊的輸出信號(hào)進(jìn)行疊加；所述 第一運(yùn)算放大模塊用于對(duì)所述加法器的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算放大處理，該運(yùn)算放 大模塊的輸出信號(hào)為該處理器的輸出信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠?qū)獍l(fā)射機(jī)的輸出波長(zhǎng)進(jìn)行精確和有效鎖定的方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路、管芯溫度變化信息采集電路、反饋信號(hào)生成單元和管芯溫度反饋控制單元；所述輸出波長(zhǎng)變化信息采集電路用于采集激光器輸出波長(zhǎng)的變化信息；所述溫度變化采集電路用于采集激光器的管芯溫度變化信息；所述反饋信號(hào)生成單元用于對(duì)所述激光器的輸出波長(zhǎng)變化信息和所述管芯溫度變化信息進(jìn)行處理，產(chǎn)生一個(gè)反饋信號(hào)；所述管芯溫度反饋控制單元用于根據(jù)所述反饋信號(hào)對(duì)激光器管芯溫度進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光發(fā)射機(jī)的輸出波長(zhǎng)進(jìn)行鎖定。由于本發(fā)明采用數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生所述反饋信號(hào)，因而本發(fā)明具有通用性，能靈活運(yùn)用于不同的光發(fā)射機(jī)。
文檔編號(hào)H04J14/02GK101282179SQ200810110710
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者許軼駿 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司