[发明专利]在WDM应用中控制一个激光器的方法

说明书

本发明涉及一个在WDM应用中，具体地，但非排他性地，在DWDM应用中控制激光器的方法。

用作WDM(波分复用)应用中的光源的激光器每一个都被设计为在一个特定波长上工作。该波长由激光器制造商根据激光器所工作的温度和驱动激光器的电流来设置。从而制造商通常将指定将标称地导致在激光器设计波长上工作的工作温度和工作电流。

在WDM光传输系统中，光源激光器的波长需要被控制在一个紧的极限内。在波长设置中的一个错误将导致在相邻信道中的交叉信号干扰和后续通信的破坏，这些问题是用户自然想要避免的。在DWDM(密集波分复用)系统中，其中信道间隔可以是100GHz或更少的量级，波长条件是特别严格，并且通常是通过使用一个激光器反馈环来满足，该反馈环路用于维持激光器在制造商所约定的温度上。

然而，该传统控制结构的一个缺点是不可能在上电和下电环境中精确地控制波长，其中不连续性包括在波长值中产生一个大的波动，该波动会以已述方式影响性能。这是一个在当作为安全性测量的一部分的ALS(自动激光器关闭)操作中的特殊问题，当怀疑在下游光纤中有一个断裂时，停止激光器的工作。在ALS期间，通常使得在一个短周期内规律地进行光输出(例如，每90秒输出2秒，或与之近似)以检查光纤断裂是否已经修复。虽然温度在该处理过程期间通常保持在它的规定工作值上，因为激光器被连接到一个大热质量块上(一个冷却/加热元件)，在上电/下电时发生的激光器元件的温度改变不能通过温度控制环路得到很快的补偿(响应时间大约为10秒)，所以在ALS操作期间波长显著偏移于其规定值。

本发明的目的是提供一个消除这一缺点的激光器控制装置。

根据本发明，在一个WDM应用中控制激光器的方法包括以下步骤，顺序如下：

(a)建立一个预定的激光器温度；

(b)控制激光器电流以给出基本等于所需波长的工作波长，和

(c)建立一个预定的激光器输出功率。

步骤(c)利用一个位于激光器输出端的衰减器而得到有利地实施。

在步骤(b)之前可以包括一个将衰减器设置为最大衰减设置值的步骤，而步骤(c)可以包括将该衰减设置降低到所需水平的步骤。最大衰减可以发生在步骤(a)中。

优选地，衰减是逐渐降低的。这一降低过程是在工作波长仍集中指向其最终值时开始。还有，在激光器关闭过程中，衰减可以逐渐增加。所有的在衰减上渐进性改变优选地为斜坡型改变。

步骤(a)，(b)和(c)可以使用各自的控制环路来执行，该控制环路可以具有不同的时间响应。功率调整环路可以具有最快的响应而温度调整环路具有最慢的响应。该控制环路优选地为数字式控制还。

步骤(b)可以包括将激光器电流设置为将标称地产生所期望波长值的电流值，和经相关控制环调整电流以基本实现实际希望的波长值。

波长监测过程可以使用两个波长监测装置来实施，这两个波长监测装置分别在稍微大于和小于标称波长的波长处具有最大灵敏度。波长-监测过程可以是这样，使得工作波长响应于由两个-监测装置给出相等输出信号的波长。

步骤(a)优选地仅仅只当激光器是初始上电时才执行，该激光器温度在所述设备工作时维持恒定。

根据本发明的第而方面，提供了一个用于控制在WDM应用中的激光器的方法，其中在对激光器上电或下电操作之前，用于衰减激光器的输出功率的衰减器的衰减因子被设置为一个高的值。

在上电例程中，随着衰减因子被设置为一个高值(它通常是衰减器可以有的最大值)，激光器电流可以增加到一个希望的工作电平，当激光器的工作波长位于一个给定值或进入一个给定值的给定容限内，则衰减因子可以被减少到位于最终值的波长。

在下电例程中，随着衰减因子被设为一个高值，激光器电流可以基本降至零水平。

激光器可以形成DWDM应用的部件。

在第三方面，本发明提供了用于控制在WDM应用中的激光器的装置，该装置包括一个用于控制激光器温度的温度控制环路，一个用于控制激光器的波长操作的波长控制环路，一个用于控制激光器输出功率的功率控制环路，和一个用于使所述控制环路协调工作以按一个给定序列建立所期望温度、波长和功率参量的控制装置。

控制环路可以具有不同的响应，温度控制环路具有最慢的响应而功率控制环路具有最快的响应。

波长控制环路可以包括一对对于分别稍微大于和小于所期望工作波长的波长具有最大灵敏度的波长监测器。光电二极管可以用于该监测器。