專利名稱：一種基于啁啾管理激光器的調(diào)試裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密集型光波復(fù)用技術(shù)，尤其涉及的是一種基于啁啾管理激 光器的調(diào)試裝置和方法。
背景技術(shù)：
激光器包括直接調(diào)制激光器(directly modulated laser, DML)和電吸 收調(diào)制激光器(Electro-Absorption Modulated Laser, EML )。在現(xiàn)有的lOGb/s DML激光器中采用了啁啾管理(Chirp Managed)技術(shù)制成的特殊濾波器， 構(gòu)成了啁啾管理激光器(Chirp Managed Laser, CML)。 CML激光器中使用 的特殊濾波器實(shí)際上是一種光鐠整形元件(Optical Spectrum Reshaper, OSR)，用于對(duì)激光器直接調(diào)制后輸出的發(fā)射光譜進(jìn)行處理，濾除其中不利 于傳輸?shù)倪?chirp )。因?yàn)楫?dāng)分布反饋(Distributed Feed Back, DFB )激 光器注入較大偏置電流時(shí)激光器進(jìn)入飽和發(fā)光狀態(tài)，加入直接調(diào)制電流后， 激光器絕熱啁啾(Adiabatic Chirp)使其所輸出光信號(hào)的"l"碼與"O"碼的頻 率有所不同，通常情況下"l"碼的頻率較高，見圖1。
上述的光譜整形元件是專門針對(duì)直調(diào)激光器的Adiabatic Chirp而設(shè)計(jì) 的，該光譜整形元件對(duì)光譜能量具有一定吸收特性，其吸收曲線具有一定 的周期性并且具有合適的曲線包絡(luò)。通過調(diào)整分布反饋DFB激光器的管芯 溫度，能夠使'T，碼和"O"碼的光譜在OSR吸收曲線包絡(luò)中達(dá)到合適的位置； 如果"l"碼正好處于OSR的包絡(luò)曲線峰值附近，而"O"碼的光譜處于OSR的 包絡(luò)曲線之外，則"O"碼光譜能量被吸收而'T，碼光譜能量通過，OSR的吸 收曲線如圖2中的虛線所示，信號(hào)信息保留見圖3。需要說明的是，當(dāng)OSR吸收曲線的包絡(luò)峰值處在ITU定義的50GHz波長通道上時(shí)，則這種濾波器 完全適合于50GHz間隔波分系統(tǒng)的應(yīng)用，濾波器的結(jié)構(gòu)如圖4所示。另夕卜， 光調(diào)制信號(hào)"1"碼和"0"碼在OSR包絡(luò)曲線中的位置至關(guān)重要，需要將光譜 鎖定到吸收曲線的長波長下降沿的特定位置以得到最佳性能。
將CML的輸出光譜鎖定在OSR吸收曲線合適的位置，可以通過兩個(gè) 光電二極管(PD管)來檢測光功率的變化加以實(shí)現(xiàn)。其中第一光電二極管 (PD1)用來檢測DFB激光器輸出光的功率大小，第二光電二極管(PD2) 用來檢測從OSR反射回來的光的功率大小，第二光電二極管檢測到的光信 號(hào)中包含了 OSR吸收曲線相對(duì)于發(fā)射光譜位置的信息，這樣當(dāng)DFB激光器 輸出光功率不變的情況下，第二光電二極管檢測到的光功率變化則說明了 這種位置關(guān)系的改變，當(dāng)發(fā)射光i普達(dá)到合適位置時(shí)，第二光電二極管檢測 到的光功率大小與第一光電二極管檢測到的光功率大小的比值確定，只要 能夠保證這兩個(gè)光功率比值穩(wěn)定，即實(shí)現(xiàn)了光譜鎖定。如前所述，如果OSR 吸收曲線的包絡(luò)峰值處在ITU定義的50GHz波長通道上時(shí)，則波長鎖定同 時(shí)實(shí)現(xiàn)。CML激光器根據(jù)工作點(diǎn)不同可以產(chǎn)生以下的優(yōu)勢基于色散容限 的優(yōu)化無色散補(bǔ)償條件下可傳輸距離可達(dá)200km,這種傳輸性能是目前 的電吸收調(diào)制激光器(EML)無法比擬的。基于光信號(hào)信噪比(OSNR)的 優(yōu)化如果用歸零(RZ)調(diào)制，可以做到B-B的光信號(hào)信噪比(OSNR) 容限達(dá)到9dB。
由于CML激光器比現(xiàn)有的DML激光器、EML激光器有更好的色散容 忍度和OSNR性能，比一般的IOGEML激光器的傳輸距離更遠(yuǎn)，光譜寬度 更窄，其市場需求日趨增大。但是，由于該激光器內(nèi)部構(gòu)造的特殊，激光 器的偏置電流、調(diào)制電流、中心波長、OSR的相對(duì)鎖定位置等參數(shù)對(duì)激光 器的色散和OSNR性能都是相互耦合的，調(diào)試時(shí)，首先，需要搭建測試OSNR 或者色散的光路系統(tǒng)，測試B-B的OSNR性能，或者通道代價(jià)來評(píng)估整個(gè) 光路系統(tǒng)的色散代價(jià)。然后，還需要根據(jù)濾波器損失(Filter Loss)來確定中心波長和OSR的相對(duì)鎖定位置，濾波器損失是指在激光器不加調(diào)制時(shí)， 中心波長鎖定在OSR的中心點(diǎn)時(shí)的輸出功率與加調(diào)制信號(hào)時(shí)鎖定到最佳鎖 定點(diǎn)時(shí)的輸出功率差，在此階段需要利用光譜儀觀察光譜中的啁啾信息選 取一個(gè)最佳的工作點(diǎn)以達(dá)到最好的傳輸性能比，調(diào)試復(fù)雜且調(diào)試效率很低， 不適用大批量生產(chǎn)。
因此，現(xiàn)有技術(shù)還存在缺陷，有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種基于啁啾管理激光器的調(diào)試裝置和 方法，通過該方法和裝置能夠簡化調(diào)試程序提高調(diào)試效率。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下方案
一種基于啁啾管理激光器的調(diào)試裝置，其包括射頻電壓幅值控制單 元，用于設(shè)定交流耦合的射頻電壓；溫度控制單元，用于設(shè)定光譜整形元 件在光譜的具體位置；偏置電流控制單元，用于設(shè)定激光器偏置電流的大 ?。患す馄鞴苄緶囟瓤刂茊卧?，用于設(shè)定激光器的波長在光譜的具體位置。
所述的裝置，其中，還包括用于測試調(diào)制參數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)值的測試 單元。
所述的裝置，其中，所述測試單元包括用于生成和顯示眼圖的眼圖儀。
所述的裝置，其中，所述測試單元包括光信噪比或者色散測試單元， 用于優(yōu)化光信噪比或者色散。
所述的裝置，其中，還包括與啁啾管理激光器連接的信號(hào)發(fā)生單元， 用于產(chǎn)生向啁啾管理激光器輸出射頻調(diào)制信號(hào)。
所述的裝置，其中，信號(hào)發(fā)生單元包括SDH分析儀，用于在光域上 產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)；設(shè)置在該SDH分析儀和啁啾管理激光器之間的接收端，將 光域信號(hào)轉(zhuǎn)換成電域信號(hào)。
本發(fā)明還提供一種基于啁啾管理激光器的調(diào)試方法，包括以下步驟SI 、將光域上產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于激光器調(diào)制的電域信號(hào);.
52、 將接收的命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制激光器工作狀態(tài)的模擬控制信號(hào)， 并按照所述模擬控制信號(hào)設(shè)定激光器的偏置電流、管芯溫度、交流耦合的 射頻電壓；
53、 經(jīng)過比較，如果消光比不在要求范圍內(nèi)或者不符合眼圖的預(yù)設(shè)標(biāo) 準(zhǔn)，則調(diào)整光譜整形元件的溫度。
.所述的方法，其中，所述步驟S3還包括如果符合標(biāo)準(zhǔn)則測試光信噪 比性能或者色散代價(jià)，微調(diào)所述光語整形元件的溫度直至符合預(yù)設(shè)參數(shù)。
所述的方法，其中，所述步驟S3包括所述眼圖的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是眼圖儀 顯示的眼圖不存在雙線。
與現(xiàn)有技術(shù)通過濾波器損失反復(fù)進(jìn)行調(diào)試相比，本發(fā)明基于啁啾管理 激光器的調(diào)試方法的步驟較少，明顯簡化調(diào)試程序，從而提高了調(diào)試效率； 本發(fā)明基于啁啾管理激光器的調(diào)試裝置只采用了射頻電壓幅值控制單元、 溫度控制單元、偏置電流控制單元、激光器管芯溫度控制單元就可完成調(diào) 試，簡化調(diào)試程序并提高了調(diào)試效率。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)中激光器預(yù)啁啾的曲線圖2是現(xiàn)有技術(shù)中光譜整形的吸收曲線圖3是現(xiàn)有技術(shù)中光譜整形后信號(hào)信息保留曲線圖4是現(xiàn)有技術(shù)中濾波器的結(jié)構(gòu)；
圖5是本發(fā)明中基于啁啾管理激光器的調(diào)試裝置結(jié)構(gòu)框圖； 圖6是本發(fā)明中基于啁啾管理激光器的調(diào)試方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
該方法是一種在密集型光波復(fù)用 (Dense Wavelength DivisionMultiplexing, DWDM)系統(tǒng)中，快速準(zhǔn)確的確定基于CML激光器的發(fā)射
機(jī)的最優(yōu)光信號(hào)信噪比(OSNR)或者色散的調(diào)試方法。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
見圖5,本發(fā)明的基于啁啾管理激光器的調(diào)試裝置包括分別與CML
激光器連接的激光器參數(shù)控制單元100、信號(hào)發(fā)聲單元200和測試單元300。 激光器參數(shù)控制單元100用于控制命令與激光器的轉(zhuǎn)接單元，將下發(fā)
的命令轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的模擬控制信號(hào)來控制激光器的工作狀態(tài)。激光器參數(shù)
控制單元100包括射頻電壓幅值控制單元110、溫度控制單元120、偏置 電流控制單元130、激光器管芯溫度控制單元140。
射頻電壓幅值控制單元110用于設(shè)定交流耦合的射頻電壓，即交流耦 合到激光器高速調(diào)制電壓；溫度控制單元120用于設(shè)定光請(qǐng)整形元件在光 譜的具體位置；偏置電流控制單元130用于設(shè)定激光器偏置電流的大??； 激光器管芯溫度控制單元140用于設(shè)定激光器的波長在光譜的具體位置。
信號(hào)發(fā)生單元200用于產(chǎn)生供激光器調(diào)制的射頻調(diào)制信號(hào)。信號(hào)發(fā)生 單元200包括SDH ( Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字體系)分析 儀210和接收端220。 SDH分析儀210用于在光域上產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)；接收 端220將光域信號(hào)轉(zhuǎn)換成電域信號(hào)。
測試單元300用于測試調(diào)制參數(shù)是否滿足要求。測試單元300包括 眼圖儀310、光信噪比或者色散測試單元320。眼圖儀310用于測試消光比 和眼圖是否滿足模板要求，光信噪比或者色散測試單元320是可選單元， 用于進(jìn)一步優(yōu)化光信噪比或者色散時(shí)使用。
該模塊調(diào)試方法的流程
首先，利用偏置電流控制單元130將激光器偏置電流設(shè)定為80mA;利 用激光器管芯溫度控制單元140將激光器的波長設(shè)定在ITU-T的柵格上， 即光譜的具體位置；設(shè)定交流耦合的射頻電壓設(shè)定為2.2V,對(duì)應(yīng)啁啾 10GHz;調(diào)整光譜整形元件的溫度使得消光比(ER)在12-13dB;
8然后，套用眼圖模板，如果沒有RZ的眼圖模板，可用眼圖儀觀察RZ
眼圖是否存在雙線；測試光信噪比性能，微調(diào)光譜整形元件的溫度以達(dá)到
最優(yōu)，此步在生產(chǎn)調(diào)試時(shí)是可以省略的。
該發(fā)明可以針對(duì)大批量生產(chǎn)所用，例如應(yīng)用于超長距離和長跨距的波
分光傳輸系統(tǒng)中對(duì)光信噪比(OSNR)性能的要求，經(jīng)試驗(yàn)取得預(yù)期的效果； 與現(xiàn)有技術(shù)通過濾波器損失反復(fù)進(jìn)行調(diào)試相比，本發(fā)明基于啁啾管理激光 器的調(diào)試方法的步驟較少，明顯簡化調(diào)試程序，從而提高了調(diào)試效率；本 發(fā)明基于啁啾管理激光器的調(diào)試裝置只采用了射頻電壓幅值控制單元、溫 度控制單元、偏置電流控制單元、激光器管芯溫度控制單元就可完成調(diào)試， 簡化調(diào)試程序并提高了調(diào)試效率；另外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，在實(shí)際應(yīng)用 中實(shí)施簡單，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，是一種非常經(jīng)濟(jì)的調(diào)試裝置。
本發(fā)明還提供一種基于啁啾管理激光器的調(diào)試方法，
首先，將光域上產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于激光器調(diào)制的電域信號(hào)；
接著，將接收的命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制激光器工作狀態(tài)的模擬控制信號(hào)， 并按照所述模擬控制信號(hào)進(jìn)行以下步驟(見圖6):
10、設(shè)定激光器的偏置電流；
20、設(shè)定激光器管芯溫度；
30、設(shè)定交流(AC)耦合的射頻(RF)電壓；
40、調(diào)整光譜整形元件(OSR)的溫度，使得消光比在要求范圍內(nèi)； 即消光比(ER)大于指標(biāo)值。
50、觀察眼圖，如果不符合標(biāo)準(zhǔn)則調(diào)整調(diào)光譜整形元件的溫度直至符 合標(biāo)準(zhǔn)；如果符合標(biāo)準(zhǔn)，則執(zhí)行步驟60;執(zhí)行本步驟時(shí)，如果沒有眼圖模 板可套用，則采用眼圖儀觀察所述眼圖是否存在雙線，存在雙線則表明不 符合標(biāo)準(zhǔn)，需要微調(diào)光譜整形元件的溫度直至所述雙線消失直至所述雙線 消失。
60、測試光信噪比性能或者色散代價(jià)，微調(diào)所述光鐠整形元件的溫度
9直至符合預(yù)設(shè)參lt;例如，OSNR最優(yōu)是指無FEC時(shí)B-B能夠達(dá)到16.5dB, 色散最優(yōu)是指無FEC時(shí)傳輸200KM后無色散補(bǔ)償色散代價(jià)小與2dB。 70、保存以上的激光器參數(shù)。
應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所提供的具體實(shí)施方式
只是對(duì)本發(fā)明的說明，而 不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù) 上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)為本發(fā)明所揭示的 原理和特征，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種基于啁啾管理激光器的調(diào)試裝置，其特征在于，包括射頻電壓幅值控制單元，用于設(shè)定交流耦合的射頻電壓；溫度控制單元，用于設(shè)定光譜整形元件在光譜的具體位置；偏置電流控制單元，用于設(shè)定激光器偏置電流的大?。患す馄鞴苄緶囟瓤刂茊卧?，用于設(shè)定激光器的波長在光譜的具體位置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括用于測試調(diào)制參 數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)值的測試單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述測試單元包括用于 生成和顯示眼圖的眼圖儀。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述測試單元包括光 信噪比或者色散測試單元，用于優(yōu)化光信噪比或者色散。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括與啁啾管理激光 器連接的信號(hào)發(fā)生單元，用于產(chǎn)生向啁啾管理激光器輸出射頻調(diào)制信號(hào)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，信號(hào)發(fā)生單元包括SDH 分析儀，用于在光域上產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)；設(shè)置在該SDH分析儀和啁啾管理激 光器之間的接收端，將光域信號(hào)轉(zhuǎn)換成電域信號(hào)。
7、 一種基于啁啾管理激光器的調(diào)試方法，包括以下步驟S1 、將光域上產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于激光器調(diào)制的電域信號(hào)； S2、將接收的命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制激光器工作狀態(tài)的模擬控制信號(hào)，并按照所述模擬控制信號(hào)設(shè)定激光器的偏置電流、管芯溫度、交流耦合的射頻電壓；S3、經(jīng)過比較，如果消光比不在要求范圍內(nèi)或者不符合眼圖的預(yù)設(shè)標(biāo) 準(zhǔn)，則調(diào)整光譜整形元件的溫度。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟S3還包括 如果符合標(biāo)準(zhǔn)則測試光信噪比性能或者色散代價(jià)，微調(diào)所述光譜整形元件 的溫度直至符合預(yù)設(shè)參數(shù)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述步驟S3包括 所述眼圖的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是眼圖儀顯示的眼圖不存在雙線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于啁啾管理激光器的調(diào)試裝置和方法，其方法包括以下步驟將光域上產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于激光器調(diào)制的電域信號(hào)；將接收的命令信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制激光器工作狀態(tài)的模擬控制信號(hào)，并按照所述模擬控制信號(hào)設(shè)定激光器的偏置電流、管芯溫度、交流耦合的射頻電壓；經(jīng)過比較，如果消光比不在要求范圍內(nèi)或者不符合眼圖的預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，則調(diào)整光譜整形元件的溫度。與現(xiàn)有技術(shù)通過濾波器損失反復(fù)進(jìn)行調(diào)試相比，本發(fā)明方法的步驟較少，明顯簡化調(diào)試程序，從而提高了調(diào)試效率；其裝置只采用了射頻電壓幅值控制單元、溫度控制單元、偏置電流控制單元、激光器管芯溫度控制單元就可完成調(diào)試，簡化調(diào)試程序并提高了調(diào)試效率。
文檔編號(hào)H01S3/13GK101465515SQ20081024195
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者平 崔 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司