CN100364191C - 光模块及其波长监视控制方法 - Google Patents

光模块及其波长监视控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光模块及其波长监视控制方法，目的在于使波长监视控制机构进行波长监视及波长监视控制时不需要复杂的光学系统，并且能实现小型化及以低功耗工作。在计测部分(1)中，利用计测部分(1)内的热敏电阻(5)计测温度，利用LD驱动电流检测电路(6)计测偏置电流。LD的温度、光输出和偏置电流由计测部分(1)计测。事先把LD的温度与波长的关系或者把温度及偏置电流与波长的关系存储在存储部分(2)的存储映射表中。利用中央控制部分(3)，根据计测部分(1)的温度及偏置电流或者温度的信息、和存储部分(2)的LD的温度及偏置电流与波长的关系或者温度与波长的关系，计算出波长。

Description

光模块及其波长监视控制方法
技术领域
本发明涉及一种光模块及其波长监视方法、波长监视控制方法。更详细地说，涉及光发送模块和光收发模块中的用于进行波长监视的波长监视方法，以及光发送模块和光收发模块中的波长控制和波长监视控制方法。
背景技术
近年来，伴随因特网的通信量的增大，要求增大传输线路的传输容量。为响应此需求，以单芯纤维组合传输不同波长的波长分割多路传输(WDM)技术以光纤网络为中心被导入。在此，在此采用WDM技术时，因为不同的波长分别传输各自的信息，所以需要具备波长选择性良好的光合分波器。
还有，因为不同波长的信号间的串扰失真成为信号劣化的主要原因，所以，被用作信号源的激光二极管(LD)的波长需要被稳定于光合分波器的通带内。特别地，在高密度的DenseWDM(DWDM)技术中，因为光合分波器的通带狭窄，所以需要进行波长监视控制。
因为此波长监视控制的精度依赖于波长间隔，所以，随着使波长间隔变窄，要求波长精度更高。例如，在用于光纤网络的DWDM技术中，波长间隔主要是200GHz～50GHz(1.6nm～0.4nm)的间隔。未来，波长间隔将变得更窄。
LD的振荡波长受温度影响显著。通常，波长监视控制机构被设置在光发送模块或光收发模块的内部。此波长监视控制机构将波长监视控制用监控器输出信号反馈到温度控制器，进行控制以使振荡波长维持恒定。
图12是例如電子情報通信総合学会C-4-44、2002年公示的高木等人的“25GHz間隔波長モニタ内藏DFBレ一ザモジュ一ル(25GHz间隔波长监控器内置DFB激光模块)”中的现有的波长监视控制机构的概略图，给出了采用校准器(etalon)(或者法布里·珀罗光谐振器)的波长监视控制用光学系统的一个例子。图中符号12表示光纤，13表示前透镜，14表示DFB-LD(distributed feedback laser diode：分布反馈激光二极管)，15表示后透镜，16表示棱镜，17表示温度控制器，18表示校准器，19a和19b表示光检测器。波长监视控制用光学系统中采用了校准器的波长监视控制方法在日本特開2001-196689号公报、日本特開2003-283044号公报、美国专利第6353623号公报中也有公示。
将DFB-LD14设置于中央，光信号的传输光学系统表示在箭头A一侧。从前端面发射的激光被前透镜13准直(collimate)，耦合于光纤12。另一方面，DFB-LD14的波长监视控制的光学系统表示在与箭头A相反的一侧。从后端面发射的LD光用于监视控制。LD光被后透镜15准直，被棱镜16分支为2路。一个方向直接耦合于光检测器19a，另一方向射入校准器18。直接射入光检测器19a的光的输出信号用于自动光输出控制。
波长监视控制采用射入2个光检测器19a和19b的输出信号。将通过了校准器18的光进行准直后射入光检测器19b。校准器18的谐振器长度被精密调整以对应于所监视的波长。由此，若波长变动则所透过的光量变动，与直接射入光检测器19a的输出信号之差作为光检测器19b的输出变动被检测出来。将此输出反馈给LD光的温度控制器17，控制LD光的波长。如此，用硬件直接抽取波长进行控制。
另一方面，开发出在波长监视控制用光学系统中不采用校准器的波长监视控制方法。例如，日本特開平1-235390号公报中公示了预先存储环境温度与波长的变化值(波长的偏差量)的关系，并据此关系控制温度的波长监视控制方法。在另一例子中，日本特開2000-323785号公报中公示了预先存储与激光驱动电流相对应的激光温度的实测数据，通过基于此数据预测实际的温度上升量来控制激光驱动电流的波长监视控制方法。
如上所述，为了抑制成为信号劣化的主要原因的串扰失真，在光合分波器的通带内不可或缺地需要用于使光源的振荡波长稳定的波长监视控制。可是，在波长监视控制系统中采用了校准器等的滤光器的情况下，光学系统昂贵且组装工序数增加，难以降低价格。还有，因为校准器也具有温度依赖性(如，Y.C.Chung et.al“Synchronized etalon filters forstandardizing WDM transmitter laser wavelength”IEEEphoton.Technol.Lett.，vol，pp.186-189，Feb.1993)，所以必需例如珀尔帖元件(peltier device)。其结果是，波长监视控制系统的小型化也发生困难。并且，温度调整功能也要常时地工作以成为作为基准的温度，所以，存在用于温度调整的功耗增大的问题。
另外，在现有的波长监视控制用光学系统中不采用校准器的波长监视控制方法中，例如在日本特開平1-235390号公报及日本特開2000-323785号公报的情况下，不直接算出波长，而利用预先存储的环境温度与波长的变化值(偏差量)的关系来控制温度。因此，在波长的变化值(偏差量)由温度以外的原因引起时，不能进行充分的监视控制。
发明内容
本发明是鉴于这些问题而进行的，其目的在于提供一种光模块及其波长监视控制方法，使得在波长监视控制机构中不需要复杂的光学系统，可以实现小型化，并且以低功耗进行波长监视控制。此外，本发明的目的还在于提供一种可将从LD射出的光的波长控制在所希望的值的光模块及其波长监视控制方法。
本发明是为了达到这样的目的而进行的，在本发明的第一技术方案中，一种光模块，是光发送模块或光收发模块，在其内部设置有：激光二极管；计测部分，计测上述激光二极管的温度及偏置电流或者只计测温度；存储部分，存储有上述温度及偏置电流与波长的关系或者存储有仅上述温度与波长的关系；中央控制部分，控制上述计测部分和上述存储部分，其中，根据存储在上述存储部分内的上述关系，算出波长，来监视上述激光二极管的波长。
还有，在本发明的第2技术方案中，一种波长监视方法，是光发送模块或光收发模块中的波长监视方法，其中，光发送模块或光收发模块在其内部设置有：激光二极管；计测部分，计测上述激光二极管的温度及偏置电流或者只计测温度；存储部分，存储上述温度及偏置电流与波长的关系或者存储仅上述温度与波长的关系、以及有关波长的阈值；以及中央控制部分，控制上述计测部分和上述存储部分，其中，具有波长信息计算步骤，根据由上述计测部分测得的温度及偏置电流或者测得的温度、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度与波长的关系或者激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系算出波长信息；以及比较上述波长信息与上述波长相关的阈值的步骤。
还有，在本发明的第3技术方案中，一种波长监视控制方法，是光发送模块或光收发模块中的波长监视控制方法，其中，光发送模块或光收发模块在其内部设置有：激光二极管；计测部分，计测上述激光二极管的温度及偏置电流或者只计测温度；存储部分，存储上述温度及偏置电流与波长的关系或者存储仅上述温度与波长的关系；中央控制部分，控制上述计测部分和上述存储部分；以及温度调整部分，由温度控制元件构成，该波长监视控制方法包含：波长信息计算步骤，该波长信息计算步骤根据由上述计测部分测得的温度及偏置电流或者所测得的温度、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度与波长的关系或者激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，算出波长信息；以及温度控制步骤，该温度控制步骤使用所算出的波长信息，对上述温度调整部分施加反馈，调整内部温度。
这样，由预先存储在存储部分的LD的温度及偏置电流与波长的关系或者LD的温度与波长的关系算出波长，进行波长监视及波长监视控制就不需要以往的采用了校准器的复杂的光学系统，所以，构成简单，可以期待小型化和低价格。利用这样的波长监视功能就不需要波长监视控制，例如，在CoarseWDM(波长间隔1000GHz～50nm、ITU-TG.694.2)中，可提高系统的对非常事态的事前应对措施等的运用管理的可靠性，其效果明显。
还有，在波长监视控制中，温度调整功能与外部温度联动，超过波长的阈值的最小值或最大值时可以启动必需的最小限度的温度调整功能。由此，可以比常时工作的情况降低功耗。并且，如果利用波长控制功能，则可应用高密度的WDM技术，可以使光系统中的每1芯的波长数增大。还有，通过将波长本身而不是来自规定波长的变动值存储于存储器内，在温度调整部分的可变范围内，可以将振荡波长设定为任意值。
如以上说明过的那样，按照本发明，通过计测光发送模块或光收发模块内的温度和偏置电流或者计测温度的计测部分、存储有LD的温度及偏置电流与波长的关系或者温度与波长的关系的存储部分、以及控制这些部分的中央控制部分，可以监视波长，并且，在光发送模块或光收发模块内附加由温度控制元件构成的温度调整部分，可以进行波长的控制。采取这些技术，可以实现小型化和量产化，可以期待在光发送模块或光收发模块中廉价地附加波长的监视及控制功能。
还有，温度调整功能与外部温度联动，超过波长的阈值的最小值或最大值时，启动必需的最小限度的温度调整功能，由此，与常时工作的情况相比能减小功耗。
应用本发明的光发送模块或光收发模块的波长监视方法时，通过波长的监视功能，提高了运用方面的可靠性。还有，应用本发明的光发送模块或光收发模块的波长监视控制方法时，通过波长的控制功能，能导入波长间隔狭窄的高密度WDM技术，所以，能增加光系统中的每1芯的波长数。
附图说明
图1是本发明的波长监视用光模块的构成图。
图2A是给出了LD的温度及偏置电流与波长的关系的图。
图2B是给出了LD的温度与波长的关系的图。
图3是将本发明的光模块的波长监视方法的步骤表示成流程的图。
图4是本发明的波长监视控制用模块的构成图。
图5是给出了SFP内置的存储映射表的图。
图6是将说明本发明的波长监视用光模块波长监视步骤的步骤表示成流程的图。
图7是说明本发明的波长计算步骤的图。
图8是将说明本发明的波长监视控制用光模块的波长监视控制方法的步骤表示成流程的图。
图9是给出了进一步简化本发明的波长监视控制用光模块的波长监视控制步骤的流程的图。
图10是将说明本发明的波长监视控制用光模块的波长监视控制步骤的步骤表示成流程的图。
图11是将说明本发明的波长监视控制用光模块的波长监视控制步骤的步骤表示成流程的图。
图12是现有的波长监视控制机构的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施例。
现说明第1实施例的光模块。图1给出了第1实施例的波长监视用光模块的构成。图中，符号1表示计测部分，2表示存储部分，3表示中央控制部分，4表示激光二极管(laser diode：LD)，5表示热敏电阻，6表示LD驱动电流检测电路，7表示LD驱动电流控制电路，8表示光电二极管(photo diode：PD)。
计测部分1以计测部分1内的热敏电阻(thermistor)5计测温度，还有，利用LD驱动电流检测电路6计测偏置电流，并且，以PD8计测光输出。还有，LD驱动电流控制电路7是控制LD4的偏置电流的电路，基于从计测部分1算出的偏置电流信息，通过中央控制部分进行反馈。
并且，利用中央控制部分3，根据如图2A、图2B所示存储在存储部分2内的LD4的温度及偏置电流与波长的关系(图2A)或者LD4的温度与波长的关系(图2B)，算出波长。
一般，可以根据LD4的温度及偏置电流，对振荡波长进行线性近似。例如，可以根据温度和偏置电流的测定值，利用图2A给出的数据表格以线形插值法算出波长。
λ＝λc+aT+b(i-ic)      ···(1)
λc：0℃且阈值电流ic下的波长
a，b：系数
T：温度
i：偏置电流
例如，偏置电流为80mA、温度为27℃时，波长为1546.30nm。并且，在此，使用了a＝90pm/℃，b＝3pm/mA。还有，因为b小，为了简便，也可以如下那样只以温度与波长的关系计算出波长(图2B)。
λ＝λc+aT    ···(2)
也可以按以下详细说明的其他方法算出波长。
图4是本发明的波长监视控制用模块的构成图，图中，符号9表示温度调整部分，10表示珀尔帖元件，11表示珀尔帖元件电流控制电路。并且，对与图1具有相同功能的构成要素标上同一符号。
波长监视控制由温度调整部分9中的珀尔帖元件10和珀尔帖元件电流控制电路11进行。还有，也可以利用PD8和LD驱动电流控制电路7，进行光输出控制。即，图4给出的波长监视控制用光模块在图1给出的波长监视用光模块中设置由温度控制元件构成的温度调整部分9，具有将存储部分2算出的波长信息反馈给温度调整部分9的功能。
下面，对第2实施例的光发送模块或光收发模块中的波长监视方法进行说明。通过在存储部分2内设定与波长相关的阈值，比较在中央控制部分3算出的波长与阈值，就可以针对波长偏差发出警告或警报。
作为具体例，装置的光部分用作为可以拔出插入的小型光发送模块以小型可插拔因子(Small Form Factor Pluggable)(SFP)进行说明。SFP在SFF委员会中按SFP-8472修订版9.3确定波长监视方法。在图5中给出了SFP所具有的存储映射表。
在此，在存储部分2的警告和警报阈值(Alarm andWarning Thresholds)  地址0～55的56字节的区域设置警告和警报的阈值。在存储部分2的实时诊断接口(Real TimeDiagnostic Inteerface)地址95～119的24字节区域存储温度、发送光输出、LD的偏置电流、接收光输入、供给电压，可以存储二个追加项目。由此，能进行常时监视。
在此，LD的温度、偏置电流和光输出由计测部分1计测。并且，在这一部分分割并给出了在超过警告或警报的阈值时将警告或警报信息传给外部接口的位。
可是，在此SFP中，不包含波长信息，所以，在上述的追加项目处，可以通过新添加波长信息进行波长监视。采用这一波长信息计算方法，根据LD(这里指DFB-LD)的计测值，预先在存储部分2的用户可写EEPROM地址127～247的120字节或增设的存储区域存储如图2A或2B所示的LD的温度与波长的关系或者温度及偏置电流与波长的关系。并且，LD的温度与波长的关系或者温度及偏置电流与波长的关系可以采用一个代表值或设计值，虽然波长精度稍差，但不用分别计测。
并且，利用中央控制部分3，根据在计测部分1中所测得的温度及偏置电流的信息或者温度的信息、和存储在存储部分2内的LD的温度及偏置电流与波长的关系或者温度与波长的关系，计算出波长。
还有，通过在存储部分2的警告和警报阈值中设定与波长相关的阈值，可以由中央控制部分3针对波长偏差发出警告或警报。
图3是将本发明的光模块的波长监视方法的步骤表示成流程的图。
首先，由计测部分1计测温度、偏置电流及光输出(S1)。然后，在存储部分2的实时诊断接口内映射计测部分的信息(S2)，将温度信息或温度及偏置电流与用户可写EEPROM或增设的存储部分内的矩阵进行对照算出波长(S3)。
然后，比较传送来的波长信息与存储部分2的警告和警报阈值内的波长警报的最小阈值(S4)。在波长警报的最小阈值以下时，将存储部分2的实时诊断接口内的波长低警报位设为1，将警报信号输出给外部接口等(S6)。
如果是波长警报的最小阈值以上，则与存储部分2的警告和警报阈值内的波长警报的最大阈值比较(S5)。在波长警报的最大阈值以上时，将存储部分2的实时诊断接口内的波长高警报位设为1，将警报信号输出给外部接口等(S7)。在波长警报的最大阈值以下的情况下，使之成为不输出存储部分2的实时诊断接口的波长警报信号的状态(警报位为0)，再次由计测部分1测定温度、偏置电流及光输出。
在图6中将本发明的光发送模块或光收发模块中的波长监视方法的其他实施例表示成了流程图。与图3中给出的波长监视方法比较，波长计算方法(S3)不同。图6中的其他步骤(S1，S2，S4～S7)与图3相同。
根据图3给出的实施例的波长计算方法，将测得的温度信息或温度及偏置电流与用户可写EEPROM或增设的存储部分内的矩阵进行对照，求出式(1)或式(2)的系数后，由此计算出波长(S3)。根据图6的波长计算方法，从如图2A的用户可写EEPROM的矩阵中，选择比测得的温度小的值和大的值的两个温度、及比测得的偏置电流信息小的值和大的值得两个偏置电流，抽取4点与此相对应的波长，可以算出波长(例如，选取与温度及偏置电流的计测值非常近的4点就可以)。详细地说，根据LD4的温度及偏置电流、和存储在存储部分2的激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，通过选择4个波长，可以算出波长。
参照图7，进行更详细的说明。首先，选择比上述测得的温度Tmes小的值的温度T1、比上述测得的温度Tmes大的值的温度T2，以及比上述测得的偏置电流Imes小的值的偏置电流I1和比上述测得的偏置电流Imes大的值的偏置电流I2。抽取对应的4个波长(λ11＝λ(I1，T1)、λ21＝λ(I2，T1)、λ12＝λ(I1，T2)、以及λ22＝λ(I2，T2))。并且，利用λ11、λ21，对温度T1下的波长的偏置电流依赖性进行线形插值，算出Imes下的波长λmes1＝λ(Imes，T1)。同样地，利用λ12、λ22，对温度T2下的波长的偏置电流依赖性进行线形插值，算出Imes下的波长λmes2＝λ(Imes，T2)。最后，利用算出的λmes1和λmes2，对偏置电流Imes下的波长的温度依赖性进行线形插值，由此可以算出Imes、Tmes下的波长λmes＝λ(Imes，Tmes)。
还有，在上述方法中对波长的偏置电流依赖性进行线形插值，但为了改善波长的计算精度，也可以使用以2次函数等近似偏置电流依赖性的其他的波长计算方法。详细地说，首先从存储部分2抽取6个波长。用与上述方法同样地抽取4个波长(λ11＝λ(I1，T1)、λ21＝λ(I2，T1)、λ12＝λ(I1，T2)、以及λ22＝λ(I2，T2))。通过选择与偏置电流I1及I2不同的偏置电流I3，抽取其余2个波长(λ31＝λ(I3，T1)、λ32＝λ(I3，T2))。然后，利用λ11、λ21、λ31，以2次函数近似温度T1下的波长的偏置电流依赖性。温度T2下的波长的偏置电流依赖性则利用λ12、λ22、λ32，以2次函数近似。由此，可以算出Imes、Tmes下的波长λmes＝λ(Imes，Tmes)。
并且，可以使用其他的波长计算方法。例如，可以利用存储在存储部分2的给出了激光二极管的温度与波长的关系或者给出了激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系的矩阵，算出波长。在本实施例中，通过使温度计测值和偏置电流计测值对应于矩阵中的温度的存储值或者对应于温度及偏置电流的存储值，抽取波长。
下面，说明第3实施例的光发送模块或光收发模块中的波长监视控制方法。
图8将用于说明第3实施例的光发送模块或光收发模块中的波长监视控制方法的步骤表示成流程。具体地说，SFP的情况下需要追加温度调整部分。
首先，由计测部分1计测温度、偏置电流及光输出(S11)。然后，在存储部分2的实时诊断接口内进行映射(S12)，光输出与存储部分2的警告和警报阈值内的光输出警报的最小阈值比较(S13)。在光输出警报的最小阈值以下时，将存储部分2的实时诊断接口内的输出功率低警报位设为1(S15)。将此信息传输给LD驱动电流控制电路7，提高偏置电流(S17)。此过程结束后，再次由计测部分1测定温度、偏置电流和光输出。
在光输出警报的最小阈值以上时，接着与存储部分2的警告和警报阈值内的光输出警报的最大阈值比较(S14)。在光输出警报的最大阈值以上时，将存储部分2的实时诊断接口内的输出功率低警报位设为1(S16)。将此信息传输给LD驱动电流控制电路7，降低偏置电流(S18)。此过程结束后，再次由计测部分1测定温度、偏置电流和光输出。
这些光输出的控制由中央控制部分3进行。还有，LD驱动电流控制电路7的振幅根据必要的精度设定。并且，在光输出警报的最大值以下时，使之成为不输出存储部分2的实时诊断接口内的光输出警报信号的状态(警报位为0)，将温度信息或者对照温度及偏置电流信息与用户可写EEPROM或增设的存储部分内的矩阵对照算出波长(S19)。
然后，比较存储部分2的警告和警报阈值内的波长警报的最小阈值和传送来的波长信息(S20)。在波长警报的最小阈值以下时，将存储部分2的实时诊断接口内的波长低警报位设为1(S22)。将此信息传输给温度调整部分9，由温度调整部分9提高内部温度(S24)。此过程结束后，再次由计测部分1测定温度、偏置电流和光输出。
在波长警报的最小阈值以上时，接着与存储部分2的警告和警报阈值内的波长警报的最大阈值比较。在波长警报的最大阈值以上时，将存储部分2的实时诊断接口内的波长高警报位设为1(S23)。存储部分2的实时诊断接口内的波长高警报位为1时，由温度调整部分9降低内部温度(S25)。此过程结束后，再次由计测部分1测定温度、偏置电流和光输出。
在波长警报的最大阈值以下时，使之成为不输出存储部分2的实时诊断接口的波长警报信号的状态(警报位为0)，再次由计测部分1测定温度、偏置电流和光输出。
这些波长控制包含改变偏置电流值或由温度调整部分9改变温度后在各个值达到稳定前的时间常数管理，由中央控制部分3进行。温度调整部分9的振幅根据必要的精度设定。
图9是给出了进一步简化本发明第3实施例的光发送模块或光收发模块中的波长监视控制方法的步骤的流程的图。可以从图8给出的波长监视控制方法的步骤中省略光输出的阈值内外的判定(S13～S18)。
图10将本发明第3实施例的光发送模块或光收发模块中的波长监视控制方法的其他步骤表示成流程。对图10给出的步骤与图8的步骤进行比较并说明。
按照图8的步骤，在波长控制(S20～S25)中，判定所算出的波长是在阈值范围内还是在阈值范围外，仅将处于范围外时的报警位设为1，向温度调整部分反馈表示提高或降低温度的控制信息。在图10给出的波长监视控制方法的步骤中，通过算出提供规定波长的温度值，反馈到温度调整部分，能够高稳定性地控制波长。
详细地说，将测得的温度信息或者温度及偏置电流信息与用户可写EEPROM或增设的存储部分内的矩阵进行对照，求出式(1)或式(2)的系数后，由此计算波长。然后，在所测得的偏置电流下，由式(1)或式(2)算出提供规定波长的温度值，由温度调整部分反馈，以成为所算出的温度值(S26)。由此，能将波长固定在规定值。
图11将本发明第3实施例的光发送模块或光收发模块中的波长监视控制方法的其他步骤表示成流程。本步骤与图8的步骤相比，波长监视控制步骤不同。
在图8的步骤中，波长控制(S20～S25)判定所算出的波长是在阈值范围内还是在阈值范围外，仅将处于范围外时的报警位设为1，由温度调整部分反馈是提高还是降低温度。在图11给出的波长监视控制步骤，通过将提供规定波长的控制信息反馈到温度调整部分，能够高稳定性地控制波长。如前所述，从如图2A的用户可写EEPROM的矩阵中，选择比测得的温度小的值和大的值的2个温度、以及比测得的偏置电流信息小的值和大的值的2个偏置电流，抽取与此对应的4个波长，进行波长计算(S8)。然后，在所测得的偏置电流下，由偏置电流Imes下的波长依赖性算出提供规定波长的温度值，由温度调整部分反馈以成为所算出的温度值(S27)。由此，能够将波长固定在规定值。
这里，对波长的偏置电流依赖性进行线形插值，但如前所述，可以用2次函数等进行近似，以改善波长的计算精度。并且，使矩阵的要素数(数据点数)充分大，使测得的温度及偏置电流下的波长总是与矩阵内的数据点的1个一致，由此，也可以省略进行线形插值的计算步骤。
还有，这里，以警报信号为启动信号进行光输出和波长的调整，但也可以在另外提供的警告下进行调整的启动。
另外，在本发明第3实施例的光发送模块或光收发模块中的波长监视控制方法的实施例中所说明的反馈方法并不受警报位有无的限定。还有，本发明的光模块的波长监视控制方法不限定于SFP，可以应用于所有具有以下部分的光模块：计测光发送模块或光收发模块内的温度和偏置电流或者计测温度的计测部分、记录有LD的温度及偏置电流与波长的关系或者LD的温度与波长的关系的存储部分、控制这些的中央控制部分、以及由温度控制元件构成的温度调整部分。
采用本波长监视控制方法，由于不是将来自规定波长的变动值而是将波长本身存储在存储器中，因此可以在温度调整部分的温度可变范围中，将从LD发射的波长设定为任意值，也可以作为波长可变光源使用。

Claims (19)

1.一种光模块，是光发送模块或光收发模块，在其内部设置有：
激光二极管；
计测部分，计测上述激光二极管的温度及偏置电流或者只计测温度；
存储部分，存储有上述温度及偏置电流与波长的关系或者存储有仅上述温度与波长的关系；
中央控制部分，控制上述计测部分和上述存储部分，该光模块的特征在于：
根据存储在上述存储部分内的上述关系，算出波长，来监视上述激光二极管的波长。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：
设置控制上述激光二极管的驱动电流的激光二极管驱动电流控制电路，具有向上述激光二极管驱动电流控制电路反馈由上述计测部分算出的偏置电流信息的功能。
3.根据权利要求1或2所述的光模块，其特征在于：
设置由温度控制元件构成的温度调整部分，具有向上述温度调整部分反馈由上述存储部分算出的波长信息的功能。
4.一种波长监视方法，是光发送模块或光收发模块中的波长监视方法，其中，光发送模块或光收发模块在其内部设置有：
激光二极管；
计测部分，计测上述激光二极管的温度及偏置电流或者只计测温度；
存储部分，存储上述温度及偏置电流与波长的关系或者存储仅上述温度与波长的关系、以及有关波长的阈值；以及
中央控制部分，控制上述计测部分和上述存储部分，该波长监视方法的特征在于：
具有波长信息计算步骤，根据由上述计测部分测得的温度及偏置电流或者测得的温度、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度与波长的关系或者激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系算出波长信息；以及
比较上述波长信息与上述波长相关的阈值的步骤。
5.根据权利要求4所述的波长监视方法，其特征在于：
上述波长信息计算步骤利用由上述计测部分测得的温度及偏置电流或者所测得的温度、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度与波长的关系或者激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，求出式(1)中的λc、ic、a、b或者求出式(2)中的λc、a，算出波长信息，
λ＝λc+aT+b(i-ic)    ···  式(1)
λ＝λc+aT    ···  式(2)
其中，λc为0℃且阈值电流ic下的波长，a和b为系数，T为温度，i为偏置电流。
6.根据权利要求4所述的波长监视方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，利用由上述计测部分测得的温度及偏置电流、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，选择比上述测得温度Tmes小的值的温度T1、比上述测得温度Tmes大的值的温度T2、比上述测得的偏置电流Imes小的值的偏置电流I1、以及比上述测得的偏置电流Imes大的值的偏置电流I2，抽取对应的4个波长，即λ11＝λ(I1，T1)、λ21＝λ(I2，T1)、λ12＝λ(I1，T2)以及λ22＝λ(I2，T2)，通过利用上述λ11和λ21，对温度T1下的波长的偏置电流依赖性进行线形插值，算出上述测得的偏置电流Imes下的波长λmes1＝λ(Imes，T1)，通过利用上述λ12和λ22，对温度T2下的波长的偏置电流依赖性进行线形插值，算出上述测得的偏置电流Imes下的波长λmes2＝λ(Imes，T2)，通过利用所算出的波长λmes1和λmes2，对上述测得的偏置电流Imes下的波长的温度依赖性进行线形插值，算出上述测得的偏置电流Imes及温度Tmes下的波长λmes＝λ(Imes，Tmes)。
7.根据权利要求4所述的波长监视方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，利用由上述计测部分测得的温度及偏置电流、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，选择比上述测得的温度Tmes小的值的温度T1、比上述测得的温度Tmes大的值的温度T2、比上述测得的偏置电流Imes小的值的偏置电流I1、比上述测得的偏置电流Imes大的值的偏置电流I2、以及与上述偏置电流I1及I2不同的偏置电流I3，抽取对应的6个波长，即λ11＝λ(I1，T1)、λ21＝λ(I2，T1)、λ12＝λ(I1，T2)、λ22＝λ(I2，T2)、λ31＝λ(I3，T1)以及λ32＝λ(I3，T2)，通过利用λ11、λ21、λ31，以2次函数近似上述温度T1下的波长的偏置电流依赖性，并且通过利用λ12、λ22、λ32，以2次函数近似上述温度T2下的波长的偏置电流依赖性，算出上述测得的偏置电流Imes及温度Tmes下的波长λmes＝λ(Imes，Tmes)。
8.根据权利要求4所述的波长监视方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，通过利用存储在上述存储部分的给出了激光二极管的温度与波长的关系或者给出了激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系的矩阵，使上述测得的温度及偏置电流对应于存储在上述矩阵中的温度或温度及偏置电流，来抽取波长信息。
9.一种波长监视控制方法，是光发送模块或光收发模块中的波长监视控制方法，其中，光发送模块或光收发模块在其内部设置有：
激光二极管；
计测部分，计测上述激光二极管的温度及偏置电流或者只计测温度；
存储部分，存储上述温度及偏置电流与波长的关系或者存储仅上述温度与波长的关系；
中央控制部分，控制上述计测部分和上述存储部分；以及
温度调整部分，由温度控制元件构成，该波长监视控制方法的特征在于：
包含：
波长信息计算步骤，该波长信息计算步骤根据由上述计测部分测得的温度及偏置电流或者所测得的温度、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度与波长的关系或者激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，算出波长信息；以及
温度控制步骤，该温度控制步骤使用所算出的波长信息，对上述温度调整部分施加反馈，调整内部温度。
10.根据权利要求9所述的波长监视控制方法，其特征在于：
还包含波长信息比较步骤，该波长信息比较步骤比较预先确定了的波长的最小值和最大值的阈值与在上述波长信息计算步骤中算出的波长信息，
且在上述温度控制步骤中，基于上述波长信息比较步骤的比较结果，如果处于阈值的范围外，则对上述温度调整部分施加反馈，在上述阈值的最小值以下的情况下，由上述温度调整部分提高内部温度，在上述阈值的最大值以上的情况下，由上述温度调整部分降低内部温度。
11.根据权利要求10所述的波长监视控制方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，利用由上述计测部分测得的温度及偏置电流或者所测得的温度、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度与波长的关系或者激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，求出式(1)中的λc、ic、a、b或者求出式(2)中的λc、a，算出波长信息，
λ＝λc+aT+b(i-ic)    ···  式(1)
λ＝λc+aT    ···  式(2)
其中，λc为0℃且阈值电流ic下的波长，a和b为系数，T为温度，i为偏置电流。
12.根据权利要求10所述的波长监视控制方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，利用由上述计测部分测得的温度及偏置电流、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，选择比上述测得的温度Tmes小的值的温度T1、比上述测得的温度Tmes大的值的温度T2、比上述测得的偏置电流Imes小的值的偏置电流I1、以及比上述测得的偏置电流Imes大的值的偏置电流I2，抽取对应的4个波长，即λ11＝λ(I1，T1)、λ21＝λ(I2，T1)、λ12＝λ(I1，T2)以及λ22＝λ(I2，T2)，通过利用上述λ11和λ21，对温度T1下的波长的偏置电流依赖性进行线形插值，算出上述测得的偏置电流Imes下的波长λmes1＝λ(Imes，T1)，通过利用上述λ12和λ22，对温度T2下的波长的偏置电流依赖性进行线形插值，算出上述测得的偏置电流Imes下的波长λmes2＝λ(Imes，T2)，通过利用所算出的波长λmes1和λmes2，对上述测得的偏置电流Imes下的波长的温度依赖性进行线形插值，算出上述测得的偏置电流Imes及温度Tmes下的波长λmes＝λ(Imes，Tmes)。
13.根据权利要求10所述的波长监视控制方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，利用由上述计测部分测得的温度及偏置电流、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，选择比上述测得的温度Tmes小的值的温度T1、比上述测得的温度Tmes大的值的温度T2、比上述测得的偏置电流Imes小的值的偏置电流I1、比上述测得的偏置电流Imes大的值的偏置电流I2、以及与上述偏置电流I1及I2不同的偏置电流I3，抽取对应的6个波长，即λ11＝λ(I1，T1)、λ21＝λ(I2，T1)、λ12＝λ(I1，T2)、λ22＝λ(I2，T2)、λ31＝λ(I3，T1)以及λ32＝λ(I3，T2)，通过利用λ11、λ21、λ31，以2次函数近似上述温度T1的波长的偏置电流依赖性，通过利用λ12、λ22、λ32，以2次函数近似上述温度T2下的波长的偏置电流依赖性，算出上述测得的偏置电流Imes及温度Tmes下的波长λmes＝λ(Imes，Tmes)。
14.根据权利要求10所述的波长监视控制方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，通过利用存储在上述存储部分的给出了激光二极管的温度与波长的关系或者给出了激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系的矩阵，使上述测得的温度及偏置电流对应于存储在上述矩阵中的温度或温度及偏置电流，来算出波长信息。
15.根据权利要求9所述的波长监视控制方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，利用由上述计测部分测得的温度及偏置电流或者所测得的温度、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度与波长的关系或者激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，求出式(1)中的λc、ic、a、b或者求出式(2)中的λc、a，算出波长信息，
在上述温度控制步骤中，使用所算出的波长信息与式(1)或者式(2)，算出提供所希望的波长的温度，对上述温度调整部分施加反馈，以成为该温度，
λ＝λc+aT+b(i-ic)    ···  式(1)
λ＝λc+aT    ···  式(2)
其中，λc为0℃且阈值电流ic下的波长，a和b为系数，T为温度，i为偏置电流。
16.根据权利要求9所述的波长监视控制方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，利用由上述计测部分测得的温度及偏置电流、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，选择比上述测得的温度Tmes小的值的温度T1、比上述测得的温度Tmes大的值的温度T2、比上述测得的偏置电流Imes小的值的偏置电流I1、以及比上述测得的偏置电流Imes大的值的偏置电流I2，抽取对应的4个波长，即λ11＝λ(I1，T1)、λ21＝λ(I2，T1)、λ12＝λ(I1，T2)以及λ22＝λ(I2，T2)，通过利用上述λ11及λ21，对温度T1下的波长的偏置电流依赖性进行线形插值，算出上述测得的偏置电流Imes下的波长λmes1＝λ(Imes，T1)，通过利用上述λ12及λ22，对温度T2下的波长的偏置电流依赖性进行线形插值，算出上述测得的偏置电流Imes下的波长λmes2＝λ(Imes，T2)，通过利用所算出的波长λmes1和λmes2，对上述测得的偏置电流Imes下的波长的温度依赖性进行线形插值，算出上述测得的偏置电流Imes及温度Tmes下的波长λmes＝λ(Imes，Tmes)，
在上述温度控制步骤中，根据上述波长的温度依赖性算出提供上述测得的偏置电流Imes下所希望的波长的温度，由温度调整部分施加反馈，以成为所算出的温度。
17.根据权利要求9所述的波长监视控制方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，利用由上述计测部分测得的温度及偏置电流、和存储在上述存储部分的激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系，选择比上述测得的温度Tmes小的值的温度T1、比上述测得的温度Tmes大的值的温度T2、比上述测得的偏置电流Imes小的值的偏置电流I1、比上述测得的偏置电流Imes大的值的偏置电流I2、以及与上述偏置电流I1及I2不同的偏置电流I3，抽取对应的6个波长，即λ11＝λ(I1，T1)、λ21＝λ(I2，T1)、λ12＝λ(I1，T2)、λ22＝λ(I2，T2)、λ31＝λ(I3，T1)以及λ32＝λ(I3，T2)，通过利用λ11、λ21、λ31，以2次函数近似上述温度T1下的波长的偏置电流依赖性，通过利用λ12、λ22、λ32，以2次函数近似上述温度T2下的波长的偏置电流依赖性，算出上述测得的偏置电流Imes及温度Tmes下的波长λmes＝λ(Imes，Tmes)，
在上述温度控制步骤中，根据上述波长的温度依赖性算出提供上述测得的偏置电流Imes下所希望的波长的温度，由温度调整部分施加反馈，以成为所算出的温度。
18.根据权利要求9所述的波长监视控制方法，其特征在于：
在上述波长信息计算步骤中，通过利用存储在上述存储部分的给出了激光二极管的温度与波长的关系或者给出了激光二极管的温度及偏置电流与波长的关系的矩阵，使上述测得的温度及偏置电流对应于存储在上述矩阵中的温度或温度及偏置电流，来抽取波长信息，
在上述温度控制步骤中，从上述矩阵中抽取提供对应的偏置电流中的所希望波长的温度，由温度调整部分施加反馈，以成为所抽取的温度。
19.根据权利要求9～18的任一项中所述的波长监视控制方法，其特征在于：
还设置激光二极管驱动电流控制电路，该激光二极管驱动电流控制电路控制上述激光二极管的驱动电流，
在上述波长信息计算步骤之前包含：
光输出比较步骤，比较预先确定了光输出的最小值和最大值的光输出警告或警报的阈值与上述计测部分中测得的光输出；以及
偏置电流控制步骤，基于该光输出比较步骤的比较结果，如果处于阈值的范围外，则对上述激光二极管驱动电流控制电路施加反馈，在上述阈值的最小值以下的情况下，由上述激光二极管驱动电流控制电路提高偏置电流，在上述阈值的最大值以上的情况下，由上述激光二极管驱动电流控制电路降低偏置电流。
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