JP2009164532A - Optical wavelength stabilization controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザダイオードの光の波長を安定化する光波長安定制御装置に関するものである。 The present invention relates to an optical wavelength stability control device that stabilizes the wavelength of light of a laser diode.
WDM(Wavelength Division Multiplexing:波長分割多重)システムは、波長でユーザやサービスの識別をしているため、クロストーク、通信品質の劣化及び漏話を回避するために異なった波長の光の出力を防ぐ必要がある。特に、WDM−PON(Passive Optical Network)システムでは、ONU(Optical Network Unit:光回線終端装置)側のユーザから他のユーザに設定されている波長帯域の光が出力されると、SLT(Subscriber Line Terminal:加入者線端局装置)が他のユーザからの信号として受信するため、他のユーザのサービスにも支障が生ずることになる。このため、通常レーザダイオードは光波長安定制御装置で波長を制御している。 Since WDM (Wavelength Division Multiplexing) systems identify users and services by wavelength, it is necessary to prevent the output of light of different wavelengths in order to avoid crosstalk, communication quality degradation, and crosstalk. There is. In particular, in a WDM-PON (Passive Optical Network) system, when light in a wavelength band set by another user is output from a user on the ONU (Optical Network Unit) side, an SLT (Subscriber Line) is output. (Terminal: subscriber line terminal equipment) receives as a signal from another user, so that the service of the other user is also hindered. For this reason, the wavelength of a laser diode is usually controlled by an optical wavelength stability controller.
光波長安定制御装置は、駆動電流が増加すると波長は長波長側にシフトし、温度を低下させると波長は短波長側へシフトするというレーザダイオードの特性を利用している。例えば、レーザダイオードの経年劣化により光出力が低下した場合、光波長安定制御装置は、駆動電流を増加して設定出力にし、長波長側にシフトした波長を短波長側へシフトさせるためレーザダイオードの温度を下げ、光出力と波長の制御を行っている。光波長安定制御装置として、高価な波長ロッカを使用せず、レーザダイオードの波長を安定化する方法が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
しかし、レーザダイオードを再起動した場合、従来の波長安定化装置はレーザダイオードの経年劣化を考慮しておらず、初期状態のレーザダイオードの発振条件からの駆動電流及び温度制御をすることになる。つまり、レーザダイオードに経年劣化が生じている場合、再起動後、レーザダイオードは光出力が低下した状態で発振し始める。波長安定化装置が規定の光出力となるように駆動電流を増加させるため、波長は一時的に長波長側にシフトして設定波長と異なる波長の光が出力されることになる。その後、波長安定化装置は設定波長となるようにレーザダイオードの温度を制御する。このように、レーザダイオードを再起動するたびに、設定波長となるまで時間を要し、波長管理が厳しいWDMのようなシステムでは、波長が安定するまで光信号の出力を停止しなければならないという課題があった。 However, when the laser diode is restarted, the conventional wavelength stabilizing device does not consider the aging of the laser diode, and controls the drive current and temperature from the oscillation condition of the laser diode in the initial state. That is, when the laser diode has deteriorated over time, the laser diode starts to oscillate in a state where the optical output is reduced after restarting. Since the drive current is increased so that the wavelength stabilizing device has a prescribed light output, the wavelength is temporarily shifted to the longer wavelength side, and light having a wavelength different from the set wavelength is output. Thereafter, the wavelength stabilizing device controls the temperature of the laser diode so as to be the set wavelength. In this way, every time the laser diode is restarted, it takes time to reach the set wavelength, and in a system such as WDM where wavelength management is strict, the output of the optical signal must be stopped until the wavelength stabilizes. There was a problem.
そこで、前記課題を解決するため、本発明は、レーザダイオードの再起動直後であっても設定波長の光を出力できる光波長安定制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an optical wavelength stability control device that can output light having a set wavelength even immediately after a laser diode is restarted.
上記目的を達成するために、本発明に係る光波長安定制御装置は、レーザダイオードを立ち下げる直前の発振条件を記憶しておき、再起動したときに直前に記憶した発振条件で発振させることとした。 In order to achieve the above object, the optical wavelength stability control device according to the present invention stores the oscillation condition immediately before the laser diode is turned off, and oscillates at the oscillation condition stored immediately before the laser diode is restarted. did.
具体的には、本発明に係る光波長安定制御装置は、レーザダイオードの光の波長を一定に保つようにレーザダイオードの発振条件を設定する発振条件設定手段と、前記発振条件設定手段で設定されたレーザダイオードの発振条件でレーザダイオードを駆動する駆動手段と、前記発振条件設定手段が設定したレーザダイオードの発振条件を記憶し、最後に記憶したレーザダイオードの発振条件を最新値とする記憶手段と、を備える光波長安定制御装置であって、前記発振条件設定手段は、レーザダイオードの再起動時に前記記憶手段が記憶する最新値をレーザダイオードの発振条件として設定することを特徴とする。 Specifically, an optical wavelength stability control device according to the present invention is set by an oscillation condition setting unit that sets an oscillation condition of a laser diode so as to keep the wavelength of light of the laser diode constant, and the oscillation condition setting unit. Drive means for driving the laser diode under the oscillation conditions of the laser diode, storage means for storing the oscillation condition of the laser diode set by the oscillation condition setting means, and setting the latest oscillation condition of the laser diode as the latest value; The oscillation condition setting means sets the latest value stored in the storage means when the laser diode is restarted as the laser diode oscillation condition.
記憶手段がレーザダイオードの発振条件を記憶しておき、再起動時に記憶手段からレーザダイオードの発振条件の最新値を呼び出すことで、レーザダイオードを設定された光出力且つ波長で発振させることができる。従って、本発明は、レーザダイオードの再起動直後であっても設定波長の光を出力できる光波長安定制御装置を提供することができる。 The storage means stores the laser diode oscillation condition, and the latest value of the laser diode oscillation condition is called from the storage means at the time of restarting, whereby the laser diode can be oscillated at the set light output and wavelength. Therefore, the present invention can provide an optical wavelength stability control device that can output light of a set wavelength even immediately after the laser diode is restarted.
本発明に係る光波長安定制御装置の前記記憶手段は、レーザダイオードの発振条件を周期的に記憶することが好ましい。記憶手段がレーザダイオードの発振条件を周期的に記憶しておくことで最新値は自動的に更新される。このため、何らかの原因でレーザダイオードの発振が不意に終了してしまった場合であっても、記憶手段が記憶する直近の発振条件を用いて再起動することができる。 It is preferable that the storage means of the optical wavelength stability control device according to the present invention periodically stores the oscillation conditions of the laser diode. The storage unit periodically stores the laser diode oscillation conditions, so that the latest value is automatically updated. For this reason, even if the oscillation of the laser diode is terminated unexpectedly for some reason, it can be restarted using the latest oscillation condition stored in the storage means.
本発明に係る光波長安定制御装置のレーザダイオードの発振を終了させたときのレーザダイオードの発振条件を記憶することが好ましい。レーザダイオードの発振を終了させる際に、記憶手段が直前のレーザダイオードの発振条件を記憶する。このため、再起動時に発振終了時の発振条件を用いて再起動することができる。 It is preferable to store the oscillation conditions of the laser diode when the oscillation of the laser diode of the optical wavelength stability control device according to the present invention is terminated. When ending the oscillation of the laser diode, the storage means stores the previous oscillation condition of the laser diode. For this reason, at the time of restarting, it is possible to restart using the oscillation condition at the end of oscillation.
本発明に係る光波長安定制御装置の前記発振条件設定手段が設定するレーザダイオードの発振条件は、レーザダイオードの駆動電流値及びレーザダイオードの温度値とすることができる。 The laser diode oscillation conditions set by the oscillation condition setting means of the optical wavelength stability control apparatus according to the present invention can be a laser diode drive current value and a laser diode temperature value.
レーザダイオードの光の波長は駆動電流とレーザダイオードの温度の2つのパラメータで制御できる。記憶手段がレーザダイオードの駆動電流とレーザダイオードの温度の2つのパラメータを記憶することで、レーザダイオードの再起動直後であっても設定波長の光を出力できる。 The wavelength of the laser diode light can be controlled by two parameters, the drive current and the laser diode temperature. By storing the two parameters of the laser diode driving current and the laser diode temperature, the storage means can output light having a set wavelength even immediately after the laser diode is restarted.
本発明によれば、レーザダイオードの再起動直後であっても設定波長の光を出力できる光波長安定制御装置を提供することができる。本発明に係る光波長安定制御装置でレーザダイオードの光の波長を制御すれば、経年変化にともなう波長変動がなく、また、再起動時の波長ずれを防止することができる。本発明に係る光波長安定制御装置で制御されたレーザダイオードをWDMシステムに使用することで、再起動直後に光信号を出力してもクロストーク、通信品質の劣化及び漏話を回避することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is immediately after restart of a laser diode, the optical wavelength stability control apparatus which can output the light of a setting wavelength can be provided. When the wavelength of the laser diode light is controlled by the optical wavelength stability control apparatus according to the present invention, there is no wavelength variation due to secular change, and wavelength shift at the time of restart can be prevented. By using a laser diode controlled by the optical wavelength stability control apparatus according to the present invention in a WDM system, even if an optical signal is output immediately after restarting, crosstalk, communication quality degradation and crosstalk can be avoided. .
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.
図1は、本実施形態の光波長安定制御装置301の構成を示す図である。図1の光波長安定制御装置301は、レーザダイオード40の光の波長を一定に保つようにレーザダイオード40の発振条件を設定する発振条件設定手段11と、発振条件設定手段11で設定されたレーザダイオード40の発振条件でレーザダイオード40を駆動する駆動手段12と、発振条件設定手段11が設定したレーザダイオード40の発振条件を記憶し、最後に記憶したレーザダイオード40の発振条件を最新値とする記憶手段13と、を備える光波長安定制御装置であって、発振条件設定手段11は、レーザダイオード40の再起動時に記憶手段13が記憶する最新値をレーザダイオード40の発振条件として設定することを特徴とする。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an optical wavelength
また、光波長安定制御装置301の発振条件設定手段11が設定するレーザダイオード40の発振条件は、レーザダイオードの駆動電流値及びレーザダイオードの温度値であるとして説明する。
Further, the description will be made assuming that the oscillation conditions of the
光波長安定制御装置301は、レーザダイオード40の駆動電流を制御する駆動電流制御手段21を備える。発振条件設定手段11は、レーザダイオード40の光出力をフィードバックし、設定された光出力となるように駆動電流を設定し、駆動電流制御手段21に指示する。図1にはレーザダイオード40の光出力を測定する手段は記載していない。なお、このようにレーザダイオードの光出力を一定に保つように制御することをオートパワーコントロール(APC)という。
The optical wavelength
レーザダイオード40の光出力は経年変化して光出力が低下する。このため、設定した光出力を保つため、発振条件設定手段11は、駆動電流制御手段21に対して駆動電流を増加させるように指示する。駆動電流の増加は、レーザダイオード40の温度上昇を招き、レーザダイオード40の光の波長が長波長側にシフトすることになる。具体的には、駆動電流の変化量ΔI(mA)に対するレーザダイオード40の光の波長の変化量Δλ(nm)は数式1で表わせる。
Δλ=ki・ΔI (1)
ここで、kiは比例定数である。例えば、レーザダイオード40の場合、ΔIが10mAに対して、Δλは0.1nmである。
The light output of the
Δλ = ki · ΔI (1)
Here, ki is a proportionality constant. For example, in the case of the
このように、駆動電流が変化することでレーザダイオード40の光の波長が変化するため、光波長安定制御装置301は、レーザダイオード40の温度を制御する温度制御手段22を備える。温度制御手段22は、例えば、ペルチェ素子である。発振条件設定手段11は、駆動電流制御手段21に対して駆動電流を増加させるよう指示したとき、温度制御手段22に対してレーザダイオード40を冷却するように指示し、レーザダイオード40の光の波長を一定に保つことができる。
Thus, since the wavelength of the light of the
具体的には、温度変化量ΔT(℃)に対するレーザダイオード40の光の波長の変化量Δλ(nm)は数式2で表わせる。
Δλ=kt・ΔT (2)
ここで、ktは比例定数である。例えば、レーザダイオード40の場合、ΔTが1℃に対して、Δλは0.1nmである。
Specifically, the change amount Δλ (nm) of the light wavelength of the
Δλ = kt · ΔT (2)
Here, kt is a proportionality constant. For example, in the case of the
駆動電流の増加に伴うレーザダイオード40の光の波長の変化をレーザダイオード40の温度で相殺するように制御すれば、数式1と数式2とから数式3が導ける。
ΔT=−K・ΔI (3)
ここで、電流温度換算係数Kはki/ktである。例えば、ki=0.01nm/mA、kt=0.1nm/℃であれば、K=0.1℃/mAである。
If control is performed so that the change in the wavelength of the light of the
ΔT = −K · ΔI (3)
Here, the current temperature conversion coefficient K is ki / kt. For example, if ki = 0.01 nm / mA and kt = 0.1 nm / ° C., then K = 0.1 ° C./mA.
レーザダイオード40の電流温度換算係数Kの初期値は記憶手段13に予め記憶させておく。記憶手段13は、例えば、メモリである。記憶手段13は、レーザダイオード40の発振条件として駆動電流制御手段21のレーザダイオード40に出力する駆動電流値及び温度制御手段22のレーザダイオード40を制御する温度値を記憶する。例えば、記憶手段13は、レーザダイオード40の発振条件を周期的に記憶する。
The initial value of the current temperature conversion coefficient K of the
周期的にレーザダイオード40の発振条件を記憶することで、記憶手段13は最新のレーザダイオード40の発振条件を持つことになる。このため、異常発生などでレーザダイオード40が発振を終了した場合であっても、再起動時に発振条件設定手段11は記憶手段13が記憶するレーザダイオード40の発振条件の最新値を使って、駆動電流制御手段21と温度制御手段22に指示を出せる。従って、光波長安定制御装置301は、レーザダイオード40の再起動直後であっても設定波長の光を出力できる。
By periodically storing the oscillation conditions of the
例えば、記憶手段13は、レーザダイオード40の発振を終了させたときのレーザダイオード40の発振条件を記憶してもよい。予め、レーザダイオード40を終了させる予定がある場合、記憶手段13は、終了直前のレーザダイオード40の発振条件を記憶する。このため、再起動時に発振条件設定手段11は記憶手段13が記憶するレーザダイオード40を終了させる直前の発振条件を使って、駆動電流制御手段21と温度制御手段22に指示を出せる。従って、光波長安定制御装置301は、レーザダイオード40の再起動直後であっても設定波長の光を出力できる。
For example, the
なお、光波長安定制御装置301はレーザダイオード40の発振条件として、レーザダイオードの駆動電流値及びレーザダイオードの温度値として説明したが、レーザダイオード40の光出力及び波長を一定に保つことができるパラメータを発振条件として採用することができる。
The optical wavelength
301:光波長安定制御装置
11:発振条件設定手段
12:駆動手段
13:記憶手段
21:駆動電流制御手段
22:温度制御手段
40:レーザダイオード
301: Optical wavelength stability control device 11: Oscillation condition setting means 12: Drive means 13: Storage means 21: Drive current control means 22: Temperature control means 40: Laser diode
Claims (4)
前記発振条件設定手段で設定されたレーザダイオードの発振条件でレーザダイオードを駆動する駆動手段と、
前記発振条件設定手段が設定したレーザダイオードの発振条件を記憶し、最後に記憶したレーザダイオードの発振条件を最新値とする記憶手段と、
を備える光波長安定制御装置であって、
前記発振条件設定手段は、レーザダイオードの再起動時に前記記憶手段が記憶する最新値をレーザダイオードの発振条件として設定することを特徴とする光波長安定制御装置。 An oscillation condition setting means for setting an oscillation condition of the laser diode so as to keep the wavelength of the laser diode light constant;
Driving means for driving the laser diode under the oscillation conditions of the laser diode set by the oscillation condition setting means;
Storing the oscillation condition of the laser diode set by the oscillation condition setting means, and storing means for setting the latest oscillation condition of the laser diode stored last;
An optical wavelength stability control device comprising:
The said oscillation condition setting means sets the newest value which the said memory | storage means memorize | stores when the laser diode restarts as an oscillation condition of a laser diode, The optical wavelength stability control apparatus characterized by the above-mentioned.
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WO2022009503A1 (en) * | 2020-07-09 | 2022-01-13 | 日本電気株式会社 | Processing device, transmission device, communication device, processing method and recording medium |
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JP2005353822A (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Nichia Chem Ind Ltd | Semiconductor laser controller |
JP2006100414A (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical transmitter |
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2008
- 2008-01-10 JP JP2008003205A patent/JP2009164532A/en active Pending
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