JPH02304425A - 局部発振器レーザ同調用レーザ制御装置 - Google Patents
局部発振器レーザ同調用レーザ制御装置Info
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- JPH02304425A JPH02304425A JP2115333A JP11533390A JPH02304425A JP H02304425 A JPH02304425 A JP H02304425A JP 2115333 A JP2115333 A JP 2115333A JP 11533390 A JP11533390 A JP 11533390A JP H02304425 A JPH02304425 A JP H02304425A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
-
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- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
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- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、コヒーレント動作のために用意された光受信
機に関する。
機に関する。
［従来の技術］
既知の受信機の感度と周波数選択感度が向上したため、
光受信機にコヒーレント検出を使用する要望がある。よ
り高い感度と周波数選択感度は、従来技術で使われてい
る直接検出方法よりも、コヒーレント検出によって達成
される。いくつかのコヒーレント検出方法が従来技術で
提案されている。
光受信機にコヒーレント検出を使用する要望がある。よ
り高い感度と周波数選択感度は、従来技術で使われてい
る直接検出方法よりも、コヒーレント検出によって達成
される。いくつかのコヒーレント検出方法が従来技術で
提案されている。
従来技術のコヒーレント光受信機の動作においては、い
かに光搬送周波数が伝送媒体から受信されても厳密に追
跡する周波数で発振するように局部発振器レーザを同調
することが困難であった。
かに光搬送周波数が伝送媒体から受信されても厳密に追
跡する周波数で発振するように局部発振器レーザを同調
することが困難であった。
同調可能な分布ブラッグ反射レーザが開発されて以来、
広い周波数範囲で局部発振器レーザを同調させ、大きな
多重チャネルで受信した信号の各々を追跡することが可
能となった。
広い周波数範囲で局部発振器レーザを同調させ、大きな
多重チャネルで受信した信号の各々を追跡することが可
能となった。
あるシステムへの適用に対して、共通の元媒体上に、多
重化された数個の異なる光搬送波を用いることが望まれ
ている。その様なシステムの受信機は、数個の異なる光
チャネルのどれか１つを受信できるように、その局部発
振器周波数の中に柔軟性を必要とする。これらの異なる
光チャネルを選択するために、コヒーレント受信機は、
受信した一群の光搬送周波数と関連した一群の局部発振
器周波数から、どれか１つの光周波数へ選択的に同調で
きる局部発振器レーザを備えなければならない。今迄、
選択可能な一群の局部発振器光周波数を作るための実用
可能な装置はなかった。
重化された数個の異なる光搬送波を用いることが望まれ
ている。その様なシステムの受信機は、数個の異なる光
チャネルのどれか１つを受信できるように、その局部発
振器周波数の中に柔軟性を必要とする。これらの異なる
光チャネルを選択するために、コヒーレント受信機は、
受信した一群の光搬送周波数と関連した一群の局部発振
器周波数から、どれか１つの光周波数へ選択的に同調で
きる局部発振器レーザを備えなければならない。今迄、
選択可能な一群の局部発振器光周波数を作るための実用
可能な装置はなかった。
選択可能な一群の局部発振器周波数を提Ｏ（する問題に
加えて、劣化、温度変化、周囲条件の変化の結果として
、その動作特性中に起こるドリフトのだめに局部発振器
へ送られるレーザ・バイアス電流を補償する問題がある
。
加えて、劣化、温度変化、周囲条件の変化の結果として
、その動作特性中に起こるドリフトのだめに局部発振器
へ送られるレーザ・バイアス電流を補償する問題がある
。
［発明の概要］
これらの問題は、能動積分器とディジタル・プロセッサ
を含むフィードバック−ループによって制御される選択
的同調可能なコヒーレント光受信器によって解決される
。レーザは、制御信号の異なる値に応答して、選択され
た一群の局部発振器周波数の異なる周波数へ同調可能で
ある。ディジタル・プロセッサは異なる発振周波数を作
る制御信号値を決定する。これらの値は、何時でも修正
できるようにディジタル・プロセッサ内に蓄えられる。
を含むフィードバック−ループによって制御される選択
的同調可能なコヒーレント光受信器によって解決される
。レーザは、制御信号の異なる値に応答して、選択され
た一群の局部発振器周波数の異なる周波数へ同調可能で
ある。ディジタル・プロセッサは異なる発振周波数を作
る制御信号値を決定する。これらの値は、何時でも修正
できるようにディジタル・プロセッサ内に蓄えられる。
動作中は、所望の周波数を表す制御信号値の１つが記憶
装置から取り出されてレーザへ送られる。若しレーザ特
性のシフトのため、取り出された制御信号値が誤った自
走振動周波数を作るときには、制御信号エラーがフィー
ドバック・ループによって決定され、取り出された制御
信号値に加えられる。プロセッサは制御信号エラーの値
を測り、取り出された元の制御信号値の場所に蓄えられ
る新しい合計制御信号値を＝を算する。
装置から取り出されてレーザへ送られる。若しレーザ特
性のシフトのため、取り出された制御信号値が誤った自
走振動周波数を作るときには、制御信号エラーがフィー
ドバック・ループによって決定され、取り出された制御
信号値に加えられる。プロセッサは制御信号エラーの値
を測り、取り出された元の制御信号値の場所に蓄えられ
る新しい合計制御信号値を＝を算する。
プロセッサが、レーザ特性がシフトしたことを決定した
時は、ディジタル・プロセッサは所望の周波数の全ての
ために異なる制御信号値を計算し、これらの新しい制御
信号値は次の選択と使用のために、ディジタル・プロセ
ッサ内の適切な場所に蓄えられる。
時は、ディジタル・プロセッサは所望の周波数の全ての
ために異なる制御信号値を計算し、これらの新しい制御
信号値は次の選択と使用のために、ディジタル・プロセ
ッサ内の適切な場所に蓄えられる。
その結果、レーザは受信先チャネルのどれか１つからの
情報を検出するための、正しい所望の局部発振器周波数
を作る容品に選択可能な制御信号値によって制御される
。かかる光層部発振器は、共通の伝送媒体中の周波数分
割多重化された複数の光チャネルから所望のチャネルを
選択的に受信するために有用である。
情報を検出するための、正しい所望の局部発振器周波数
を作る容品に選択可能な制御信号値によって制御される
。かかる光層部発振器は、共通の伝送媒体中の周波数分
割多重化された複数の光チャネルから所望のチャネルを
選択的に受信するために有用である。
［実施例］
第１図は、１組の送信ステーション２０． ２１゜２２
．２３から、１組の受信ステーション２６゜２７．２８
．２９へ情報を伝送するための光周波数分割多重化装置
のブロック図を示している。より多くの発信、受信ステ
ーションが含まれることもあるが、ここでは各４つのみ
を例として示す。
．２３から、１組の受信ステーション２６゜２７．２８
．２９へ情報を伝送するための光周波数分割多重化装置
のブロック図を示している。より多くの発信、受信ステ
ーションが含まれることもあるが、ここでは各４つのみ
を例として示す。
光ファイバー３０．３１．３２．３３は、送信ステーシ
ョン２０，２１，２２．２３から、光スター・カップラ
ー３５へ夫々光信号を搬送する。
ョン２０，２１，２２．２３から、光スター・カップラ
ー３５へ夫々光信号を搬送する。
これらの各光信号は、光搬送波で変調された情報を含ん
でいる。例えば、送信ステーション２０゜２１．２２．
２３の各々はＮ個の（例えば、Ｎ一群０）使用可能な光
搬送周波数から選ばれた異なる光搬送周波数で情報を送
信する。本出願人の最近の他の特許出願ＣＢ、ＧＩａｎ
ｃｏ １７ ） （米国特許出願）に述べられている
ように、オペレータの選択により、これら４０の光搬送
周波数は各送信ステーション２０．２１，２２．２３で
使用可能である。相互作用調整の結果として、ただ１つ
の送信ステーションのみが、１時に使用可能な光搬送周
波数のどれか１つを選ぶことができる。同時に、他の送
信ステージジンは、異なる１つの搬送周波数で操作可能
である。本出願人の１９８７年Ｂ月９日付特許出願０５
９．９７３号（米国特許出願）で開示された１つの特徴
によって、複数の送信ステーシランは互いに他と同期化
される。前記２つの特許出願の開示がここに参考として
組み込まれている。
でいる。例えば、送信ステーション２０゜２１．２２．
２３の各々はＮ個の（例えば、Ｎ一群０）使用可能な光
搬送周波数から選ばれた異なる光搬送周波数で情報を送
信する。本出願人の最近の他の特許出願ＣＢ、ＧＩａｎ
ｃｏ １７ ） （米国特許出願）に述べられている
ように、オペレータの選択により、これら４０の光搬送
周波数は各送信ステーション２０．２１，２２．２３で
使用可能である。相互作用調整の結果として、ただ１つ
の送信ステーションのみが、１時に使用可能な光搬送周
波数のどれか１つを選ぶことができる。同時に、他の送
信ステージジンは、異なる１つの搬送周波数で操作可能
である。本出願人の１９８７年Ｂ月９日付特許出願０５
９．９７３号（米国特許出願）で開示された１つの特徴
によって、複数の送信ステーシランは互いに他と同期化
される。前記２つの特許出願の開示がここに参考として
組み込まれている。
同時に選ばれた光搬送周波数の全ては、光スター・カッ
プラの中で互いに多重化される。スター・カップラーか
らの全ての同時に送信された搬送波は、ファイバ３６．
３７，３８．３９の全てを経て受信ステーション２６，
２７．２８．２９へ送られる。
プラの中で互いに多重化される。スター・カップラーか
らの全ての同時に送信された搬送波は、ファイバ３６．
３７，３８．３９の全てを経て受信ステーション２６，
２７．２８．２９へ送られる。
受信ステーション２６，２７．２ｇ、２９は２つの異な
る方法のいずれかで操作される。第１の操作方法は、各
受信ステーションに、４０の光搬送周波数の所定の１つ
を割り当てることである。
る方法のいずれかで操作される。第１の操作方法は、各
受信ステーションに、４０の光搬送周波数の所定の１つ
を割り当てることである。
かかる所定周波数の割当ては、所望の受信ステーション
で受信できる光搬送周波数を各送信ステージジンが選択
しなければならないため、システムの柔軟性を制限する
ことになる。受信ステーションで、光搬送周波数を扱う
第２の方法は、各受信ステーションのオペレータは何時
でも、４０の光搬送周波数やどれか１つを受信、又は同
調のために選ぶことのできる装置を、各受信ステーショ
ンが有することである。受信ステーションを同調させる
方法が本出願の主題である。
で受信できる光搬送周波数を各送信ステージジンが選択
しなければならないため、システムの柔軟性を制限する
ことになる。受信ステーションで、光搬送周波数を扱う
第２の方法は、各受信ステーションのオペレータは何時
でも、４０の光搬送周波数やどれか１つを受信、又は同
調のために選ぶことのできる装置を、各受信ステーショ
ンが有することである。受信ステーションを同調させる
方法が本出願の主題である。
全ての受信ステーションは同調可能な局部発振器レーザ
装置を備え、そのレーザは、例えば４０の先見部発振器
周波数のどれか１つをオペレータの選択により、選択的
に作ることができる。第１図の受信ステーション２６．
２７，２８．２９は、局部発振器レーザ又は回路特性の
中のどんな変化又はドリフトに対しても自動的に補償又
は修正するように構成されている。各受信ステーション
がドリフトを補償するため、受信ステーションに対し局
部発振器周波数を選択することは、ステーションがロッ
クするかもしれない非選択周波数よりも、特別に選択さ
れた局部発振器周波数でその受信ステーションを操作で
きるため、オペレータを安心させることとなる。
装置を備え、そのレーザは、例えば４０の先見部発振器
周波数のどれか１つをオペレータの選択により、選択的
に作ることができる。第１図の受信ステーション２６．
２７，２８．２９は、局部発振器レーザ又は回路特性の
中のどんな変化又はドリフトに対しても自動的に補償又
は修正するように構成されている。各受信ステーション
がドリフトを補償するため、受信ステーションに対し局
部発振器周波数を選択することは、ステーションがロッ
クするかもしれない非選択周波数よりも、特別に選択さ
れた局部発振器周波数でその受信ステーションを操作で
きるため、オペレータを安心させることとなる。
受信ステーションの０動調整装置の説明は、第２図から
第７図までを参照して以下に詳述される。
第７図までを参照して以下に詳述される。
第２図は、ランダム・アクセスのディジタル同調コヒー
レント光受信機４５の図を示しており、そこで光ファイ
バー４８による多重化光搬送波を受信する。この光受信
機４５は、第１図の受信ステーション２６，２７．２８
．２９の各１つに対して使用することができる。第２図
の光受信機は、光ファイバー即ちガイド５２に結合する
同調可能な単一局部発振器周波数信号を作る分布ブラッ
グ反射体レーザ５１を有する。単一周波数レーザの出力
は、本質的に、単−縦モードである。光カツプラ一群９
は、ガイド５２からの選択された局部発振器光周波数信
号を、光ファイバー４８の多重化光搬送波と結合させる
。両ファイバー４８．５２の結合された光信号は、ファ
イバー４８に受信された多重化信号の区切られた一群の
搬送波を使うことによって、レーザ５１の一群の区切ら
れた先見部発振器周波数を安定化させるエレクトロニク
ス装置５４に送られる。
レント光受信機４５の図を示しており、そこで光ファイ
バー４８による多重化光搬送波を受信する。この光受信
機４５は、第１図の受信ステーション２６，２７．２８
．２９の各１つに対して使用することができる。第２図
の光受信機は、光ファイバー即ちガイド５２に結合する
同調可能な単一局部発振器周波数信号を作る分布ブラッ
グ反射体レーザ５１を有する。単一周波数レーザの出力
は、本質的に、単−縦モードである。光カツプラ一群９
は、ガイド５２からの選択された局部発振器光周波数信
号を、光ファイバー４８の多重化光搬送波と結合させる
。両ファイバー４８．５２の結合された光信号は、ファ
イバー４８に受信された多重化信号の区切られた一群の
搬送波を使うことによって、レーザ５１の一群の区切ら
れた先見部発振器周波数を安定化させるエレクトロニク
ス装置５４に送られる。
装置５４において、結合信号は光検出器５５によってヘ
テロダインされる。ヘテロダインされた信号は、中間周
波数受信機回路５６内に設けられた中間周波数フィルタ
ーによって濾波された電気信号になる。この中間周波数
受信機回路５６は、情報信号を含む選択された中間周波
数チャネルを作る。振幅復調回路５７は、もしも振幅シ
フト・キーイング（Ａ Ｓ Ｋ）情報信号が用いられる
ときは、ベースバンド情報チャネルを作るために、選択
された中間周波数チャネルに応答する。
テロダインされる。ヘテロダインされた信号は、中間周
波数受信機回路５６内に設けられた中間周波数フィルタ
ーによって濾波された電気信号になる。この中間周波数
受信機回路５６は、情報信号を含む選択された中間周波
数チャネルを作る。振幅復調回路５７は、もしも振幅シ
フト・キーイング（Ａ Ｓ Ｋ）情報信号が用いられる
ときは、ベースバンド情報チャネルを作るために、選択
された中間周波数チャネルに応答する。
振幅シフト・キーイング構成のために、選択された中間
周波数チャネル信号の一部は、局部発振器レーザ５１の
発振周波数を制御するためのエラー信号を作るために用
いられる。選択された中間周波数チャネル信号のその部
分は、中間周波数ｆ１−中心とした周波数弁別回路５８
へ送られる。
周波数チャネル信号の一部は、局部発振器レーザ５１の
発振周波数を制御するためのエラー信号を作るために用
いられる。選択された中間周波数チャネル信号のその部
分は、中間周波数ｆ１−中心とした周波数弁別回路５８
へ送られる。
若し、周波数シフト・キーイングのような別の情報信号
が用いられるときは、選択された中間周波数チャネルの
全部が周波数弁別回路５８へ送られる。選択された中間
周波数チャネルは、ブロック５９に示されるように、周
波数シフト・キーイング（Ｆ Ｓ Ｋ）情報信号のため
の復調されたベースバンド情報チャネルである。
が用いられるときは、選択された中間周波数チャネルの
全部が周波数弁別回路５８へ送られる。選択された中間
周波数チャネルは、ブロック５９に示されるように、周
波数シフト・キーイング（Ｆ Ｓ Ｋ）情報信号のため
の復調されたベースバンド情報チャネルである。
たとえ、どんな情報信号フォーマットが使われても周波
数弁別回路５８の出力は、ローパス・フィルター及び増
幅器６０で濾波、増幅されてり−ド６１のエラー信号の
中に入る。この様にして装置５４は、選択された光周波
数に対して局部発振器周波数をロックするために用いら
れるエラー信号をリード６１に作る。
数弁別回路５８の出力は、ローパス・フィルター及び増
幅器６０で濾波、増幅されてり−ド６１のエラー信号の
中に入る。この様にして装置５４は、選択された光周波
数に対して局部発振器周波数をロックするために用いら
れるエラー信号をリード６１に作る。
第１図のシステムでは、受信器のレーザは所望の、即ち
選択された局部発振器周波数で動作することの保証が必
要である。
選択された局部発振器周波数で動作することの保証が必
要である。
第３図は、数個の多重化光チャネルのパワー・スペクト
ルの周波数に対する値をプロットした曲線６２を示して
いる。チャネル・エネルギーは搬送周波数ｆ １． ｆ
２． ｆ ３． ｆ ５を中心として示されている。
ルの周波数に対する値をプロットした曲線６２を示して
いる。チャネル・エネルギーは搬送周波数ｆ １． ｆ
２． ｆ ３． ｆ ５を中心として示されている。
第２図のレーザ５１のための所望の先見部発振器周波数
は、第３図に示すように搬送周波数から中間周波数’Ｉ
Ｆだけオフセットしている。
は、第３図に示すように搬送周波数から中間周波数’Ｉ
Ｆだけオフセットしている。
第４図は、エラー信号を表す曲線が、第３図の搬送周波
数と並べて局部発振器周波数の水平軸上にプロットされ
ている。エラー信号６３は、第３図の各受信チャネル１
．２，３．及び５の範囲により決められた各周波数帯域
の中で、１Ｆ負両題性の軌跡を作っている。エラー信号
は、各受信チャネル１． ２． ３． ５を受信するた
めに用いられる各局部発振器周波数’Ｉｔ、ｆ１□、ｆ
１３、ｆ１５において零線と交わっている。更に第２図
のローパス・フィルター及び増幅器６０は、エラー信号
６３にオフセット電圧を挿入し、それによってエラー信
号の平坦部は零線の僅か上にある。このオフセット電圧
の理由は後述する。
数と並べて局部発振器周波数の水平軸上にプロットされ
ている。エラー信号６３は、第３図の各受信チャネル１
．２，３．及び５の範囲により決められた各周波数帯域
の中で、１Ｆ負両題性の軌跡を作っている。エラー信号
は、各受信チャネル１． ２． ３． ５を受信するた
めに用いられる各局部発振器周波数’Ｉｔ、ｆ１□、ｆ
１３、ｆ１５において零線と交わっている。更に第２図
のローパス・フィルター及び増幅器６０は、エラー信号
６３にオフセット電圧を挿入し、それによってエラー信
号の平坦部は零線の僅か上にある。このオフセット電圧
の理由は後述する。
第２図の光受信器４５の正規動作中、ディジタル・プロ
セッサ７５は、使用可能チャネル１，２゜３．５から所
望のチャネル選択、例えばチャネル１、が与えられる。
セッサ７５は、使用可能チャネル１，２゜３．５から所
望のチャネル選択、例えばチャネル１、が与えられる。
プロセッサ７５は、パワー供給部８０にレーザ５１への
適切なバイアス電流、即ち制御信号を送らせる。このバ
イアス電流は、レーザ５１を、第４図の局部発振器周波
数ｆ１１で発振させる電流値である。そのような適切な
バイアス電流の一群が、所望の局部発振器周波数ｆＩｆ
、ｆ１□、’＋３、’＋５の一群に対して決められ、第
２図のディジタル・プロセッサ７５に蓄えられる。
適切なバイアス電流、即ち制御信号を送らせる。このバ
イアス電流は、レーザ５１を、第４図の局部発振器周波
数ｆ１１で発振させる電流値である。そのような適切な
バイアス電流の一群が、所望の局部発振器周波数ｆＩｆ
、ｆ１□、’＋３、’＋５の一群に対して決められ、第
２図のディジタル・プロセッサ７５に蓄えられる。
第５図に、実線でレーザ特性曲線６５が示されている。
この曲線上の黒丸は、第４図で示した周波数ｆ１□、’
＋２、’Ｈ１ｆ１５、又は非常に広い帯域内の他の所望
の搬送周波数において、第２図の局部発振器レーザ５１
を操作するために必要なレーザ・バイアス電流値を示し
ている。
＋２、’Ｈ１ｆ１５、又は非常に広い帯域内の他の所望
の搬送周波数において、第２図の局部発振器レーザ５１
を操作するために必要なレーザ・バイアス電流値を示し
ている。
第２図の光受信機４５が最初に操作される時、それは第
５図のレーザ特性曲線６５に沿って働く。
５図のレーザ特性曲線６５に沿って働く。
所望の光層部発振器周波数を決めるためのレーザ・バイ
アス電流値として次に使うために所望の局部発振器周波
数ｆ１１、ｆ１□、ｆ１３、ｆ１５に対するレーザ駆動
電流ｉ １． ｉ ２． ｉ ３． ｉ ５の値が決め
られ、第２図のプロセッサ７５に蓄えられる。
アス電流値として次に使うために所望の局部発振器周波
数ｆ１１、ｆ１□、ｆ１３、ｆ１５に対するレーザ駆動
電流ｉ １． ｉ ２． ｉ ３． ｉ ５の値が決め
られ、第２図のプロセッサ７５に蓄えられる。
ある選ばれたレーザに対しては、既知の操作曲線がある
。同ｔ−ｉに光搬送波も、第３図に示すように、周波数
ｆ １． ｆ ２． ｆ ３． ｆ ５が既知である。
。同ｔ−ｉに光搬送波も、第３図に示すように、周波数
ｆ １． ｆ ２． ｆ ３． ｆ ５が既知である。
第５図のレーザ動作曲線を示す情報は、第２図のディジ
タル・プロセッサ７５に蓄えられている。特定のアドレ
スの一群が、所望の光層部発振器周波数を作るレーザ・
バイアス電流値を蓄えるために用意されている。局部発
振器周波数を作るためのレーザ・バイアス電流の適切値
は、キャリブレーション・プロセスによって以下のよう
に決められる。
タル・プロセッサ７５に蓄えられている。特定のアドレ
スの一群が、所望の光層部発振器周波数を作るレーザ・
バイアス電流値を蓄えるために用意されている。局部発
振器周波数を作るためのレーザ・バイアス電流の適切値
は、キャリブレーション・プロセスによって以下のよう
に決められる。
第１の局部発振器周波数が選ばれる。既知のレーザ特性
曲線から、最初のレーザ・バイアス電流が選ばれる。そ
の最初のレーザ・バイアス電流、即ち制御信号の値は、
第１の局部発振器周波数、例えば’１１の仔か下の周波
数を作るために選ばれる。第２図のキーボード７つから
、その値がディジタル◆プロセッサ７５に入れられ、パ
ワー供給部８０に読み出され、適切な電流値をリード８
１を経て、加算？５８２の入力に送られる。その電流は
、抵抗８３．８４によって適切に分割され、その各々は
レーザ５１の位相制御領域と分布ブラッグ反射体領域へ
夫々送られる。パワー供給部８０は又直接一定バイアス
電流をリード８７を通してレーザ５１の活性領域へ供給
する。
曲線から、最初のレーザ・バイアス電流が選ばれる。そ
の最初のレーザ・バイアス電流、即ち制御信号の値は、
第１の局部発振器周波数、例えば’１１の仔か下の周波
数を作るために選ばれる。第２図のキーボード７つから
、その値がディジタル◆プロセッサ７５に入れられ、パ
ワー供給部８０に読み出され、適切な電流値をリード８
１を経て、加算？５８２の入力に送られる。その電流は
、抵抗８３．８４によって適切に分割され、その各々は
レーザ５１の位相制御領域と分布ブラッグ反射体領域へ
夫々送られる。パワー供給部８０は又直接一定バイアス
電流をリード８７を通してレーザ５１の活性領域へ供給
する。
局部発振器レーザは、選ばれたチャネル周波数からの中
間周波数区間で働く。
間周波数区間で働く。
レーザの自走周波数は所望の局部発振器周波数における
ものではないので、フィードバック・ループがリード６
１にエラー信号を作る。能動積分器７０は増分レーザ・
バイアス電流、即ち制ｇｌｌ信号エラーを作り、それは
リード８つで加算器８２の別の人力に送られる。この増
分レーザ・バイアス電流、即ち制御信号エラーは、最初
に選ばれたレーザ・バイアス電流、即ち制御信号に加え
られ、所望の局部発振器周波数、例えばｆｌｌで発振さ
せるために、その自走周波数を駆動するレーザ５１へ抵
抗８３．８４を介して送られる。
ものではないので、フィードバック・ループがリード６
１にエラー信号を作る。能動積分器７０は増分レーザ・
バイアス電流、即ち制ｇｌｌ信号エラーを作り、それは
リード８つで加算器８２の別の人力に送られる。この増
分レーザ・バイアス電流、即ち制御信号エラーは、最初
に選ばれたレーザ・バイアス電流、即ち制御信号に加え
られ、所望の局部発振器周波数、例えばｆｌｌで発振さ
せるために、その自走周波数を駆動するレーザ５１へ抵
抗８３．８４を介して送られる。
ディジタル・プロセッサ７５はリード８９中の増分レー
ザ・バイアス電流を測り、それを最初のレーザ駆動電流
に加え、局部発振器周波数ｆ１□のためのレーザ・バイ
アス電流、即ち制御信号の新しい値として、その合計を
蓄える。
ザ・バイアス電流を測り、それを最初のレーザ駆動電流
に加え、局部発振器周波数ｆ１□のためのレーザ・バイ
アス電流、即ち制御信号の新しい値として、その合計を
蓄える。
同様に、適切なレーザ・バイアス電流が、他の所望の局
部発振器周波数ｆ１□、ｆ１３、ｆ１５に対して定めら
れる。これらのバイアス電流値は、次の修正のためにデ
ィジタル・プロセッサ７５に蓄えられる。 正規動作の
間、オペレータはキーボードア９を介してディジタル・
プロセッサ７５へ選択を入力することによって所望の局
部発振器周波数を選択する。プロセッサ７５は能動積分
器を始動させ、レーザ・バイアス電流の適切値に対する
要求をリード９０を通してパワー供給部８０へ送り、パ
ワー供給部８０はそのレーザ・バイアス電流を加算器８
２、抵抗８３．８４を通してレーザ５１へ送る。レーザ
特性がドリフトしない限り、レーザは所望の局部発振器
周波数で動作し、エラー信号はリード６１上に作られな
い。能動積分器７０による増分レーザ・バイアス電流も
リード８つに作られない。
部発振器周波数ｆ１□、ｆ１３、ｆ１５に対して定めら
れる。これらのバイアス電流値は、次の修正のためにデ
ィジタル・プロセッサ７５に蓄えられる。 正規動作の
間、オペレータはキーボードア９を介してディジタル・
プロセッサ７５へ選択を入力することによって所望の局
部発振器周波数を選択する。プロセッサ７５は能動積分
器を始動させ、レーザ・バイアス電流の適切値に対する
要求をリード９０を通してパワー供給部８０へ送り、パ
ワー供給部８０はそのレーザ・バイアス電流を加算器８
２、抵抗８３．８４を通してレーザ５１へ送る。レーザ
特性がドリフトしない限り、レーザは所望の局部発振器
周波数で動作し、エラー信号はリード６１上に作られな
い。能動積分器７０による増分レーザ・バイアス電流も
リード８つに作られない。
デバイスの劣化や環境変化の結果、例えば第６図の点線
の特性曲線で示されるように、レーザ特性曲線が他の位
置に変わることがあり得る。レーザ５１の環境が、動作
特性を代りの特性曲線６７ヘシフトさせる時は、本来の
レーザ特性曲線６５からの所定のバイアス電流値が適用
され、誤ったレーザ周波数を選択することになる。その
様な変化は、現場での長い運転期間中に、レーザ特性の
位置について起こることが予想されるので、レーザ・フ
ィードバック制御ループを含む回路が、これらの変化を
修正するために働く。
の特性曲線で示されるように、レーザ特性曲線が他の位
置に変わることがあり得る。レーザ５１の環境が、動作
特性を代りの特性曲線６７ヘシフトさせる時は、本来の
レーザ特性曲線６５からの所定のバイアス電流値が適用
され、誤ったレーザ周波数を選択することになる。その
様な変化は、現場での長い運転期間中に、レーザ特性の
位置について起こることが予想されるので、レーザ・フ
ィードバック制御ループを含む回路が、これらの変化を
修正するために働く。
第２図のサーボ制御回路は、エラー信号、例えばリード
６１上のエラー信号、及びディジタル・プロセッサ７５
からのｆａ号に応答する能動積分器７０を含んでいる。
６１上のエラー信号、及びディジタル・プロセッサ７５
からのｆａ号に応答する能動積分器７０を含んでいる。
このサーボ制御回路は、キャパシタ７８と並列に設けら
れたスイッチ７６を含んでいる。キャパシタ７８の充電
、放電は、ディジタル・プロセッサ７５からのスイッチ
７６への信号によって制御される。
れたスイッチ７６を含んでいる。キャパシタ７８の充電
、放電は、ディジタル・プロセッサ７５からのスイッチ
７６への信号によって制御される。
周波数ロックの活動は、スイッチ７６が閉じ、キャパシ
タ７８の放電によって始まる。キャパシタ７８が放電す
るとし、周波数ロックの動作が、スイッチ７６を開くこ
とによって始まる。選ばれたレーザ・バイアス電流、即
ち制御信号のために、それはレーザ自走周波数を作るも
のであるかり、リード６１上のエラー信号に応答するロ
ッキング・プロセスの間、レーザ周波数は変化する。第
４図の曲線６３に示されるように、リード６１上のエラ
ー信号は、局部発振器周波数ｆ１□、ｆ１□、’１３、
’１５において零線と交わる。これら零交差点の夫々の
両側から、エラー信号の極性が、所望の局部発振器周波
数ヘレーザを適切に駆動する。
タ７８の放電によって始まる。キャパシタ７８が放電す
るとし、周波数ロックの動作が、スイッチ７６を開くこ
とによって始まる。選ばれたレーザ・バイアス電流、即
ち制御信号のために、それはレーザ自走周波数を作るも
のであるかり、リード６１上のエラー信号に応答するロ
ッキング・プロセスの間、レーザ周波数は変化する。第
４図の曲線６３に示されるように、リード６１上のエラ
ー信号は、局部発振器周波数ｆ１□、ｆ１□、’１３、
’１５において零線と交わる。これら零交差点の夫々の
両側から、エラー信号の極性が、所望の局部発振器周波
数ヘレーザを適切に駆動する。
リード６１上のエラー信号に応答して、能動積分器回路
７０はキャパシタ７８への充電を始め、増分バイアス電
流、即ち制御信号エラーをリード８９上に発生させる。
７０はキャパシタ７８への充電を始め、増分バイアス電
流、即ち制御信号エラーをリード８９上に発生させる。
この増分バイアス電流は、加算器８２によってリード８
１上の選択されたレーザ・バイアス電流に加えられる。
１上の選択されたレーザ・バイアス電流に加えられる。
合計されたレーザ・バイアス電流は、所望の局部発振器
周波数で発振するようにレーザを駆動する。周波数関数
は、ディジタル・、プロセッサ７５に応答してパワー供
給部８０から選ばれたレーザ・バイアス電流によって作
られた周波数に、エラー信号とオフセット電圧の積算を
加えたものである。
周波数で発振するようにレーザを駆動する。周波数関数
は、ディジタル・、プロセッサ７５に応答してパワー供
給部８０から選ばれたレーザ・バイアス電流によって作
られた周波数に、エラー信号とオフセット電圧の積算を
加えたものである。
レーザ自走周波数が所望の局部発振器周波数で発振して
いる時はエラー電流は作られない。ディジタル・プロセ
ッサ７５は、リード８９中の増分レーザ・バイアス電流
値即ち制御信号を測り、読取り、又は決定して、それを
現在蓄えられているバイアス電流値、即ち制御信号に加
え、次にその新しい合計バイアス電流を、その選ばれた
局部発振器周波数のためのレーザ駆動電流の次の修正の
ために岳える。
いる時はエラー電流は作られない。ディジタル・プロセ
ッサ７５は、リード８９中の増分レーザ・バイアス電流
値即ち制御信号を測り、読取り、又は決定して、それを
現在蓄えられているバイアス電流値、即ち制御信号に加
え、次にその新しい合計バイアス電流を、その選ばれた
局部発振器周波数のためのレーザ駆動電流の次の修正の
ために岳える。
第２図の能動積分器７０は、零交差ｆ１□における第４
図のエラー信号６３のピーク間の急傾斜を越えて、回路
の引込み範囲を広げる。引込み範囲は定められたチャネ
ルの各々を越えて全範囲・に広げられる。オフセット電
流、即ち電圧のため、周波数ロック装置は、オフセット
のないエラー信号の低い振幅によって起こる周波数のス
ティッキング、即ち引込み時間が非常に長くなるのを防
Ｉヒする。更にプロセッサ７５はエラー信号の強さによ
ってチャネルのない時を決めることができる。
図のエラー信号６３のピーク間の急傾斜を越えて、回路
の引込み範囲を広げる。引込み範囲は定められたチャネ
ルの各々を越えて全範囲・に広げられる。オフセット電
流、即ち電圧のため、周波数ロック装置は、オフセット
のないエラー信号の低い振幅によって起こる周波数のス
ティッキング、即ち引込み時間が非常に長くなるのを防
Ｉヒする。更にプロセッサ７５はエラー信号の強さによ
ってチャネルのない時を決めることができる。
各局部発振器周波数は、零交差６４間の周波数範囲と等
しい検索範囲を有している。
しい検索範囲を有している。
上述した第２図のフィードバック・ループは、ディジタ
ル・プロセッサ７５に、レーザ動作特性のドリフトを知
らせる。例えば第６図では、最初の特性曲線６５から、
代りの特性曲線６７へ、特性がドリフトしている。選ば
れた局部発振器周波数、例えばｆｌのために蓄えである
バイアス電流ｉ１の値をディジタルφプロセッサ７５で
、例えば第７図のｉｌｏに再計算させる増分レーザ・バ
イアス電流が第２図のリード８つ中に生ずる時は、第６
図の曲線６７の変位のため、レーザ・バイアス電流ｉ
２． ｉ ３． ｔ ５の値は、夫々、所望の局部発振
器周波数ｆ ２． ｆ ３． ｆ ５．を作ることがで
きない。
ル・プロセッサ７５に、レーザ動作特性のドリフトを知
らせる。例えば第６図では、最初の特性曲線６５から、
代りの特性曲線６７へ、特性がドリフトしている。選ば
れた局部発振器周波数、例えばｆｌのために蓄えである
バイアス電流ｉ１の値をディジタルφプロセッサ７５で
、例えば第７図のｉｌｏに再計算させる増分レーザ・バ
イアス電流が第２図のリード８つ中に生ずる時は、第６
図の曲線６７の変位のため、レーザ・バイアス電流ｉ
２． ｉ ３． ｔ ５の値は、夫々、所望の局部発振
器周波数ｆ ２． ｆ ３． ｆ ５．を作ることがで
きない。
蓄えである特性曲線データと既知の増分レーザ・バイア
ス電流を用いて、ディジタル・プロセッサ７５は、第７
図に示すように、夫々、周波数ｆ２゜ｆ ３． ｆ ５
のための新しいレーザ・バイアス電流値ｉ２’、 ｉ
３’、 ｉ５’を計算し、蓄える。従って、所望の局
部発振器周波数が使用のために選ばれる時、ディジタル
・プロセッサ７５は、所望の局部発振器周波数が正しい
値に非常に近付くように、レーザ・バイアス電流をレー
ザに供給する。
ス電流を用いて、ディジタル・プロセッサ７５は、第７
図に示すように、夫々、周波数ｆ２゜ｆ ３． ｆ ５
のための新しいレーザ・バイアス電流値ｉ２’、 ｉ
３’、 ｉ５’を計算し、蓄える。従って、所望の局
部発振器周波数が使用のために選ばれる時、ディジタル
・プロセッサ７５は、所望の局部発振器周波数が正しい
値に非常に近付くように、レーザ・バイアス電流をレー
ザに供給する。
以上は、ランダム・アクセスのディジタル同調コヒーレ
ント光受信機の実施例を述べたものである。この実施例
や、その視野で明らかな他の実施例は共に特許請求の範
囲内にある。
ント光受信機の実施例を述べたものである。この実施例
や、その視野で明らかな他の実施例は共に特許請求の範
囲内にある。
第１図は、光周波数分割多重化装置のブロック図、
第２図は、ランダム・アクセス・ディジタル同調コヒー
レント光受信機のブロック図、第３図は、光周波数分割
多重化装置のためのパワー・スペクトル対搬送周波数応
答曲線を示す図、第４図は、光層部発振器周波数に対し
てプロットされたエラー信号応答曲線を示す図、第５図
は、レーザのための最初の周波数対駆動電流特性曲線を
示す図、 第６図は、レーザのための最初の周波数ス・１駆動電流
特性曲線とシフトした周波数対駆動電流特性曲線を示す
図、 第７図は、第５図の最初の特性から選ばれた所望の周波
数で局部発振レーザが動作するように、第６図のシフト
した特性曲線を、第２図の装置がいかに補償するかを示
す図である。 バイアス電扁氾
レント光受信機のブロック図、第３図は、光周波数分割
多重化装置のためのパワー・スペクトル対搬送周波数応
答曲線を示す図、第４図は、光層部発振器周波数に対し
てプロットされたエラー信号応答曲線を示す図、第５図
は、レーザのための最初の周波数対駆動電流特性曲線を
示す図、 第６図は、レーザのための最初の周波数ス・１駆動電流
特性曲線とシフトした周波数対駆動電流特性曲線を示す
図、 第７図は、第５図の最初の特性から選ばれた所望の周波
数で局部発振レーザが動作するように、第６図のシフト
した特性曲線を、第２図の装置がいかに補償するかを示
す図である。 バイアス電扁氾
Claims (9)
- （１）制御信号を介して、周波数の範囲が別れている選
択可能な一群の局部発振器周波数に同調するレーザと、 複数の光チャネルを含む受信光信号と混合される選択さ
れた前記一群の局部発振器周波数に応答して、選択可能
な前記一群の局部発振器周波数を作るための一群の制御
信号値を決める手段と、前記一群の制御信号値を蓄える
手段と、 前記一群の局部発振器周波数の所望の周波数へ前記レー
ザを駆動するための制御信号を、蓄えられた前記制御信
号値から選択する手段と、 を含むことを特徴とする局部発振器レーザ同調用レーザ
制御装置。 - （２）レーザの自走局部発振器周波数と所望の局部発振
器周波数との間の差を決める手段と、前記自走局部発振
器周波数と所望の前記局部発振器周波数との間の差を修
正するために、制御信号エラーを決める手段と、 前記レーザを駆動するための選択された制御信号へ前期
制御信号エラーを加える手段と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の局部発振器レ
ーザ同調用レーザ制御装置。 - （３）レーザの動作特性を表す情報を蓄える手段を備え
、 制御信号エラー決定手段が、選択された局部発振器周波
数のための制御信号エラーを決定した場合、プロセッサ
は、選択可能な一群の局部発振器周波数を作るために、
新しい一群の制御信号値を決定し蓄えることを特徴とす
る請求項２に記載の局部発振器レーザ同調用レーザ制御
装置。 - （４）周波数の差を決める手段は、 中間周波数信号を含むヘテロダインされた信号を作るた
めに、選択された局部発振器信号を、複数の光チャネル
を含む受信光信号とヘテロダインするための少なくとも
１つの光検出器と、 情報信号を含む中間周波数チャネルの中へ、ヘテロダイ
ンされた信号を濾波する手段と、 前記情報信号を含むベースバンド情報チャネルの中へ、
前記中間周波数チャネルを復調する手段と、 を含むことを特徴とする請求項２に記載の局部発振器レ
ーザ同調用レーザ制御装置。 - （５）制御信号エラーを決める手段は、 振幅変調されたチャネルの中へ、中間周波数チャネルを
周波数弁別する手段と、 エラー信号の中へ、振幅変調されたチャネルを濾波する
手段と、 前記制御信号エラーの中へ、前記エラー信号を積算する
手段と、 を含むことを特徴とする請求項４に記載の局部発振器レ
ーザ同調用レーザ制御装置。 - （６）エラー信号にオフセットを加え、周波数スティッ
キングを防ぐ手段を含むことを特徴とする請求項５に記
載の局部発振器レーザ同調用レーザ制御装置。 - （７）周波数の差を決める手段は、 中間周波数信号を含むヘテロダインされた信号を作るた
めに、選択された局部発振器信号を、複数の光チャネル
を含む受信光信号とヘテロダインするための少なくとも
１つの光検出器と、 情報信号を含む中間周波数チャネルの中へ、前記ヘテロ
ダインされた信号を濾波する手段と、振幅変調されたチ
ャネルの中へ、前記中間周波数チャネルを周波数弁別す
る手段と、 前記情報信号を含むベースバンド情報チャネルの中へ、
前記振幅変調されたチャネルを、復調する手段と、 を含むことを特徴とする請求項２に記載の局部発振器レ
ーザ同調用レーザ制御装置。 - （８）制御信号エラーを決める手段は、 エラー信号の中へ、振幅変調されたチャネルを濾波する
手段と、 前記制御信号エラーの中へ、前記エラー信号を積算する
手段と、 を含むことを特徴とする請求項７に記載の局部発振器レ
ーザ同調用レーザ制御装置。 - （９）エラー信号にオフセットを加え、周波数スティッ
キングを防ぐ手段を含むことを特徴とする請求項８に記
載の局部発振器レーザ同調用レーザ制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/347,121 US4916705A (en) | 1989-05-04 | 1989-05-04 | Random-access digitally-tuned coherent optical receiver |
| US347121 | 1999-07-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02304425A true JPH02304425A (ja) | 1990-12-18 |
| JP2679859B2 JP2679859B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=23362412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2115333A Expired - Fee Related JP2679859B2 (ja) | 1989-05-04 | 1990-05-02 | 局部発振器レーザ同調用レーザ制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4916705A (ja) |
| EP (1) | EP0396370B1 (ja) |
| JP (1) | JP2679859B2 (ja) |
| CA (1) | CA2013156C (ja) |
| DE (1) | DE69030019T2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5406553A (en) * | 1987-11-27 | 1995-04-11 | British Telecommunications Public Limited Company | Apparatus and method for converting a frequency division multiplex to a time division multiplex |
| JP2839611B2 (ja) * | 1990-01-16 | 1998-12-16 | 沖電気工業株式会社 | 自動周波数制御回路 |
| US5017880A (en) * | 1990-01-24 | 1991-05-21 | Rockwell International Corporation | Varying operational frequency control circuit apparatus with noise minimizing feature |
| EP0486874B1 (en) * | 1990-11-21 | 2002-03-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Multiplex digital communication system for transmitting channel identification information |
| FR2680883B1 (fr) * | 1991-08-30 | 1993-11-19 | Alcatel Cit | Procede et dispositif de commande d'un convertisseur de longueur d'onde optique. |
| EP0529732B1 (en) * | 1991-08-30 | 1994-11-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Tunable laser oscillator |
| NL9201130A (nl) * | 1992-06-25 | 1994-01-17 | Nederland Ptt | Optische menginrichting met een fotodetector voor een heterodyne ontvanger. |
| JP3184359B2 (ja) * | 1993-03-19 | 2001-07-09 | 富士通株式会社 | 半導体レーザ制御方法および半導体レーザ制御装置 |
| JP2826436B2 (ja) * | 1993-04-02 | 1998-11-18 | 日本電気株式会社 | 中間周波数引き込み方法 |
| JP3729045B2 (ja) * | 2000-08-30 | 2005-12-21 | 日本電気株式会社 | 光モジュールの異常検出方法及びその装置 |
| US7127177B1 (en) | 2002-08-02 | 2006-10-24 | Finisar Corporation | Integrated post-amplifier and laser driver assembly with digital control interface |
| US7269357B2 (en) * | 2002-08-02 | 2007-09-11 | Finisar Corporation | Transceiver with programmable signal parameters |
| US7177547B1 (en) | 2002-08-02 | 2007-02-13 | Finisar Corporation | System and method for controlling polarity of a data signal |
| US7224904B1 (en) | 2002-10-29 | 2007-05-29 | Finisar Corporation | Digital control of optical transceiver transmitting and receiving elements |
| US7356262B2 (en) | 2002-11-06 | 2008-04-08 | Finisar Corporation | Time division multiplexing of analog signals in an optical transceiver |
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