SE522827C2 - Metod och system för en optisk enhet - Google Patents

Description

25 30 35 UH NJ B) NO) NJ* \J . n u n | n laser med distribuerad återkoppling). DFB-lasern består av ett enda aktivt lager "med ett gitter distribuerat över hela kaviteten.

En annan typ av lasrar med Bragg-reflektor âr DBR-lasern (en laser med distribuerad Bragg-reflektor). I DBR-lasern är vägledaren uppdelad på flera sektioner, en aktiv förstärkande sektion med ett förstärkande material, en passiv Bragg-sektion ett och ett Bragg- gitter, och en valfri fas-sektion. med icke-absorberande vàgledarmaterial DBR-lasern har ett flertal fördelar jämfört med DFB-lasern.

DBR-lasern har bättre avstämbarhet, bättre spektral renhet och bättre modulationskarakteristik. Framför allt är det den bättre modulationskarakteristiken för DBR- och således ett högre uteffekt, lasern som tillåter högre bit-hastigheter, bättre utnyttjande av bandbredden.

Våglängdsskift beroende på degradering är inte något problem i en DFB-laser. Bârardensiteten i gittersektionen hålls konstant och är oberoende av ökad rekombinering i gitterlagret, så länge den optiska effekten är konstant. Den optiska effekten hålls vanligen konstant genom övervakning av effekten från den bakre facetten och justering av nædelströmmen för att bibehålla en Detta kallas automatisk konstant optisk effekt från den bakre facetten. automatisk (APC). effektstyrning är DFB-lasern mycket stabil, då bärardensiteten effektstyrning Även utan är nästan konstant över lasring.

DBR-lasern lider däremot av problem med långtidsstabiliteten, även då automatisk effektstyrning används. I en DBR-laser styrs Bragg-våglängden av en ström som injiceras i Bragg-sektionen.

Strömmen ändrar bärardensiteten i Bragg-sektionen, vilket i sin tur ändrar brytningsindex och således våglängd. hos gittret.

Bärarrekombinationen i. Bragg-sektionen ändras dock över tiden beroende på degradering, och eftersom bärardensiteten i Bragg- sektionen inte är begränsad av stimulerad rekombination, som i den aktiva sektionen, kommer bärardensiteten att ändras vid en konstant ström till Bragg-sektionen. Den ändrade bärar- 10 15 20 25 30 ' 52 27 . | u . .n f) 0 L O 3 densiteten kommer att ändra vågledarens brytningsindex, vilket i sin tur ändrar Bragg-våglängden, vilket kan leda till helt förändrade spektral- och modulationskarakteristiker.

En kritisk fråga för en DBR-laser är således styrning av bärardensiteten i den passiva sektionen.

I tidigare känd teknik har DBR-lasrar stabiliserats genom applicering av en lätt modulering till den passiva sektionen och övervakning av den främre uteffekten. Denna metod är dock komplicerad och kräver extra optiska element, och kan inte användas tillsammans med höghastighetsmodulering (se exempelvis Larry A. Coldren, Scott W. Corazine, ”Diode Lasers and Photonic ISBN 0-471-11875-3, S0m en Integrated Circuits”, figur 8.3). konsekvens av detta används inte DBR-lasrar så mycket som höghastighetsmodulerade ljuskällor som vore fallet om de inte vore så känsliga för degradering som de är.

En DBR-laser kan också realiseras genom användande av ett enda aktivt lager och två elektroder. I detta fall måste Bragg- sektionen drivas precis vid transparenspunkten för att den skall bibehållas passiv. Detta är mycket svårt att uppnå utan styrning av bärardensiteten. således att de och således är av begränsad Ett problem med DBR-lasrar är upplever degradering beroende på åldrande, användbarhet i system där stabil operation över lång tid krävs.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en metod för stabilisering av en optisk enhet innefattande en aktiv sektion och xninst en. passiv sektion, som löser ovan nämnda problem.

Detta syfte åstadkoms genom en metod såsom denna definieras i den kännetecknande delen av krav 1.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett system för stabilisering av en optisk enhet innefattande 10 15 20 25 30 » 522 327' 4 en aktiv sektion och minst en passiv sektion.

Detta syfte àstadkoms genom ett system för stabilisering av en optisk enhet såsom detta definieras i den kännetecknande delen av krav 28.

En fördel med föreliggande uppfinning är att en optisk enhet med en aktiv sektion och en passiv sektion kan stabiliseras genom styrning av bärardensiteten i den passiva sektionen, genom extrahering av en signal från den minst en passiva sektionen och en referenssignal från en signal som matas till den aktiva sektionen. En lágpassfiltrerad produkt av de båda extraherade signalerna jämförs sedan med ett givet värde, varpå en ström till den. passiva sektionen styrs baserat på jämförelsen.

Det är även en fördel med föreliggande uppfinning att den kan implementeras utan behov av några ytterligare optiska komponenter.

En annan fördel med föreliggande uppfinning är att den löser problemet med långsiktig stabilitet för en DBR-laser, och gör det möjligt att utnyttja fördelarna med en direktmodulerad DBR-laser i ett stabil operation under lång tid. kommunikationssystem som kräver En ytterligare fördel relaterad till DBR-lasrar är att föreliggande uppfinning även möjliggör användande av en DBR- laser av enkellagertyp i system som är utformade för att ha stabil operation under lång tid.

En fördel med en utföringsform av föreliggande uppfinning är att bärardensiteten kan regleras till en önskvärd nivå, och på så sätt möjliggöra avstämning av den optiska enheten till ett flertal operationspunkter.

En fördel med en utföringsform av föreliggande uppfinning är att den optiska enheten kan stâmmas av till en punkt där bandgapsabsorbtionen är noll, d.v.s. transparenspunkten.

En annan fördel med en utföringsform av föreliggande 10 15 20 25 30 Ofifi en en .- 5 šëißs , , Cññ ULL | . ø . .u uppfinning är att en del av den datasignal som matas till den aktiva sektionen kan användas som referenssignal, och pà detta sätt kan behovet av extra signalkâllor som kan öka systemets kostnad och komplexitet undvikas.

Ytterligare en fördel med en utföringsform av föreliggande uppfinning är att bärardensiteten kan representeras av en signal representerande bandgapsabsorptionen, vilken signal enkelt kan mätas som en differentiell ström (växelström) skapad av optisk effekt resulterande från modulation. Ännu en fördel med en utföringsform av föreliggande uppfinning âr att användning av en signal representerande bandgaps- absorptionen då datasignalen används som referenssignal möjliggörs genom filtrering av en del av den signal som extraheras fràn den passiva sektionen, och/eller en del av referenssignalen, genom bandpassfilter med passband väl över inversen av en differentiell livstid för bärarna i den passiva sektionen.

En ytterligare fördel med en utföringsform av föreliggande uppfinning är att i sinussignal användas som referenssignal, och pà detta sätt kan en alternativ utföringsform kan en behovet av bandpassfiltrering av den extraherade referens- signalen, och/eller den signal som extraheras från den minst en passiva sektionen, undvikas.

En annan fördel med en utföringsfornx av föreliggande uppfinning är att en optisk enhet som agerar som en laser med konstant intensitet med en separat driven passiv sektion kan stabiliseras till en föredragen operationspunkt oberoende av degraderingen i den optiska enheten.

Det är även en fördel med en utföringsform av föreliggande uppfinning att en optisk enhet med en extern modulator, såsom en elektroabsorbtionsmodulator eller en Mach-Zender-modulator, kan stabiliseras med hjälp av föreliggande uppfinning.

Ytterligare syften och fördelar med föreliggande uppfinning blir uppenbara för fackmän inom området genom följande 10 15 20 25 OO_ m ~a - ø Q » »o detaljerade beskrivning.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur la visar ett exempel pà en laser med distribuerad Bragg- reflektor med en passiv och en aktiv sektion.

Figur lb visar ett exempel på en laser med distribuerad Bragg- reflektor med en passiv, en aktiv och en fas-sektion.

Figur 2 visar ett system för stabilisering av en optisk enhet enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Figur 3 visar ett system för stabilisering av en optisk enhet enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Figur 4 visar ett system för stabilisering av en optisk enhet enligt en tredje utföringsform av uppfinningen.

Figur 5 visar ett system för stabilisering av en optisk enhet enligt en fjärde utföringsform av uppfinningen.

Figur 6 visar ett system för stabilisering av en optisk enhet enligt en femte utföringsform av uppfinningen.

Figur 7 visar ett system för stabilisering av en optisk enhet enligt en sjätte utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORHER I figur la visas en konventionell tvåsektions-DBR-laser, vilken används i en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning. Lasern innefattar en aktiv sektion 1 och en passiv sektion 2, var och en med en kavitet. Den aktiva sektionen 1, sektion, har en vågledare vilken utgör en förstârkande bestående av ett förstârkande material 3, och den passiva sektionen 2, vilken utgör en Bragg-sektion, har en vågledare bestående av ett icke-absorberande material 4 och ett Bragg- gitter 5. Både den förstârkande sektionen och Bragg-sektionen innefattar elektroder 6 och 7, och möjliggör på detta sätt för 10 15 20 25 30 35 - - 522 27 o ø - - .v 0 U 7 sektionerna att drivas individuellt med strömmar Ifö” 10 och från och en bakre facett 15.

Ißügg ll. Lasern innefattar även en främre facett 9, vilken det genererade ljuset hämtas, Ifiüg 10 är en ström som injiceras i den aktiva sektionen och och. på detta sätt 11 är en ström som används för styrning av bärardensiteten, även den optiska förstärkningen. Igfiwg injiceras i den passiva sektionen och används för styrning av ändringar i Bragg- Bragg-vàglängden genom bârarinducerade gittrets 5 brytningsindex. Den aktiva sektionen 1 och den passiva sektionen 2 kan byggas på ett gemensamt substrat 8.

Figur lb visar en konventionell tresektions-DBR-laser, vilken används i en föredragen utföringsform av uppfinningen. Utöver sektionerna i. tvåsektions-DBR-lasern har tresektions-DBR- lasern även en fasstyrnings-sektion 12, och en elektrod 13 som gör det möjligt att även driva fas-sektionen separat.

Tresektions-DBR-lasern opererar på samma sätt som tvåsektions- DBR-lasern, med den skillnaden att den. ytterligare strömmen Ing 14 är en injicerad ström som används för att ändra index Användning av fas- sektionen möjliggör till en spännvidd av våglängder än tvåsektions-DBR-lasern. genom bärarinduktion i fas-sektionen. avstämning av lasern större Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas närmare enligt en första utföringsfonn i samband med figur 2, vilken visar ett system som är kapabelt att stabilisera en optisk enhet, såsom de DBR-lasrar som beskrivits med hänvisning till figur la och figur lb.

I ett vanligt system med en laser, såsom de som beskrivits ovan, är drivströmmen Ißngg en konstant likström som är avsedd att hälla Bragg-gittrets våglängd. vid ett önskat värde. På grund av' degradering förändras dock, såsom förklarats ovan, den passiva sektionens karakteristik över tid på grund av åldrande, varför en konstant ström Iman med tiden inte håller lasern vid den önskade våglängden, effektstyrning används så att den optiska effekten 'vid den bakre facetten bibehålls vid ett konstant värde. även om en automatisk 10 15 20 25 30 35 en ro w CO m ~a Problematiken med åldrande löses av systemet i figur 2 genom lägpassfiltrering av en produkt av en del av en signal matad till den aktiva sektionen, vilken signal fungerar som en referenssignal, och en del av en signal detekterad från den passiva sektionen, och sedan en jämförelse av den lågpassfiltrerade produkten med ett förbestâmt värde, samt justering av likströmmen till den passiva sektionen baserat pà jämförelsen. Denna àterkopplingsslinga kan kombineras med en vanlig automatisk effektstyrning, där den optiska effekten från den bakre facetten bibehålls vid ett konstant värde genom styrning av drivströmmen till förstârkarsektionen.

Systemet i figur 2 innefattar en laser 20 med en aktiv sektion 21 och en passiv sektion 22. Lasern har även anslutningar 23 och 24 till sektionen 21 respektive den passiva sektionen 22. för anslutning av drivsignaler den aktiva Systemet inkluderar även en datasignal 25, som är ansluten till en konverterare 26 där den konverteras till ett signalformat 21. konverterade signalen 35 är ansluten till anslutningen 23 på lämpligt för matning av den aktiva sektionen Den lasern 20.

Den konverterade datasignalen 35 motsvarar förstârknings- signalen Iför, i figur la och figur lb, drivning av den aktiva sektionen 22 och direktmodulering av och används både för lasern. 20. Signalen 35 tänder' och släcker lasern 20 med. en mycket hög frekvens - moduleringsfrekvenser upp till 25 GHz är möjliga - och möjliggör på detta sätt en mycket hög bit- hastighet. Den resulterande modulerade ljussignalen hämtas frán den främre facetten 59 och transmitteras sedan vanligen vidare via en optisk fiber (ej visad).

Systemet inkluderar även en. enhet 31 för jämförande av ett förbestâmt värde 39 med en signal från en multiplicerare 28, vilken signal kommer att beskrivas i mer detalj nedan. Enheten 31 inkluderar även anordningar för anordnande av en likström 40 till den passiva sektionen genom anslutningen 24.

En del av datasignalen 25 extraheras som en referenssignal 29 10 15 20 25 30 CH BJ BJ OD BD \J = . o - .o i konverteraren 26, och matas via ett bandpassfilter 27 till multipliceraren 28. Till multipliceraren 28 matas också en signal 30, vilken signal 30 extraheras från den passiva sektionen 22 av lasern 20.

Den signal som extraheras från den passiva sektionen 22 är en differentiell ström superponerad pá den likströmssignal 40 som matas till den passiva sektionen 22 via anslutningen 24. Den differentiella strömmen är en konsekvens av den optiska modulationseffekt i kaviteten som resulterar från signalen 35, det vill säga när det finns en förstärkning i den. passiva sektionen 22 konsumeras ström från anslutningen 23, och när det finns en absorbtion i den passiva sektionen 22 genereras ström. Följaktligen. genereras en cdifferentiell ström i. den passiva sektionen 22, vilken differentiell ström superponeras på den likströmssignal 40 som matas till den passiva sektionen 22, och. är detekterbar' på anslutningen 24 till den. passiva sektionen 22.

Signalen 30 ästadkoms genom blockering, exempelvis med en kondensator 32, där likströmskomponenten motsvarar signalen 40, och bandpassfiltrering av den resulterande växelströms- komponenten ett 33. representerar bandgapsabsorptionen, samt även bärardensiteten, genom bandpassfilter Signalen 30 såsom nu skall beskrivas.

Bârardensiteten beror av strömmen till sektionen, den optiska effekten och rekombineringen i vilket beroende på degradering. Detta år skälet till att en konstant sektionen, ändras ström till den passiva sektionen inte är tillräckligt för att hålla bärardensiteten konstant.

Förhållandet mellan bärardensitet n och optisk effekt p vid en operationspunkt förklaras av följande differentialekvation, vilken beskriver effekten på bärardensiteten av en liten förändring i optisk effekt: âfawnßp-å <1) 10 15 20 25 30 . ø a n »n 10 : -1 - . , oo nu o n n o n z 2 i , o n u u en I a I a är bandgapsabsorptionen och 1 är den differentiella livstiden. Transformation av' denna differentialekvation till frekvensdomänen och lösning av den för bârardensiteten ger lösningen: 11304” <2) -+jw r Såsom visas i ekvation (2) är effekten av ändrad differentiell livstid 1' beroende på den optiska enhetens åldrande försumbar för frekvenser väl över den differentiella livstidens invers, och för dessa frekvenser kan bârardensiteten kontrolleras genom mätning av bandgapsabsorptionen. Såsom visas i ekvation (2) blir det, så länge den optiska effekten p hålls konstant, en direkt relation mellan bandgapsabsorptionen a och variationen i bärardensitet n. Den differentiella ström som extraheras från den passiva sektionen är direkt proportionell Detta innebär att man kan bandgapsabsorptionen från Eftersom bandgapsabsorptionen är en mot variationen i bärardensitet. den extraherade stabilisera differentiella strömmen. direkt funktion av' bârardensiteten .no vid operationspunkten kommer vi även att stabilisera bârardensiteten” och således den passiva För att hålla den optiska effekten på en konstant nivå kan en vanlig automatisk där effekten vid den bakre facetten till sektionens brytningsindex. effektstyrning användas, och medelvärdet på drivningen förstärkar- övervakas sektionen styrs.

Denna differentiella ström matas, såsom beskrivits ovan, till multipliceraren 28 via ett bandpassfilter. Bandpassfiltreringen av referenssignalen, och av den signal som representerar den differentiella strömmen, att de studerade frekvenserna är frekvenser väl över den differentiella livstidens invers, att datasignalen 25 och således även modulationssignalen 35 är fyrkantsvågsliknande med frekvensspektrum spännande över en väldigt vid bandbredd, lågfrekvenskomponenter.

Båda signalerna bandpassfiltreras genom filter med åtminstone âr en konsekvens av 'villkoret ovan och beroende av det faktum inkluderande 10 15 20 25 30 35 ^ ~ ß22'ß2f .-m..--_- .... - 11 __ ' _ delvis överlappande passband, även om den genererade signalen är starkast då passbanden är lika, vilka passband befinner sig ovan nämnda invers av den vid frekvenser väl över differentiella livstiden för att undvika inverkan från den differentiella Bäst grupplöptiden över samtliga passband är ungefär densamma. Det kan vara fördelaktigt att förstärka åtminstone signalen från livstiden. systemprestanda uppnås då den passiva sektionen.

Produktsignalen 38 av de båda signalerna 29 och 30 är en signal som, i motsats till signalerna 29 och 30 och på grund av multiplikationen med samma frekvenser, har en medelvärdeskomponent som, bortsett från transparenspunkten där bârardensiteten är noll, är större än eller mindre än noll.

Signalen 38 lågpassfiltreras genom ett lågpassfilter' 41 för att likströmskomponenten skall erhållas, och matas sedan till enheten 31 för jämförande med (medelvärdeskomponenten) ett förbestâmt värde 39. Beroende på huruvida den lågpassfiltrerade signalen 38 är större än eller mindre än det förbestämda värdet 39 kan likströmmen 40 till den passiva sektionen tills det likströmmen är lika. På detta sätt kan en önskad strömdensitet justeras förbestämda värdet 39 och åstadkommas i den passiva sektionen, och på detta sätt är det möjligt att behålla lasern 20 vid en önskad operationspunkt.

Det förbestämda värdet kan erhållas på olika sätt. Det kan erhållas genom användande av en mikroprocessorstyrd mätprocess och våglängden för alla till. Dessa mätningar lagras sedan i exempelvis ett ROM-minne (Read Only och när den optiska enheten skall avstämmas till en som samtidigt mäter signalen 38 våglängder den optiska enheten kan avstämmas Memory) viss våglängd kan motsvarande förbestämda värde läsas från ROM-minnet och den optiska enheten kan avstämmas till den önskade våglängden, eftersom det lagrade värdet på den differentiella strömmen alltid kommer att motsvara samma våglängd, oberoende av den optiska enhetens degradering.

Mätningarna utförs företrädesvis under intrimmandet av den optiska komponenten före leverans. 10 15 20 25 30 ~ » 522 s27i 12 Figur 3 visar ett system enligt en alternativ föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning. Även i figur 3 finns en laser 20 med en aktiv sektion 21 och en passiv sektion 22.

Där finns även en enhet 31 för jämförande av ett förbestämt 28. för konvertering 39 med en utsignal 46 från en multiplicerare Systemet inkluderar även en konverterare 43, av en datasignal 25 till ett signalformat som är lämpligt för värde matning av den aktiva sektionen.

Systemet i figur 3 skiljer sig från systemet i figur 2 genom att i stället för att som i används för generera en att en sinusgenerator 45 sinussignal som referenssignal 42, figur 2 en del av datasignalen används som referenssignal. En del av sinussignalen är också ansluten till konverteraren 43, där den mixas med datasignalen 25 för formande av en signal 44 för matning till den aktiva sektionen.

Sinusgeneratorn 45 genererar företrädesvis en sinussignal av en frekvens väl över den differentiella livstidens invers för den passiva sektionens bärare. På detta sätt kan behovet av bandpassfiltrering av referenssignalen 42 undvikas, och sinussignalen 42 kan anslutas direkt till multipliceraren 28, såsom visas i figur 3. Dock kan bandpassfiltret ändå användas, för att att förstärkarna bottnar. reducera oönskat brus och undvika risken Den signal 30 som matas till multipliceraren 28 erhålls på samma sätt som i det system som beskrivs i figur 2. Här finns det fortfarande ett behov av bandpassfiltrering av den signal som extraherats från den minst en passiva sektionen, eftersom det fortfarande signal från datasignalsdelen 25 av signalen 44. finns en inverkan på denna Produktsignalen 46 från multipliceraren 28 làgpassfiltreras genom ett lägpassfilter 41 och jämförs med ett förbestämt värde 39 i en enhet 31 på samma sätt som beskrivits ovan.

Figur 4 visar ett system enligt ännu en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 522 827 , u uuuu uu u u... :uu.: z u _ . _ _ n ' _ , 13 . nu ou u I u I ° ° ' ,' ll I l I I Ü ' I ï . . ' ' I u u u u u u u u u u I u u u u uu .u nu .nu u I figur 4 fungerar lasern som en laser med konstant intensitet (CW-laser). Detta innebär att lasern fungerar som en ljuskälla som kontinuerligt emitterar omodulerat ljus vid en specifik våglängd.

I figur 4 finns en laser 20 med en aktiv sektion 21 och en passiv sektion 22. Där finns även en enhet 31 för jämförande förbestämt värde 39 med en utsignal 50 från en 28. En sinussignal 51 som referenssignal. av ett sinusgenerator 45 genererar en multiplicerare I figur 4 är datasignalen en signal med konstant intensitet 52. För att kunna detektera en differentiell ström i den passiva sektionen 22 näste en lätt modulering appliceras på den kontinuerliga signalen. En del av den signal som genereras i sinusgeneratorn 45 mixas därför med den konstanta CW- signalen 52 i den konverterare 53 som konverterar CW-signalen 52 till en signal av ett format som är lämpligt för matande av den aktiva sektionen 21. Denna lätta nmdulering av signalen åstadkommer den differentiella ström i. den passiva sektionen den passiva 22 som krävs för att styra bärardensiteten i sektionen 22. Eftersom den differentiella ström som resulterar från den lätta moduleringen av sinussignal kan bandpassfiltreringen av signalen från den sinussignalen också är en passiva sektionen till multipliceraren utelämnas, såsom visas i figuren. Dock används troligen ändå bandpassfiltren, analogt med vad som beskrivits i anslutning till figur 3.

Systemet i figur 4 gör det således möjligt att stämma av en fungerar CW-laser till en och bibehålla den där med stabil lasring som en godtycklig laser som operationspunkt, oberoende av degradering i den passiva sektionen.

Figur 5 visar ett system enligt ännu en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning, fungerar som en CW-laser. där lasern också Systemet i figur 5 liknar systemet i figur 4 bortsett från att i figur 5 har lasern en extern modulator 60 ansluten. En datasignal 61 är ansluten till en konverterare 62 där den 10 15 20 25 30 on n: m oo n: ~a .. . . . . . .. 14 :".:".: : . . .. . .

\ I! II O! O I I Ü nu - I ~ I 'II ' | o n c In u men n konverteras till ett format soul är lämpligt för' matning av modulatorn 60. Modulatorn kan vara en elektroabsorbtions- modulator eller en Mach-Zender-modulator. en fördel med en utföringsform av föreliggande uppfinning att en optisk enhet med en extern modulator kan stabiliseras.

Det är således också Ovan beskrivna exempel beskriver stabilisering av en laser med en aktiv' sektion och en. passiv' sektion. I en laser' med en ytterligare passiv sektion, såsom den laser som beskrivs i figur lb, med en Bragg-sektion och en fas-sektion, kan stabiliseringen av den ytterligare sektionen utföras med en extra styrningsloqp liknande den ovan beskrivna, eftersom de två olika sätt. Ett exempel på detta visas i figur 6, vilken visar utföringsformen sektionerna sannolikt degraderar pà från figur 2 för en laser med två passiva sektioner.

Systemet i figur 6 innefattar en laser 20 med en aktiv sektion 21 och två passiva sektioner 22, 70. Lasern inkluderar även anslutningar 23, 24 och 71 för anslutning av drivsignaler till den aktiva sektionen 21, den passiva sektionen 22 respektive den passiva sektionen 70.

Liksom i figur 2 inkluderar systemet även en datasignal 25, vilken är ansluten till en konverterare 26 där den konverteras till ett aktiva sektionen 21. till laserns 20 anslutning 23. signalformat som är lämpligt för matning av den Den konverterade signalen 35 är ansluten En del av datasignalen 25 extraheras som en referenssignal 29 i konverteraren 26 och matas via ett bandpassfilter 27 till multipliceraren 28 och en multiplicerare 74.

Den passiva sektionen 22 stabiliseras såsom ovan beskrivits i samband med figur 2.

Den passiva sektionen 70 stabiliseras på liknande sätt med en andra styrningsloop. Enhet 72 jämför ett förbestämt värde 73 med en signal från en Imiltiplicerare 74, likström 76 på den passiva sektionen genom anslutningen 71 baserat på jämförelsen. Multipliceraren 74 multiplicerar ovan och applicerar en 10 15 20 25 30 35 15 ïEf** nämnda referenssignal 29 med en signal 75 erhàllen från den passiva sektionen 70, vilken signal erhålls genom blockering, exempelvis med en kondensator 77, av den likströmskomponent som motsvarar 76, och resulterande växelströmskomponenten genom ett bandpassfilter 78. signalen bandpassfiltrerar den Stabilisering av en laser med två passiva sektioner har här diskuterats med hänvisning till den i figur 2 beskrivna utföringsformen. Stabilisering av en laser med två passiva sektioner är dock naturligtvis applicerbart på samtliga ovan beskrivna exempel, samt övriga utföringsformer inom ramen för uppfinningen. Kombinationer av ovan beskrivna utföringsformer är också möjliga, där en passiv sektion stabiliseras med en av och en andra passiv de ovan beskrivna styrningslooparna, stabiliseras med en ovan beskrivna sektion annan av de styrningslooparna, I det allmänna fallet där lasern kan stabiliseras vid en godtycklig punkt, såsom beskrivits ovan, mäste det förbestämda värdet mätas i förväg. Det finns dock ett specialfall där det alltid är där bandgapsabsorbtion och således förbestämda värdet samma, och det är vid transparenspunkten, d.v.s. bärardensitet är noll. I detta fall är endast tecknet på den lágpassfiltrerade signalen från multipliceraren. av intresse, eftersom ett positivt tecken att det förstärkning i den passiva sektionen, och att den likström som matas till den passiva sektionen därför bör minskas, och ett indikerar finns en negativt tecken indikerar att det finns absorbtion i den passiva sektionen, och. att den likström soul matas till den passiva sektionen därför bör ökas. I enlighet med detta behöver ingen mätning göras i förväg av det förbestämda värdet då lasern skall stämmas av till transparenspunkten, Avstämning till transparenspunkten är applicerbart på samtliga ovan beskrivna utföringsformer av föreliggande uppfinning.

I de ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen kan det fördelaktigt att styrningsloopen med vara komplettera 10 15 20 25 - - 522 827 1 ø o o | .n n 01 som styr den optiska effekten skall stabiliseras APC:n bibehåller den bakre facettens optiska effekt vid ett konstant värde genom styrning av drivströmmen till förstärkarsektionen. automatisk effektstyrning (APC) i den optiska enheten då den optiska enheten vid en godtycklig operationspunkt.

Ett exempel på detta visas i figur 7, vilken motsvarar det system som beskrivits i figur 2. Systemet i figur 7 kompletteras med en bakfacettsövervakare 80, vilken ansluts till konverteraren 26. Bakfacettsövervakaren 80 övervakar den bakre facettens optiska effekt och konverterar en optisk mätning till en elektrisk representation, vilken. matas till konverteraren 26. Konverteraren 26 jämför det uppmätta värdet med ett förbestämt värde 81, och justerar drivningen 35 av den aktiva sektionen 21 baserat på jämförelsen.

APC är tidigare känt, och det är naturligtvis möjligt att även använda andra utföringsformer av APC, inkluderande passiva komponenter, för att hålla den bakre facettens optiska effekt konstant.

Föreliggande uppfinning är också applicerbar på en DBR-laser av enkellagertyp. Fördelen med att kunna använda en sådan laser är den väsentligt mindre komplicerade tillverknings- processen. Även om beskrivningen huvudsakligen refererar till DBR-lasrar, skall kraven inte tolkas på ett begränsat sätt, inkludera andra typer av lasrar bestående av en aktiv sektion utan även och en passiv sektion.

Claims (35)

10 15 20 25 30 m ro ro m :o -o PATENTKRÄV

1. En metod för Stabilisering av en optisk enhet, vilken optisk enhet innefattar en aktiv sektion och minst en passiv sektion, ljus och den passiva där den aktiva sektionen sektionen styr våglängd och/eller fas hos det genererade ljuset, genererar kännetecknad av att bârardensiteten hos den minst en passiva sektionen styrs genom att (a) en referenssignal extraheras ur en signal matad till den aktiva sektionen , (b) en signal representerande bârardensiteten extraheras från den minst en passiva sektionen, (c) produkten av de båda extraherade signalerna jämförs med ett önskat värde, och (d) bârardensiteten i den minst en passiva sektionen styrs genom att en ström till den passiva sektionen styrs baserat på jämförelsen.

2. En metod krav 1, kännetecknad av att referenssignalen är en del av en datasignal som matas till den enligt aktiva sektionen.

3. En metod enligt krav 1, kännetecknad av att referenssignalen är en sinussignal.

4. En metod enligt något av kraven 1 - 3, kännetecknad av att strömmen till den passiva sektionen är en likström som används för att styra bârardensiteten till ett önskat värde i den passiva sektionen .

5. En metod enligt något av kraven 1 - 4, kännetecknad av att den som extraheras fràn den passiva sektionen representerar bandgapsabsorbtionen i den passiva sektionen. signal

6. En metod enligt något av kraven 1 - 5, kännetecknad av att den signal som extraheras från den passiva sektionen är en växelströmssignal som representerar bârardensiteten.

7. En metod enligt krav 6, kännetecknad av att 10 15 20 25 30 01 h) h) 03 k) \J vâxelströmssignalen superponeras på en likströmssignal som matas till den passiva sektionen.

8. En metod enligt något av kraven 1 - 7, kännetecknad av att den signal som extraheras f rån den passiva sekt ionen filtreras genom ett bandpassfilter innan signalerna multipliceras.

9. En metod enligt något av kraven 1 - 8, kännetecknad av att den ext raherade ref erenssignalen erhål 1 s genom att åtminstone en del av den signal som matas t ill den aktiva sektionen f il treras genom ett andra bandpassf ilter innan signalerna multipliceras.

10. En metod enligt något av kraven 8 - 9, kännetecknad av att bandpassfiltrens passband befinner sig vid frekvenser väl över den differentiella livstidens invers för bârarna i den passiva sektionen .

11. En metod enligt något av kraven 1 - 10, kännetecknad av att bárardensiteten hålls på en konstant nivå.

12. En metod enligt något av kraven 1 - 11, kännetecknad av att produkten i steg (c) lågpassfiltreras före jämförelsen.

13. En metod enligt något av kraven 1 - 12, i vilken den optiska enheten vidare inkluderar en kavitet, kännetecknad av att den signal som extraheras från den passiva sektionen âr en ström som resulterar ur den optiska modulationseffekten i den optiska enhetens kavitet.

14. En metod enligt något av kraven 1 - 13, kännetecknad av att den optiska enheten kan stabiliseras vid ett flertal olika operationspunkter.

15. En metod enligt något av kraven 1 - 14, kännetecknad av att den optiska enheten stabiliseras till en punkt där bandgapsabsorptionen âr noll, d.v.s. transparenspunkten.

16. En metod enligt krav 15, kännetecknad av att tecknet på produkten i steg (c) beror av huruvida det finns absorbtion ~ - u o u. u.. u. y q . n | o nu u. g l v on o; b I 0 c I o u c u . nu I. u v n n 0 o u v .n u - v n . n o.. s n n - u . n n n o n u. q o u u n u I u o o s u. nu un» u o g 10 15 20 25 30 522 .... .. 827 __ 19 s..'=ï'I=š s eller förstärkning i den passiva sektionen.

17. En metod enligt något av kraven 3 - 14, kännetecknad av att sinussignalen har en frekvens väl över inversen av den differentiella livstiden för bârarna i den passiva sektionen, genom vilket behovet av passbandsfiltrering av den extraherade referenssignalen och/eller den signal som extraheras från den minst en passiva sektionen undviks.

18. En metod enligt något av kraven 1 - 17, kännetecknad av att den optiska enheten består av ett enda aktivt lager.

19. En metod enligt något av kraven 1 - 18, kännetecknad av att den optiska enheten är en DBR-laser (en laser med distribuerad Bragg-reflektor) .

20. . En metod enligt krav 19, kännetecknad av att DBR- lasern har en extern modulator .

21. En metod enligt krav 20, kännetecknad av att den externa modulatorn är en elektroabsorbtionsmodulator (EAM) .

22. En metod enligt något av kraven 1 - 21, kännetecknad av att den optiska enheten âr en laser med konstant intensitet (CW-laser) .

23. En metod enligt krav 19, kännetecknad av att DBR- lasern år direktmodulerad. där den signal som likströms-

24. En metod enligt något av kraven 1 - 23, extraheras från den passiva sektionen består av en och en vâxelströmskomponent, kännetecknad av att den signal som extraheras från den passiva sektionen passerar igenom en kondensator för att blockera likströmskomponenten.

25. En metod enligt något av kraven 1 - 24, kännetecknad av att den passiva sektionen är en Bragg-sektion eller en fas- sektion i en DBR-laser.

26. En metod enligt något av kraven 1 - 25, kännetecknad av att metoden för Stabilisering av en optisk enhet styr 10 15 20 25 30 35 522 8% ø\J bärardensiteten i två passiva sektioner genom användning av ett önskat värde för varje passiv sektion och en extraherad signal från varje passiv sektion för styrning av strömmarna till de båda passiva sektionerna.

27. En metod enligt något av kraven 1 - 26, där den optiska enheten innefattar en bakre facett, kännetecknad av att i metoden för stabilisering av en optisk enhet den optiska effekten i den optiska enheten hålls konstant genom övervakning av den optiska effekten från den bakre facetten, jämförande av en representation av den optiska effekten från den bakre facetten med ett förbestämt värde, och justering av en signal matad till den aktiva sektionen baserat på jämförelsen.

28. Ett system för stabilisering av en optisk enhet, vilken enhet innefattar en aktiv sektion och minst en passiv sektion, den aktiva sektionen styr våglängd och/eller fas hos det genererade ljuset, där sektionen genererar ljus och den passiva k ä n n e t e c k n a t a v att systemet vidare inkluderar anordningar för extraherande av en referenssignal ur en signal matad till den aktiva sektionen, anordningar för extraherande av en signal representerande bärardensiteten från den minst en passiva sektionen, anordningar för åstadkommande av en guodukt av de båda enhet produkten med ett önskat värde, och en styrenhet för styrning av bärardensiteten i den minst en passiva sektionen genom styrning extraherade signalerna, en för jämförande av av en ström till den passiva sektionen. luav 28, kännetecknat av ax inkluderar en enhet för generering av en

29. Ett systemet vidare system enligt sinusformad referenssignal.

30. Ett system enligt något av kraven 28 - 29, kännetecknat awr att systemet vidare inkluderar ett bandpassfilter, genom vilket den signal som extraherats från den passiva sektionen filtreras.

31. Ett system enligt något av kraven 28 - 30, kännetecknat a\r att systemet vidare inkluderar ett bandpassfilter, vilket åtminstone en del av den signal som matas till den aktiva genom ø - n o en 10 15 20 (fl PO P0 t' oo N) -1 sektionen filtreras.

32. Ett system enligt något av kraven 28 - 31, kännetecknat av att systemet vidare inkluderar ett lágpassfilter, anslutet mellan anordningen för ástadkommande av en produkt av de båda extraherade signalerna och enheten för jämförande av produkten med ett önskat värde.

33. Ett system enligt något av kraven 28 - 32, kännetecknat av att systemet vidare inkluderar en kondensator, ansluten mellan den optiska enheten och anordningen för àstadkommande av en produkt av de båda extraherade signalerna.

34. Ett system enligt något av kraven 28 - 33, kännetecknat av att systemet vidare inkluderar en enhet för konvertering av en datasignal till ett format lämpligt för matande till en optisk enhets aktiva sektion.

35. Ett system enligt något av kraven 28 - 34, där den optiska enheten innefattar en andra passiv sektion, kännetecknat av att systemet vidare inkluderar en anordning för extraherande av en signal från den andra passiva sektionen, en andra anordning för àstadkommande av en andra produkt av den extraherade referenssignalen och den signal som extraherats från den andra passiva sektionen, en andra enhet för jämförande av produkten med ett andra önskat värde, och en styrenhet för styrning av en ström till den andra passiva sektionen. = - o ø nu