SE535248C2 - Förfarande för att kalibrera en avstämbar laser - Google Patents
Förfarande för att kalibrera en avstämbar laser Download PDFInfo
- Publication number
- SE535248C2 SE535248C2 SE1051047A SE1051047A SE535248C2 SE 535248 C2 SE535248 C2 SE 535248C2 SE 1051047 A SE1051047 A SE 1051047A SE 1051047 A SE1051047 A SE 1051047A SE 535248 C2 SE535248 C2 SE 535248C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- laser
- tuning
- frequency
- temperature
- operating point
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000013519 translation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 claims 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 abstract description 6
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003455 independent Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920000136 polysorbate Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000002311 subsequent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01S5/0617—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics
-
- 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
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
- H01S5/06256—Controlling the frequency of the radiation with DBR-structure
-
- 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
-
- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1003—Waveguide having a modified shape along the axis, e.g. branched, curved, tapered, voids
- H01S5/1007—Branched waveguides
-
- 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
- H01S5/0014—Measuring characteristics or properties thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Förfarande för att kalibrera och avstämma en styckvis mono- tont, kontinuerligt avstämbar halvledarlaser innefattande åtminstone en fassektion och åtminstone en braggreflektorsek~ tion, vilket förfarande innefattar a) ett kalibreringssteg, innefattande att erhålla åtminstone två avstämningslinjer bestående av stabila laseroperationspunkter; identifiera åtminstone en stabil referensoperationspunkt längs med en avstämningslinje där lasern, vid sin rådande driftstempera-tur, utsänder ljus vid en viss referensfrekvens; och b) och lagrareferensoperationspunkten; ett efterföljande avstäm-under vilket laserns utfrekvens i förhållande till till ningssteg, sagda referensfrekvens regleras en önskad utfrekvensgenom att translatera laserns operationspunkt längs med sagdaförsta avstämningslinje, och, närhelst sagda translation frånsagda referensoperationspunkt är eller blir alltför stor föratt operationspunkten skall kunna härbärgeras längs med denförsta avstämningslinjen, byta till en annan av de identifie- rade avstämningslinjerna. Sv översättning av “Ansökningstexndoc 20l0-l0-06" - kortat sammandrag l00l92SE
Description
W 20 25 30 535 248 Ett problem med dessa tidigare kända anordningar och förfa- randen är att de kräver att lasern hålls vid en konstant och på förhand känd temperatur. Detta innebär normalt att lasern kyls, typiskt med hjälp av en termoelektrisk kylare såsom en peltierkylare. Användningen av en kylare kräver i sin tur att den kylda lasern installeras i en hermetiskt förseglad inne- slutning, för att undvika att skadlig kondensering bildas på laserchipet. Både kylaren själv och den hermetiska inneslut- ningen är dyra, vilket gör hela lasermodulen relativt dyr.
Därför vore det önskvärt att kunna kalibrera en halvledarla- ser över ett brett frekvensspektrum utan att vara tvungen att kyla den, och att sedan kunna avstämma lasern under drift utan att behöva hålla den vid en förutbestämd, konstant tem- peratur.
Vidare kräver tidigare kända anordningar och förfaranden såsom de som hänvisas till ovan närvaron av extern laborato- rieutrustning under drift. I de flesta fall kräver de även en ytterligare vàglängdslåsare (eng. "wavelength locker"), dvs. temperaturstabiliserade, frekvenskalibrerade filter för fre- kvenslåsning under drift. Både våglängdslåsare och laborato- riekalibrering ökar kostnaden för inneslutningen.
Föreliggande uppfinning löser de ovan beskrivna problemen.
Således hänför sig föreliggande uppfinning till ett förfaran- de för att kalibrera och avstämma en styckvis monotont, kon- tinuerligt avstämbar halvledarlaser innefattande åtminstone en fassektion och åtminstone en första braggreflektorsektion, genom vilka sektioner en fasström respektive en första re- flektorström leds, vilken laser inte är aktivt kyld, vilket förfarande innefattar a) ett kalibreringssteg, innefattande att för det första erhålla åtminstone två avstämningslinjer 20 25 30 535 248 längs med vilka avstämningslinjer alla kombinationer av fas- strömmar och braggströmmar utgör stabila operationspunkter för lasern, för det andra identifiera åtminstone en stabil referensoperationspunkt längs med åtminstone en första av de identifierade avstämningslinjerna vid vilken operationspunkt lasern, vid sin rådande driftstemperatur, utsänder ljus vid en viss referensfrekvens, och för det tredje lagra i ett minne den åtminstone en stabila referensoperationspunkten; och b) ett efterföljande avstämningssteg, under vilket la- serns utfrekvens i förhållande till sagda referensfrekvens regleras till en önskad utfrekvens genom att translatera laserns operationspunkt längs med sagda första avstämnings- linje i enlighet med ett känt samband mellan relativ position längs med avstämningslinjen och relativ förändring i las- ringsfrekvens, och, närhelst sagda translation fràn sagda referensoperationspunkt är eller blir alltför stor för att operationspunkten skall kunna härbärgeras längs med den för- sta avstämningslinjen, fortsätta translateringen längs med en annan av de identifierade avstämningslinjerna, för att såle- des uppnà den önskade utfrekvensen.
I det följande kommer uppfinningen att beskrivas i detalj, med hänvisning till exemplifierande utföringsformer av upp- finningen, och till de bifogade ritningarna, där: Figur 1 är ett förenklat, schematiskt diagram som visar ett optiskt nätverk i vilket en avstämbar laser används; Figur 2 är en förenklad vy över en MGY-laser; Figur 3 är en graf som visar ett antal avstämningslinjer hos en MGY-SOA laser; Figur 4 är en graf som. illustrerar det detekterade ljuset under ett initialt kalibreringssteg i enlighet med förelig- gande uppfinning; 15 20 25 30 535 248 Figur 5 är en graf som illustrerar en specifik avstämnings- linje vid tvà olika temperaturer; Figur 6 är en graf som illustrerar tre specifika avstämnings- linjer vid tre olika temperaturer: och Figur '7 är en graf som illustrerar olika avstämningslinjer och en avstämningsbana.
Figur 1 illustrerar en mottagande ände 110 och en sändande ände 120 i ett optiskt kommunikationsnätverk 100, till exem- pel för digital kommunikation. Nätverket 100 kan vara ett punkt-till-punktnätverk eller en del av ett mer komplext nätverk innefattande flera sändar- och mottagarenheter. Den mottagande änden 110 innefattar en optisk detektor 111, an- ordnad att avläsa en optisk signal 122 som sänds från en avstämbar halvledarlaser 121 i den sändande änden 120 och som sänds genom en optisk fiber.
Mellan den sändande änden 120 och den mottagande änden 110 finns ett optiskt filteraggregat 130 anordnat, innefattande åtminstone ett optiskt frekvensfilter och/eller en frekvens- multiplexer. Filtret eller filtren kan exempelvis utgöra en del av en eller flera optiska multiplex- er/demultiplexeranordningar, vilka utgör standarddelar i ett våglängdsmultiplexerat nätverk. Filtret eller kombinationen av filter är normalt associerat eller associerad med ett visst optiskt frekvenspassband, som täcker våglängder som kan passera från den sändande änden 120 till den mottagande änden 110. För föreliggande uppfinnings syften kan filteraggregatet 130 betraktas som ett enda optiskt filter med åtminstone ett visst passband.
I enlighet med en mycket föredragen utföringsform innefattar filteraggregatet 130 endast redan befintliga, konventionella optiska filter som är normala och nödvändiga delar av nätver- 15 20 25 535 248 ket 100. I detta fall sätts inga ytterligare filter till nätverket 100 för de specifika ändamâlen för föreliggande uppfinning. I allmänhet är det nödvändigt att lasern 121 avstäms till en frekvens inom passbandet för de sammansatta optiska filtrena hos filteraggregatet 130. detektorn 111 Dessutom är ljus- i den mottagande änden 110 företrädesvis en konventionell ljusdetektor.
Den konventionella ljusdetektorn utgör också företrädesvis en redan befintlig, konventionell komponent i nätverket 100 i vilken lasern 121 också är en del.
Såsom kommer att förstås bättre från det följande, kommer ett sådant arrangemang att möjliggöra billig kalibrering av la- sern 121 med hjälp av ett förfarande enligt föreliggande uppfinning.
Vidare är den mottagande änden 110 anordnad att återkoppla signaler 113 till den sändande änden 120, via den ovan be- skrivna optiska fibern eller en separat kanal, vilken kan vara en separat optisk fiber eller vilken annan kommunika- tionslänk som helst, såsom en elektrisk kabel. I det fall då nätverket 100 är ett tvàvägskommunikationsnätverk, IP-datatrafik eller en såsom ett nätverk för så kallad fiber-till- hemmetanslutning ”fiber to the home”), (eng. kommer kommuni- kationslänken från den mottagande änden 110 till den sändande änden 120 redan att vara närvarande i nätverket 100. att Det är föredraget ingen sådan ytterligare kommunikationslänk anordnas, utan att en befintlig, konventionell länk används, exempelvis samma fiber som används av sändaren 120 för att överföra ljussignaler till mottagaren såsom beskrivits ovan, vilken fiber i detta fall bär signaler i båda riktningarna. 10 15 20 25 30 535 248 I det konventionella fallet kommer den nödvändiga frekvensen hos lasern 121 typiskt sett att vara känd på förhand. Om den mottagande änden 110 till exempel är en central nod, kan den kommunicera en specificering av den önskade frekvensen till den sändande änden 120. Alternativt skulle frekvensen kunna vara känd på förhand utifrån nätverksutformningen. I detta fall skulle lasern 121 kalibreras till den specificerade frekvensen med hjälp av någon form av kalibreringstabell.
Såsom förklarats ovan skulle detta kräva en väldefinierad lasertemperatur, utförlig fabrikskalibrering av sändarenheten och, i allmänhet, en våglängdslàsare.
Förfarandet enligt föreliggande uppfinning kan användas för att kalibrera vilken avstämbar halvledarlaser som helst som har åtminstone en braggsektion. Olika typer av halvledarlas- rar kan innefatta olika antal och arrangemang av braggsektio- ner. Exempelvis innefattar den enkla DBR-lasern (eng. “Dis- tributed Bragg Reflector") endast en braggreflektor, en fas- sektion, en förstärkningssektion och en klyvd facettreflek- SG-DBR-lasrar Reflector”) tor. (eng. ”Sampled Grating Distributed Bragg och SSG-DBR-lasrar (eng. ”Super Structure Grating Distributed Bragg Grating”) är något mer komplexa, och inne~ fattar en ytterligare braggreflektor med en annan periodici- tet och möjligen en SOA (eng. ”Semiconductor Optical Amplifi- er”). De individuellt reglerbara braggreflektorerna tillåter lasern att vara stegvis avstämbar över ett bredare spektrum.
Ett annat exempel på en brett avstämbar laser är DS-DBR- lasern (eng. ”Digital Supermode Distributed Bragg Reflec- tor”), vilken innefattar en mängd braggsektioner.
Figur 2 illustrerar ett ytterligare exempel på en halvledar- laser som är användbar med föreliggande förfarande, nämligen en MGY-DBR-laser 10 (eng. ”Modulated Grating Y-Branch Distri- buted Bragg Reflector"). Den innefattar en förstärkningssek- 10 15 20 25 30 535 248 tion 11, en fassektion 12, l4b. en kopplare 13 och två braggre- flektorgrenar 14a, Respektive avstämningsströmmar an- sluts till åtminstone fassektionen 12 och till reflektorsek- tionerna 14a, l4b.
I enlighet med uppfinningen är lasern 121 en avstämbar halv- ledarlaser av den ovan exemplifierade, allmänna typen, och innefattar åtminstone en fassektion och åtminstone en eller två braggreflektorsektioner till vilka olika strömmar kan anslutas för att avstämma lasern 121.
Gemensamt för alla sådana halvledarlasrar är det komplexa samspelet mellan braggsektionen eller -sektionerna och fas- sektionen. I allmänhet måste braggströmmen eller braggström- marna väljas för att definiera lasringsvåglängden. Fasström- men måste också väljas för att den optiska längden hos laser- kaviteten skall matcha denna lasringsvåglängd, så att en stabil lasring med hög effekt kan uppnås. För att avstämma lasern justeras sedan bragg- och fasströmmarna samtidigt för att hos de tillsammans med åldringsrelaterade för- ändra lasringsvàglängden. Temperaturberoendet optiska materialen, ändringar, gör det till ett känsligt uppdrag att kalibrera lasern, och även svårt att avstämma lasern till en viss abso- lut våglängd utan att använda en absolut vågländsreferens.
Sådana avstämbara lasrar kalibreras dessutom i allmänhet under tillverkningen, exempelvis med hjälp av de inlednings- vis nämnda metoderna. Resultatet av sådana kalibreringsproce- durer är i allmänhet en uppsättning avstämningslinjer, längs med vilka lasern drivs i en stabil singelmod. En avstämnings- linje är väsentligen en uppsättning avstämningspunkter vid vilka lasern drivs i en stabil singelmod, som exempelvis kan erhållas genom att interpolera inställningarna mellan sådana avstämningspunkter. Varje avstämningslinje är konstruerad så 15 20 25 535 248 att när lasern avstäms längs med avstämningslinjen justeras fasströmmen kontinuerligt och strömmen genom varje reflektor- sektion justeras i enlighet därmed för att följa avstämnings- linjen. Frekvensen för dessa avstämningslinjer kalibreras i allmänhet genom att mäta den utsända frekvensen med en våg- längdsmätare av hög kvalitet.
Figur 3 visar ett exempel på en uppsättning av sådana avstäm- ningslinjer 301 för en viss laser av MGY-SOA-typ. På den horisontella axeln i den avbildade grafen mäts de två bragg- sektionsströmmarna. Den horisontella axeln har normaliserats SOITI f = fw1og[L”fl“-+1)+ fmlogíflfi+q IIO 20 r eftersom förhållandet, längs med en avstämningslinje, mellan de två braggsektionsströmmarna IDNU och IDNQ typiskt sett är känt.
Den vertikala axeln, som motsvarar fasströmmen Iph som till- förs lasern, är normaliserad som ph 0 f= f,,,. logi +11 De ovan beskrivna normaliseringarna av de horisontella och vertikala axlarna är användbara eftersom lasringsfrekvensen är proportionell med bàde reflektorströmmarna och fasström- men. Efter normalisering har båda axlarna den bekväma enheten GHz, så att man direkt kan avläsa den nominella relativa frekvensförändringen från grafen.
Genom. att svepa de tre strömmarna från början. till slutet längs med vilken som helst av dessa avstämningslinjer 301 är det möjligt att avstämma laserfrekvensen monotont. Varje 15 20 25 30 535 248 identifierad, stabil avstämningslinje har emellertid en be- gränsad utsträckning vad avser laserns utfrekvens, vilken beror på laserns geometri och det maximala värdet för de avstämningsströmmar som tillförs. Häri betecknas sådana las- rar som är monotont, kontinuerligt avstämbara längs med en sådan avstämningslinje, vald fràn ett antal tillgängliga sådana avstämningslinjer, i taget ”styckvis monotont, konti- nuerligt avstämbara”.
Konventionellt, och såsom beskrivs ovan, mäts kalibrerade avstämningslinjer under tillverkningen vid en viss mycket väl stabiliserad lasertemperatur. Därefter antas det att lasern drivs vid samma temperatur.
Lasern 121 är emellertid företrädesvis inte aktivt tempera- turstabiliserad, och företrädesvis inte aktivt kyld. Aktiv temperaturstabilisering av lasern 121 skulle kräva ytterliga- re utrustning. Dessutom, och såsom beskrivits ovan, behöver lasern 121, eftersom den inte är aktivt kyld, inte vara an- ordnad i en hermetisk inneslutning, vilket medför en mindre dyr sändarenhet. Lasern 121 är, emellertid, företrädesvis utrustad med en temperatursensor för att övervaka sin tempe- ratur, så att dess frekvens kan ändras som svar på en relativ förändring av dess driftstemperatur såsom beskrivs nedan.
Det är även föredraget att en konventionell värmare är anord- nad att värma lasern 121 under drift. En sådan värmare kan exempelvis utgöras av ett eller flera motstånd, vilka är termiskt anslutna till lasern 121, vilken i allmänhet inte kräver någon hermetisk inneslutning och är mycket mindre dyr än exempelvis en peltierkylare.
I ett första steg erhålls enligt uppfinningen åtminstone två, hellre åtminstone tre avstämningslinjer för den laser 121 som 15 20 25 30 535 248 10 Erhàllan- det av avstämningslinjerna kan åstadkommas på vilket sätt som helst, skall drivas med hjälp av föreliggande förfarande. exempelvis i ett initialt detekteringssteg som använ- der en av de initialt nämnda, konventionella detekteringsme- toderna. Det noteras att avstämningslinjerna kan erhållas genom att helt enkelt ta del av en tidigare kalibrering som utförts av en laserleverantör och som levereras med lasern.
Nu kommer vilken operationspunkt som helst längs med vilken av avstämningslinjerna 301 som helst att vara en stabil ope- rationspunkt. En nyckelinsikt som ligger bakom föreliggande uppfinning är att stabiliteten hos sådana operationspunkter, definierade i strömenheter, är approximativt oberoende av temperaturen på ömse sidor om den temperatur som rådde under kalibreringen. Detta beror pà att avstämningslinjerna 301 reflekterar snedstämningen av kavitetsmoden relativt bragg- topparna. Till en första approximation kommer båda dessa storheter att förändras lika mycket som funktion av tempera- turen. Detta är fallet för alla halvledarlasrar av de typer som diskuterats ovan.
Beroende på laserns 121 typ och utformning kommer det i prak- tiken att föreligga ett mindre beroende hos den korrekta positionen för avstämningslinjerna 301 som funktion av tempe- raturen hos lasern 121. Detta beroende kan emellertid i all- mänhet karaktäriseras och kvantifieras. Positionen för av- stämningslinjerna kan exempelvis detekteras för en rad olika lasertemperaturer och för en viss typ av laser. Sådan karak- tärisering kommer endast att vara nödvändig att utföra en enda gång för varje lasertyp, eftersom förändringen av av- stämningslinjerna är systematisk och laseroberoende. Tempera- turberoendet kan således därefter kompenseras för under av- stämning av lasern 121. Följaktligen är de identifierade avstämningslinjerna 301 som beskrivits ovan giltiga för an- 20 25 30 535 248 ll vändning även vid andra lasertemperaturer än den som användes vid kalibrering.
Dessutom kommer den faktiska lasringsfrekvensen vid en viss stabil operationspunkt längs med en viss avstämningslinje att bero pà lasertemperaturen, vilket beroende är kvantifierbart a priori -12 0Ch -14GHz/°C. och typiskt uppgår till ungefär mellan Avstämningslinjerna 301 kommer således att vara nästan obero- ende av den faktiska lasertemperaturen under avsökningen, emellertid bara vad avser den relativa frekvensförändringen, inte den absoluta frekvensen.
För att uppnå en fullständig kalibrering av lasern 121, efter det att de ovan beskrivna avstämningslinjerna 301 har be- stämts, identifieras åtminstone en stabil referensoperations- punkt längs med åtminstone en av de identifierade avstäm- ningslinjerna, vid vilken operationspunkt lasern 121 utsänder ljus med en viss referensfrekvens.
Syftet med att identifiera sagda referensoperationspunkt är att senare kunna justera operationspunkten för lasern i rela- tion till referensoperationspunkten, för att kunna antingen bringa lasern 121 att utsända ljus med en annan frekvens i förhållande till referensfrekvensen och/eller kompensera för förutsägbar, relativ drift i lasringsfrekvensen, såsom exem- pelvis temperaturdrift eller àldringsorsakad drift. Referens- frekvensen behöver således inte vara känd i absoluta termer, den måste åtminstone inte vara känd av lasern. Vad som krävs är att referensoperationspunkten är känd, och att lasern 121 utsänder ljus vid en önskad referensfrekvens när den är av- stämd till referensoperationspunkten, vilket möjligen kräver en viss driftstemperatur. 15 20 25 30 535 248 12 Identifieringen av referensoperationspunkten kan utföras på olika sätt. I allmänhet avsöks lasern 121 längs med åtminsto- ne en, företrädesvis varje identifierad, avstämningslinje, och det utsända ljuset överförs till ett màl för utsänt ljus, vilket mål kommunicerar en àterkopplingssignal till en re- gleranordning som styr ut lasern 121. Återkopplingssignalen innefattar beträffande frekvensen hos det utsända ljuset från lasern 121 eller huru- antingen information den absoluta vida det sagda laserljuset är inom ett visst frekvensinter- vall.
Enligt en föredragen utföringsform utgörs målet av den optis- ka detektorn 111 hos den mottagande änden 110, och återkopp- lingssignalen sänds från den mottagande änden 110 och bär information beträffande huruvida något ljus detekteras efter att det passerat det ovan beskrivna filteraggregatets 130 sådan föredragna fall refe- passband och/eller mängden ljus som återstår efter passage. Med andra ord ligger i detta rensfrekvensen inom filteraggregatets 130 passband.
Vid någon punkt under avsökningen kommer laserns våglängd att sammanfalla med en önskad driftsfrekvens, antingen en önskad, absolut frekvens eller en frekvens som är inom det önskade frekvensintervallet.
I det fall då målet är den optiska detektorn 111, när ljuset som utsänds från lasern 121 är inom det ovan nämnda aggrege- rade passbandet för filteraggregatet 130, kommer en signal att detekteras vid den mottagande änden 110. Under avsökning- en kommer den mottagande änden 110 att sända signaler som informerar den sändande änden 120 om den av den mottagande änden 110 för tillfället detekterade effektnivàn, och refe- rensoperationspunkten väljs som en punkt som utmärker det 10 15 20 25 30 535 248 13 intervall av operationspunkter längs med vilket den mottagan- de änden 110 detekterar en ljuseffekt som är större än ett visst förutbestämt tröskelvärde.
Den återkopplade signalen innefattar företrädesvis även in- formation beträffande det absoluta detekterbara frekvensin- tervallet, exempelvis i form av kanalnumret hos nätverket, eller kanalnumret enligt någon specifik standard, så att den sändande änden 120 kan härleda de exakta absoluta frekvens- gränserna för vilka màlet kan detektera det utsända ljuset.
Pâ detta sätt kan sändaren härleda den absoluta frekvens vid vilken den utsänder ljus när den avstäms till en viss punkt längs med en viss avstämningslinje 301.
I det föredragna fall där målet är den mottagande änden 110, som kan detektera utsänt ljus över frekvenser inom filterag- gregatets 130 passband, måste den sändande änden 120 inte nödvändigtvis ha kunskap om det absoluta frekvensvärde vid vilket den bör utsända ljus, eftersom det räcker att känna till den punkt längs med avstämningslinjen 301 som skall användas vid en viss lasertemperatur, se nedan.
Figur 4 illustrerar detekteringssvaret 401, 402 fràn detek- torn 111 i den mottagande änden 110 under kalibreringsavsök- ningen längs med tvà olika avstämningslinjer. X-axeln mäter positionen längs med avstämningslinjen, och y-axeln mäter den uppmätta effekten. Såsom är tydligt i grafen kommer det att finnas ett visst frekvensöverlapp mellan två godtyckliga avstämningslinjer. Den respektive kombinationen av avstäm- ningsströmmar längs med två olika avstämningslinjer som ger samma laserutfrekvens kommer emellertid att vara olika.
Alternativt eller dessutom mäts laserns utfrekvens med hjälp av ett frekvensmätinstrument, såsom en konventionell våg- 20 25 30 535 248 14 längdslåsare, som företrädesvis är integrerad i lasermodulen.
Utsignalen från frekvensmätinstrumentet accepteras sedan som inparameter av ovan sagda regleranordning under avstämningen.
Enligt en föredragen utföringsform är frekvensmätinstrumentet en våglängdslåsare av glasmaterial som är inbyggd i laser- kapslingen. Temperaturberoendet hos en sådan glasvàglängdslå- sare är ungefär en tiondel av det för exempelvis InP, varför den i. många tillämpningar inte behöver temperaturstabilise- râS.
Sedan lagras åtminstone en identifierad operationspunkt längs med åtminstone en avstämningslinje i tabell. ett minne, såsom en Minnet kan vara vilket konventionellt minne som helst på samma chip som lasern eller ett externt minne, företrädes- vis ett digitalt minne. Det lagrade värdet eller de lagrade värdena används sedan som frekvensreferens under påföljande avstämning av lasern 121. När den avstäms till den identifie- rade referensoperationspunkten vid den under kalibreringen rådande driftstemperaturen kommer lasern att utsända ljus vid referensfrekvensen.
Som ett exempel lagras i minnet en eller båda av operations- punkterna längs med en viss avsökt avstämningslinje, vilka punkter motsvarar åtminstone en av start- och slutpunkterna för det tillåtna intervallet under avsökningen längs med avstämningslinjen. Alternativt lagras åtminstone mittpunkten i det tillåtna intervallet, eller den operationspunkt som ger det maximala svaret i målet för utsänt ljus, i fallet med nätverket 100 i figur l toppen för filtrets 130 passband.
I ett efterföljande avstämningssteg enligt uppfinningen re- gleras laserns 121 utfrekvens i förhållande till den ovan beskrivna referensfrekvensen till en önskad utfrekvens, genom 15 20 25 30 535 248 15 att translatera operationspunkten för lasern 121 längs med en viss enstaka av de ovan diskuterade identifierade avstäm- ningslinjerna 301 i enlighet med ett känt samband mellan relativ position längs med avstämningslinjen och relativ förändring i lasringsfrekvens. Närhelst sagda translation från referensoperationspunkten är eller blir för stor för att operationspunkten skall få plats längs med sagda avstämnings- linje fortsätter translateringen dessutom längs med en annan av de identifierade avstämningslinjerna 301 så att den önska- de utfrekvensen åstadkoms.
I enlighet med en föredragen utföringsform, som är speciellt användbar ifall lasern 121 inte är aktivt temperaturstabili- serad, mäts laserns 121 temperatur vid tidpunkten då fre- kvenskalibreringsmätning utförs, och den uppmätta temperatu- ren lagras också i ett minne för senare referens.
Under drift kan laserns 121 temperatur avvika från den som rådde under frekvenskalibreringen. Den stabila referensopera- tionspunkten längs med en viss avstämningslinje, som exempel- vis befunnits vara den mest effektiva under den ovan beskriv- na frekvenskalibreringen, behöver inte längre vara den mest effektiva vid den nya operationstemperaturen.
Eftersom laserfrekvensen beror på laserns temperatur enligt ett känt samband, är det emellertid möjligt att på ett förut- sägbart sätt kompensera för en temperaturorsakad frekvensför- ändring genom att avstämma lasern längs med en av de identi- fierade avstämningslinjerna 301 så att den temperaturorsakade frekvensförändringen motverkas. Det är föredraget att under- söka, innan driften av en viss laser påbörjas, det exakta förhållandet mellan temperatur och frekvens för den specifika typen eller kategorin av laser till vilken lasern hör, genom rutinexperiment. Ifall detaljerad information beträffande 10 15 20 25 30 535 248 16 laserns utfrekvens är tillgänglig i nätverket 100 under drift är det alternativt föredraget att använda denna information istället.
Således kan en avstämningsalgoritnx implementeras så att en termiskt orsakad frekvensförändring kompenseras för genom att medvetet avstämma frekvensen i motsatt riktning längs med avstämningslinjen så snart som temperaturen förändras. Under drift av lasern 121 mäts därför dess aktuella driftstempera- tur, 121, företrädesvis kontinuerligt, och sedan avstäms lasern företrädesvis detekterade närhelst den temperaturen ändras, till en operationspunkt som är translaterad i förhål- lande till den tidigare identifierade och lagrade referens- operationspunkten längs med avstämningslinjen, så att sagda frekvensförändring i laserns 121 utfrekvens, till följd av en skillnad mellan den lagrade operationstemperaturen och den uppmätta aktuella driftstemperaturen, kompenseras. När tempe- raturen hos lasern 121 förändras kommer den då använda opera- tionspunkten längs med avstämningslinjen att translateras med ett lämpligt avstånd för att motverka frekvenseffekten hos temperaturförändringen.
För en stor temperaturförändring kan slutet hos en viss av- stämningslinje till slut nås. Med andra ord är eller blir den translatering av operationspunkten längs med avstämningslin- jen som krävs för att kompensera laserns 121 utfrekvens för den detekterade temperaturskillnaden, mellan den aktuella driftstemperaturen för lasern 121 och den uppmätta driftstem- alltför stor för att operationspunkten skall få plats längs med den peraturen under ovan beskrivna frekvenskalibrering, första avstämningslinjen. I detta fall fortsätts avstämningen av lasern 121 längs med en annan avstämningslinje, så att frekvenskompensering uppnås på ett sätt som beskrivs nedan.
På detta sätt kan ett mycket brett lasertemperaturintervall, 15 20 25 30 535 248 17 typiskt åtminstone flera tiotals grader Celsius brett, täckas medan lasern hålls vid en konstant frekvens.
Figur 5 visar en viss avstämningslinje, SOA-typ, för en laser av MGY- vilken avstämningslinje är uppmätt vid två olika temperaturer, nämligen vid 35°C 501 och vid 45°C 502. I gra- fen är den horisontella axeln normaliserad på samma sätt som grafen i figur 3. Den vertikala axeln visar, à andra sidan, laserns 121 utfrekvens i absoluta tal.
En jämförelse mellan de tvà kurvorna 501, 502 visar tydligt att motsvarande stabila operationspunkter skiftas till lägre frekvenser när laserns temperatur ökar. Graden av förändring hos laserns utfrekvens för denna lasertyp är ungefär -12GHz/°C. Avstämningslinjen 501, 502 rör sig dessutom i den horisontella riktningen när temperaturen förändras. I de normaliserade enheter som visas längs med den horisontella axeln är graden av förflyttning ungefär +3GH2/°C. Medan för- ändringen i laserns utfrekvens i detta fall är förhållandevis typisk för den termiskt orsakade förändringen i brytningsin- dex i InGaArP-material i vilket den är byggd, beror förflytt- ningen av avstämningslinjen 501, 502 i horisontell riktning på laserns struktur. Det i figur 5 visade exemplet är repre- sentativt för en nedgrävd heterostruktur-MGY-SOA-laser (eng. ”buried heterostructure MGY-SOA”). Som en illustrativ jämfö- relse skulle en motsvarande laser som tillverkats på en ridgestruktur uppvisa en mycket mindre temperaturberoende förflyttning av en avstämningslinje i horisontell riktning.
Det är föredraget att dessa egenskaper bestäms för den typ eller kategori som den använda lasern 121 tillhör, innan den kalibreras.
Figur 6 visar en graf som liknar den i figur 5, men som visar positionen för flera avstämningslinjer 601 (streckade lin- 10 20 25 30 535 248 l8 jer), 602 eos tre olika lasertemperaturer 35°C, (heldragna linjer), (punktstreckade linjer) vid 40°C och 45°C. Axlarna i figur 6 har samma enheter som de i figur 5.
I det följande kommer grafen i figur 6 att användas för att förklara hur lasern 121 kan avstämmas till en önskad, stabil frekvens över ett brett temperaturintervall.
Anta att lasern l2l initialt drivs vid en temperatur av 35°C, och avstäms längs med avstämningslinjen 601 till 191,3 GHz (skärningspunkt med den streckade, horisontella linjen 604 i grafen). Detta skulle innebära att braggströmmarna i normali- serade termer skulle avstämmas till ungefär 240 GHz (se den att 601 ett vertikala linjen 605 längst till vänster i grafen). För lasern skall kunna avstämmas längs med avstämningslinjen skulle fasströmmen på samma sätt behöva ställas in till lämpligt värde, se figur 3.
Anta sedan att temperaturen ökar till 40°C. Som ett resultat därav kommer frekvensen för den specifika operationspunkten längs med avstämningslinjen 601 att minska, vilket är tydligt från förflyttningen hos avstämningslinjen 601 i figur 6. För att upprätthålla en konstant frekvens är det nödvändigt att avstämma lasern 121 genom att röra sig längs med avstämnings- linjen 601, och gradvis öka både bragg- och fasströmmarna när temperaturen ökar. Vid en driftstemperatur av 40°C kommer exempelvis braggströmmarna i. normaliserade termer att vara ungefär 315 GHz (mittersta vertikala linjen 606).
Om temperaturen överskrider 40°C kommer avstämningslinjen 601 slutligen att ta slut. Enligt uppfinningen fortsätter däref- ter avstämningen av lasern 121 längs med nästa avstämnings- linje 602. 10 15 20 25 30 535 248 19 Det är föredraget att den avstämningslinje 602 till vilken avstämningen överförs i detta fall är den nästföljande gran- nen till den första avstämningslinjen 601.
Att flytta från en avstämningslinje 601 till nästa 602 inne- bär ett byte fràn en kavitetsmod till nästa, under det att positionen för braggspeglarna hålls oförändrade. Överföringen till en ny avstämningslinje utförs därför genom en förändring av enbart fasströmmen, inte av braggströmmarna.
Anta slutligen att laserns 121 driftstemperatur åter ökar, nu till 45°C. I detta fall kommer avstämningen att förflyttas igen längs med avstämningslinjen 602, till ett normaliserat värde för braggströmmen av ungefär 400 GHz (den vertikala linjen 607 längst till höger). När temperaturen ökar ytterli- gare kommer avstämningsprocessen till slut att överföras till nästa kavitetsmod, dvs. nästa avstämningslinje 603.
Figur 7 visar samma avstämningsprocess som beskrivits ovan med hänvisning till figur 6, med målet att upprätthålla en konstant frekvens över ett brett temperaturintervall. I gra- fen i figur 7 mäts den horisontella axeln i samma normalise- rade enheter som i figur 6. Den vertikala axelns enhet är dock den normaliserade fasströmmen som används i figur 3.
Från figur 7 är det tydligt att överföringen fràn en avstäm- ningslinje till en annan àstadkoms genom att förändra endast fasströmmen.
Figur 7 visar en initialt använd operationspunkt 710 vid en viss temperatur och en viss lasringsfrekvens. Därifrån för- flyttas först laserns operationspunkt kontinuerligt, alltef- tersom temperaturen gradvis ökar, enligt vad som visas av pilen 720 längs med avstämningslinjen 701 fram till dess ände. Därefter överförs operationspunkten abrupt, vilket 10 15 20 25 30 535 248 20 visas av pilen 721, till en ny punkt 711 längs med den in- tilliggande avstämningslinjen 702, vilken nya punkt 711 ger upphov till samma eller ungefärligen samma laserutfrekvens som den operationspunkt längs med avstämningslinjen 701 som till När temperaturen fortsätter att öka förflyttas opera- användes 702. precis innan överföringen avstämningslinjen tionspunkten igen kontinuerligt, i pilens 722 riktning, längs med avstämningslinjen 702 till dess att den senare slutar.
Därefter inträffar en ytterligare abrupt överföring 723, nu till en punkt 712 längs med nästa intilliggande avstämnings- linje 703, återigen utan en väsentlig förändring i laserns utfrekvens. Operationspunkten förflyttas ytterligare, såsom visas av pilen 724, längs med avstämningslinjen 703, fram till operationspunkten 713, som är den som används när driftstemperaturen är 45°C.
Operationspunkten kan naturligtvis även förflyttas i motsatt riktning.
Genonl att mäta och lagra åtminstone en referensoperations- punkt och mättemperaturen, såsom beskrivits ovan, kan sedan lasern 121 drivas vid en konstant utfrekvens över ett brett intervall av driftstemperaturer genom att kontinuerligt upp- datera operationspunkten för lasern. Således föreligger inget behov av att hålla laserns temperatur konstant under drift.
Dessutom kan, med hjälp av samma princip, stabil och precis avstämning över en stor del av en lasers totala avstämbara intervall åstadkommas även under varierande driftstemperatu- rer. Eftersom beroendet för laserutfrekvensen på driftstempe- raturen är känt, kan operationspunkten förflyttas längs med avstämningslinjerna såsom beskrivits häri på ett sådant sätt att laserns utfrekvens bàde kan kompenseras för förändringar i driftstemperatur och avstämmas till olika önskade frekvens- 10 20 25 535 248 21 värden. Eftersom både temperaturkompenseringen och en önskad frekvens kan uttryckas i förhållande till den åtminstone en uppmätta och lagrade frekvensreferensen, kan båda operatio- nerna adderas samman och kontinuerligt tillämpas på lasern genom att på lämpligt sätt modifiera de pàförda fas- och braggströmmarna så att en tillförlitlig och avstämbar utfrek- vens åstadkoms.
Med hjälp av ett förfarande enligt föreliggande uppfinning kan dessutom laserns l2l relativa frekvens regleras över ett brett frekvensintervall även under konstant driftstemperatur.
Det kan även användas för att kompensera för àldringsorsakade förändringar i laserfrekvens som är kända i sig, under kon- stanta eller varierande driftstemperaturer.
Fràn figur 7 framgår att avstämningslinjerna 701-702 tillsam- mans täcker ungefär 350 GHz, vilket till första approximatio- nen är tillräckligt för att kompensera för en förändring av lasertemperaturen av 23°C. Jämfört med en temperaturstabili- serad laser, som vanligen hålls vid en konstant temperatur av ungefär r0.l°C, är detta ett mycket brett temperaturintervall över vilket tillförlitlig avstämning är möjlig.
Såsom beskrivits ovan kan, men behöver inte, en regleranord- ning som styr ut lasern 121 ta emot signaler från ett fre- kvensmätinstrument. Sådana signaler kan tas emot kontinuer- ligt eller intermittent under avstämningen, så att en åter- kopplingsslinga skapas med hjälp av regleranordningen för att låsa på en viss önskad frekvens. Den senare frekvensen kan vara en absolut, känd frekvens, den initialt bestämda refe- rensfrekvensen eller någon annan frekvens som bestäms i för- hållande till sagda referensfrekvens. En sådan àterkopplings- slinga fungerar således genom att translatera laserns 121 operationspunkt längs med avstämningslinjen så att skillnaden 15 20 25 30 535 248 22 mellan den uppmätta utfrekvensen och den önskade utfrekvensen kompenseras.
Mätningen av laserns 121 utfrekvens kan även utföras indirekt såsom beskrivits ovan, genom att mäta huruvida den ljuseffekt som mottagits vid den mottagande änden ll0 är inom ett visst frekvensintervall. Därefter kan laserns 121 operationspunkt translateras så att utfrekvensen hålls inom sagda frekvensin- tervall.
En sådan återkopplingsslinga kan dessutom kompletteras med en frammatningsprocedur såsom beskrivits ovan, i vilken opera- tionspunkten förflyttas som svar på en temperaturförändring eller liknande. På detta sätt kommer avstämningen av lasern 121 att bli både snabb och exakt. Till exempel, när laserns temperatur ökar med ett visst antal grader kan operations- punkten snabbt förflyttas till en punkt vid vilken den aktu- ella lasringsfrekvensen approximativt är samma som före tem- peraturökningen, genom frammatning baserat på det kända för- hållandet mellan positionen längs med avstämningslinjen och relativ frekvens. Därefter kan en våglängdslåsare användas för att finjustera operationspunkten så att tillräcklig ex- akthet uppnås beträffande laserns 121 utfrekvens.
För àldringsorsakade frekvensförändringar är en återkopp- lingsslinga speciellt användbar, eftersom en temperaturbase- rad frammatningsslinga inte noggrant kan förutsäga åldrings- orsakade frekvensförändringar.
Såsom nämnts ovan är positionen för avstämningslinjerna 701- 703 till första approximationen oberoende av lasertemperatu- ren. I praktiken kommer det att finnas ett visst beroende, och för att kunna bibehålla noggrannheten är det därför möj- ligt och ibland önskvärt att endast driva lasern med hjälp av 10 15 20 25 30 535 248 23 den identifierade mängden avstämningslinjer 701-703 inom ett visst förutbestämt temperaturintervall.
I enlighet med en föredragen utföringsform mäts således la- serns temperatur kontinuerligt eller intermittent under drift, och laserns operationspunkt uppdateras längs med de identifierade avstämningslinjerna som svar på och för att korrigera förändrade lasertemperaturer, över ett temperatur- intervall som spänner över åtminstone 5°C, hellre 10°C, helst åtminstone 20°C.
För att kunna åstadkomma precis avstämningsdrift över ett bredare temperaturintervall, förvärms enligt en föredragen utföringsform lasern till en viss temperatur över omgivnings- temperaturen i ett initialt steg före kalibreringssteget såsom beskrivits ovan. Därefter hålls lasern inom ett tempe- raturintervall som innefattar denna förhöjda temperatur under drift med hjälp av ytterligare värmning. Sådan ytterligare värmning kan till exempel åstadkommas med hjälp av ett mot- stånd såsom beskrivits ovan för att hålla lasern vid en för- höjd, ungefärligen konstant temperatur. Det är föredraget att förvärmningstemperaturen är vald till att vara så hög att lasern aldrig kommer att nå en högre temperatur på egen hand under normal drift. På detta sätt kan samma identifierade avstämningslinje användas kontinuerligt utan behov av omka- librering.
Alternativt drivs lasern under temperaturövervakning såsom beskrivits ovan, och omkalibreras ifall temperaturen faller utanför sagda temperaturintervall. I detta fall identifieras således en ny uppsättning avstämningslinjer med hjälp av den ovan beskrivna algoritmen. I detta fall etableras ett nytt temperaturintervall av ovan angivna storlek i anslutning till den nya kalibreringen. På detta sätt kan lasern 121 startas 10 20 25 30 535 248 24 snabbt, och eftersom en kalibrering kan åstadkommas förhål- landevis snabbt kommer nedtiden vid ett byte av temperaturin- tervall i många tillämpningar att vara fullt acceptabel, i många fall så kort som ett fåtal sekunder eller mindre.
Enligt en föredragen utföringsform förvärms lasern under kalibreringen till en viss förhöjd förvärmningstemperatur, och därefter tillåts lasertemperaturen, genom att reglera temperaturen med hjälp av ytterligare värmning, att överskri- da förvärmningstemperaturen under drift men tillåts inte att falla under förvärmningstemperaturen. På detta sätt är de temperaturskillnader som upplevs av lasern mer begränsade än vad som skulle ha varit fallet utan ytterligare värmning, och färre omkalibreringar krävs.
I enlighet med en föredragen utföringsform utförs omkalibre- ring också rutinmässigt vid särskilda längre tidsintervall, såsom månatligen eller årligen. Pà detta sätt kan åldringsin- ducerad drift, etc. tas hänsyn till för de uppdaterade av- stämningslinjerna.
Om upptid är mer kritiskt än uppstarttid, kan lasern i ett initialt steg värmas upp så att den antar ett antal olika, på varandra följande temperaturer, vardera innefattad i en re- spektive av en stegvis serie av temperaturintervall av den ovan angivna storleken. När den antar var och en av sådana på varandra följande temperaturer kalibreras och de resulterande avstämningslinjerna för varje sådan kalibrering lasern, lagras i samma minne som beskrivits ovan eller i ett annat minne. Under drift används sedan de lagrade avstämningslinjer som är associerade med det temperaturintervall i vilket den nuvarande driftstemperaturen hos lasern är innefattad för att ställa in laserns utfrekvens. Det är föredraget att tempera- 20 535 248 25 turen i sagda initiala steg ökas med mellan l5°C och 20°C mellan varje mätning.
Ovan har föredragna utföringsformer beskrivits. Det är emel- lertid uppenbart för fackmannen att mànga olika förändringar kan göras av de beskrivna utföringsformerna.
Exempelvis kan en halvledarlaser fler braggreflektorsektioner kalibreras och avstämmas med hjälp av som har tre eller motsvarande metodologi som beskrivits ovan. I sådana fall beräknas hur mycket braggströmmarna måste förändras för att förflytta laserns operationspunkt längs med en viss avstäm- ningslinje på ett sätt som är analogt med det som beskrivs ovan för en MGY-SOA-laser. Fasströmmen förändras på motsva- rande sätt. Det faller väl inonl fackmannens kompetens att finna avstämningslinjer hos lasrar av olika typer.
Således är uppfinningen inte begränsad till de beskrivna utföringsformerna, utan kan varieras inom ramen för de bilag- da kraven.
Claims (15)
1. Förfarande för att kalibrera och avstämma en styckvis (l21;10) och åtminstone en monotont, kontinuerligt halvledarlaser (12) första braggreflektorsektion (l4a,l4b), genom vilka sektioner avstämbar innefattande åtminstone en fassektion en fasström respektive en första reflektorström leds, vilket förfarande innefattar a) ett kalibreringssteg, innefattande att för det första (301) med vilka avstämningslinjer alla kombinationer av fas- erhålla åtminstone två avstämningslinjer längs strömmar och braggströmmar utgör stabila operations- punkter för lasern (l21;10), för det andra identifiera åtminstone en stabil referensoperationspunkt längs med åtminstone en första av de identifierade avstämnings- linjerna (301) (l21;10) vid vilken operationspunkt lasern utsänder ljus vid en viss referensfrekvens, och för det tredje lagra i ett minne den åtminstone en stabila referensoperationspunkten; och b) ett efterföljande avstämningssteg, under vilket laserns (l21;10) utfrekvens i förhållande till sagda referens- frekvens regleras till en önskad utfrekvens genom att translatera laserns (l21;10) operationspunkt längs med sagda första avstämningslinje i enlighet med ett känt samband mellan relativ position längs med avstämnings- linjen och relativ förändring i lasringsfrekvens, och, närhelst sagda translation från sagda referensopera- tionspunkt är eller blir alltför stor för att opera- tionspunkten skall kunna härbärgeras längs med den för- sta avstämningslinjen, fortsätta translateringen längs med en annan av de identifierade avstämningslinjerna (301), för att således uppnå den önskade utfrekvensen. 20 25 30 535 248 27
2. Förfarande enligt krav 1, aktivt varvid lasern (l2l;l0) inte är temperaturstabiliserad, varvid kalibreringssteget (l2l;l0) tidpunkten då den stabila referensoperationspunkten identifi- vidare innefattar att mäta laserns temperatur vid och i (l2l;l0), erades minnet lagra sagda temperatur hos lasern och varvid avstämningssteget vidare innefattar att kontinuerligt mäta den aktuella driftstemperaturen hos lasern (l2l;l0) och sedan translatera laserns (l2l;l0) operations- punkt så att en temperaturorsakad relativ förskjutning i laserns (l2l;l0) utfrekvens, pà grund av en skillnad mellan den lagrade operationstemperaturen och den aktuella drifts- temperaturen, kompenseras, där translateringens storlek be- stäms i enlighet med ett känt förhållande mellan temperatur- förändring och translatering för den för tillfället använda avstämningslinjen.
3. Förfarande enligt krav l eller 2, varvid avstämningsste- get vidare innefattar att intermittent eller kontinuerligt (l2l;l0) (l2l;l0) mäta laserns utfrekvens, och att sedan translatera laserns operationspunkt längs med den första avstäm- ningslinjen så att en skillnad mellan den uppmätta utfrekven- sen och den önskade utfrekvensen kompenseras.
4. Förfarande enligt krav 3, varvid laserns (l2l;l0) utfrek- vens mäts med hjälp av en frekvensmätninganordning som är integrerad i lasermodulen, och varvid laserns (l2l;l0) opera- tionspunkt regleras av en styranordning som accepterar en utsignal från frekvensmätningsanordningen som inparameter.
5. Förfarande enligt krav 3, (l2l;l0) varvid mätningen av laserns utfrekvens utförs indirekt, genom att mäta huruvida den ljuseffekt som tas emot vid ett mål (110) (l2l;l0) för det ljus som utsänds av lasern är inom ett visst frekvensin- 10 15 20 25 30 35 535 248 28 tervall, och varvid lasers (l2l;l0) teras så att utfrekvensen hålls inom sagda frekvensintervall. operationspunkt transla-
6. Förfarande enligt något av kraven 3-5, det ljus varvid åldringsor- sakade (l2l;l0) punkten längs med den första avstämningslinjen. förändringar i som ntsänds från lasern kompenseras för genom att translatera operations-
7. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid, i avstämningssteget, samma identifierade avstämningslinje eller linjer (301) används över ett temperaturintervall som spänner över åtminstone 5°C.
8. Förfarande enligt krav 7, före varvid lasern (l2l;lO) kalibreringssteget förvärms till en viss förvärmningstempera- tur som är över omgivningstemperaturen, och under avstäm- ningssteget hålls inom ett temperaturintervall som innefattar sagda förvärmningstemperatur och som spänner över åtminstone 5°C, med hjälp av tilläggsuppvärmning.
9. Förfarande enligt krav 8, varvid laserns (12l;10) ratur regleras under avstämningssteget så att den tillåts tempe- överskrida förvärmningstemperaturen men inte tillåts falla under förvärmningstemperaturen.
10. Förfarande enligt krav 8, varvid kalibreringssteget upp- repas ifall temperaturen faller utanför sagda temperaturin- tervall, och varvid ett nytt temperaturintervall sedan eta- bleras innan avstämningssteget åter påbörjas.
11. ll. Förfarande enligt krav 8, varvid lasern (l21;l0) i ett initialt steg, före kalibreringssteget, värms upp så att den antar ett antal olika, på varandra följande temperaturer, varvid kalibreringssteget utförs vid var och en av sagda på varandra följande temperaturer, varvid. de resulterande av- 10 15 20 25 30 35 535 248 29 stämningslinjerna (301) för varje sådan kalibrering lagras i ett minne, och varvid, under avstämningssteget, de avstäm- (301) raturen för lasern ningslinjer som erhållits för den aktuella driftstempe- (121;10) (l21;10) utfrekvens. används för att ställa in laserns
12. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid den åtminstone en referensoperationspunkten i kalibreringssteget (l21;l0) minstone den första avstämningslinjen och observera en åter- (113) från ett mål (110) (l21;10), vilken signal mation beträffande huruvida ljus (121;10) identifieras genom att avsöka lasern längs med åt- kopplingssignal för det ljus som (113) bär infor- som utsänts utsänts från lasern från lasern är inom ett visst målfrekvensintervall, och varvid referensoperationspunkten identifieras så att den är utmär- kande för målfrekvensintervallet.
13. Förfarande enligt krav 12, varvid Hålet (l21;lO) och varvid åtminstone ett konven- (130) (lll), (110) innefattar en konven- för det ljus som utsänts från lasern (lll), tionellt optiskt filter (12l;10) tionell ljusdetektor är närvarande mellan lasern och detektorn där båda utgör befintliga kom- ponenter i ett optiskt kommunikationsnätverk (100) i vilket lasern (l2l;10) också är en del.
14. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid i avstämningssteget den andra av de identifierade avstämnings- (301) avstämningslinjen. linjerna är den efterföljande grannen till den första
15. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid i avstämningssteget överföringen från den första avstämnings- linjen till den andra avstämningslinjen åstadkoms genom att förändra fasströmmen som matas till lasern (121;10) till utan att ändra (12l;l0). braggströmmarna som matas lasern
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1051047A SE535248C2 (sv) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Förfarande för att kalibrera en avstämbar laser |
US13/877,349 US8787412B2 (en) | 2010-10-06 | 2011-10-05 | Method for calibrating a tunable laser |
PCT/SE2011/051191 WO2012047170A1 (en) | 2010-10-06 | 2011-10-05 | Method for calibrating a tunable laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1051047A SE535248C2 (sv) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Förfarande för att kalibrera en avstämbar laser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1051047A1 SE1051047A1 (sv) | 2012-04-07 |
SE535248C2 true SE535248C2 (sv) | 2012-06-05 |
Family
ID=45927975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1051047A SE535248C2 (sv) | 2010-10-06 | 2010-10-06 | Förfarande för att kalibrera en avstämbar laser |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8787412B2 (sv) |
SE (1) | SE535248C2 (sv) |
WO (1) | WO2012047170A1 (sv) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104577692B (zh) * | 2014-12-29 | 2018-10-09 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种光纤光栅选频的频谱合束装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE519081C3 (sv) | 1998-01-21 | 2003-02-19 | Altitun Ab | Förfarande och anordning för optimering av lasrars operationspunkt, jämte anordning |
SE519155C2 (sv) | 1999-02-17 | 2003-01-21 | Altitun Ab | Metod för utvärdering av avstämbara lasrar |
CN1218450C (zh) | 1999-10-15 | 2005-09-07 | 楚纳米光子学有限公司 | 结合可调激光器的光电子装置和其表征的方法 |
US7061943B2 (en) * | 2000-06-29 | 2006-06-13 | Agility Communications, Inc. | Controller calibration for small form factor sampled grating distributed Bragg reflector laser |
IES20020187A2 (en) | 2002-03-11 | 2003-09-17 | Intune Technologies Ltd | Method for optimising the calibration process of a tuneable laser |
EP1432087A1 (en) | 2002-12-20 | 2004-06-23 | Intune Technologies Limited | Multisection laser diode system and frequency sweeping method |
GB0408415D0 (en) | 2004-04-15 | 2004-05-19 | Univ Cambridge Tech | Control device and method |
FR2900509B1 (fr) | 2006-04-28 | 2008-06-06 | Alcatel Sa | Dispositif d'emission laser a reflecteurs distribues |
US8787772B2 (en) * | 2008-02-13 | 2014-07-22 | Applied Optoelectronics, Inc. | Laser package including semiconductor laser and memory device for storing laser parameters |
SE532997C2 (sv) | 2008-03-20 | 2010-06-08 | Syntune Ab | Förfarande för att undertrycka sidmoder hos en avstämbar laser |
-
2010
- 2010-10-06 SE SE1051047A patent/SE535248C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-10-05 US US13/877,349 patent/US8787412B2/en active Active
- 2011-10-05 WO PCT/SE2011/051191 patent/WO2012047170A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012047170A1 (en) | 2012-04-12 |
US8787412B2 (en) | 2014-07-22 |
US20130243014A1 (en) | 2013-09-19 |
SE1051047A1 (sv) | 2012-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113557643B (zh) | 硅光子外腔可调谐激光器的波长控制方法 | |
EP1624543B1 (en) | Optical module and method for monitoring and controlling wavelength | |
US6516010B1 (en) | Method and apparatus for active numeric temperature compensation of an etalon in a wavelength stabilized laser | |
US11923659B2 (en) | Optical module, method for controlling wavelength thereof, and method for calibration thereof | |
US6735224B2 (en) | Planar lightwave circuit for conditioning tunable laser output | |
US6272157B1 (en) | Apparatus and method for calibrating a wavelength stabilized laser | |
US20020163942A1 (en) | Multiple reflectivity band reflector for laser wavelength monitoring | |
US9543737B2 (en) | Fast calibration and programming optical components | |
KR102193981B1 (ko) | 외부 공진기형 레이저의 제어 방법 및 제어 장치 | |
US6914921B2 (en) | Optical filter, laser module, and wavelength locker module | |
US8665917B2 (en) | Method for calibrating a tunable laser | |
JP4255611B2 (ja) | 光源装置及び光源装置の波長制御装置 | |
US9742149B2 (en) | Method for controlling tunable wavelength laser | |
JP5653722B2 (ja) | テラヘルツ波イメージング装置 | |
US20120307242A1 (en) | Wavelength referencing by monitoring a voltage across a laser diode | |
SE1051047A1 (sv) | Förfarande för att kalibrera en avstämbar laser | |
JP4336091B2 (ja) | 光モジュール、光送信器及びwdm光送信装置 | |
US9407061B2 (en) | Tunable light source | |
US20060018583A1 (en) | Method and apparatus for distortion control for optical transmitters | |
US6847664B2 (en) | Optical device with wavelength monitor | |
US20200280169A1 (en) | Laser Calibration System | |
JP2003152271A (ja) | 半導体レーザの波長制御方法、光送信器及びwdm光送信装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |