一種用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置的製作方法
2023-06-20 18:44:51 1
專利名稱：一種用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，特別是涉及一種用於光通道的中心頻率被校準的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置。
背景技術：
為了提高一束光纖的傳輸容量，波分復用光系統的光通道之間的間隙已從100GHz降低到50GHz，25GHz或更低。超密集型光通訊的分類沒有顯著的標準，但是如果光通道之間的間隙總是25GHz或更低並且光通道的數量是100或更多，那麼這種通訊屬於超密集型波分多路復用光通訊。在雙向光通訊系統中，光束以相反的方向穿過的光通道的中心頻率之間的差異能非常小到10GHz。這種情況被認為是屬於超密集型波分多路復用光通訊。
在傳統的波分多路復用光通訊系統中，波長鎖定器或法布裡-珀羅濾波器(Fabry-Perot filter)控制中心頻率。然而，由於這種方法使用光學元件常常出現幾個GHz的誤差，在含有非常狹窄的光通道間隙的波分多路復用光通訊系統中，它產生嚴重的問題。為了校準超密集型波分多路復用光通道，日本的NTT公司應用了一種將一光源用與光通道頻率間隙相應的頻率調整的方法。然而，在這種方法中，對於每一個光通道其信噪比低以至於不能實際應用。最近，美國的Fiberspace公司開發了一種創新性的波長鎖定器，它能使錯誤降低到約100MHz。然而每一條光通道都需要它自己的波長鎖定器，所以費用問題仍然存在。結果，沒有完全解決本領域所面臨的問題。
現在，在相關的領域中提到了一種裝置，在這種裝置中當光探測對不同波長的光通道工作時產生的微波拍頻信號用作控制信號，並且光通道部件的光頻率之間的間隙保持一致。應用這種裝置，在雙向光通訊中互相通訊的節點之間相關的光通道間隙比普通的波長鎖定器能被更準確地控制。這種技術公布在下列的文章中Yong-SangAhn，Sang-Yuep Kim，Sang-Hoon Han，Jae-SeungLee，Sang-SooLee，和Wan-Seok Seo，「Bidirectional DWDM transmission using a beat-frequency-lockingmethod」(應用拍頻鎖定方法的雙向DWDM傳輸)，IEEE PhotonicsTechnology Letters，13卷，889-901頁，2001。然而，由於這種技術適用於維持不同的光通道部件之間的相對頻率穩定，因此這種技術不適用於應用在普通的超密集型波分多路復用光通信而不是雙向光學通信的光源校準。
這種應用拍頻率信號校準兩種或三種光源的技術已被研究。通常情況下，拍頻率信號的實際頻率與拍頻率信號的預期頻率之間的差異被轉換成電信號，並且應用這種轉化的電信號使光通道間隙或光通道間距穩定。比如，在美國專利US5861975中，公開了一種技術，在這種技術中拍頻信號被轉化成與成拍頻率成正比的電壓信號並且被轉化的電壓信號用於校準光通道。這種方法適於校準少量的光源，但是當光通道和拍頻信號的數量巨大時這種方法不能使用。
發明內容
因此本發明的直接目的是一種用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，它主要地避免了由於相關技術中的局限和不利而帶來的一個或多個問題。
本發明的另一個目的是校準用於超密集型波分多路復用光通訊系統中光通道的中心頻率。
本發明的其他優點，目的和特徵將部分涉及在下列的描述中，另一部分對於本領域的普通技術人員來說在仔細分析下文之後是顯而易見的或者可從本發明的應用中了解到。尤其是通過本說明書和權利要求以及附圖中指出的結構可認識到或獲得本發明的目的和其他的優點。
為了實現這些目的和其他的優點以及與本發明的目的一致，正如本文中包含和泛述的，用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置包括一種光通道單元，用於輸出具有不同的中心頻率的多元半導體雷射束，半導體雷射束組成光通道；一種光探測單元，用於對從光通道單元輸出的多元半導體雷射束進行光探測並且產生拍頻信號；一種微波頻譜分析單元，用於以數位訊號的方式輸出從光探測單元輸出的拍頻率信號的頻譜信息；以及一個控制器，用於接收微波頻譜分析單元的輸出信號和控制光通道單元的光通道的中心頻率。
本發明的另一方案中，用於超密集型波分多路復用光通道的光學頻率控制裝置包括一種光通道單元，用於輸出具有不同中心頻率的多元半導體雷射束，該半導體雷射束組成光通道；一種光譜控制器，用於改變從光通道單元輸出的半導體雷射束的光譜並且輸出該改變了的光譜；一種光探測單元用於對從光通道單元輸出的多元半導體雷射束進行光探測並且產生拍頻信號；一種微波頻譜分析單元，用於以數位訊號的方式輸出從光探測單元輸出的拍頻信號的光譜信息；以及一個控制器，用於接收微波光譜分析單元的輸出信號和控制光通道單元的光通道的中心頻率以及光譜控制器。
本發明的另一個方案中，一個雙向光通訊系統應用上述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置。
本發明的又一個方案中，提供了一個光學頻率分析器，在這個光學分析器中應用上述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置計算光譜。
需要明確的是指出本發明前述的一般描述和下面的詳細介紹是範例和說明，並且將按權利要求對本發明進一步解釋。
所包括的附圖提供對本發明的進一步理解，並且構成該申請的一部分。
本發明的具體實施例並於描述一起用於解釋該發明的原理。在圖中圖1說明本發明的第一個實施例的用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置；圖2說明本發明的第二個實施例的用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置；
圖3說明本發明的第三個實施例的含有多元光分通道部件的光通道單元。
圖4說明本發明的第四個實施例的含有多元光分通道部件的光通道單元，其中應用了一個偏振擾頻器；圖5是沒有校準的拍頻信號的光譜示意圖；圖6是校準的拍頻信號的光譜示意圖；圖7是校準的光通道的光譜示意圖；和圖8是本發明的第五個實施例的包括波長可調諧雷射器的光譜控制器。
具體實施例方式
現在對本發明中優選方案詳細制定參考標準，其實例在附圖中說明。在儘可能的情況下，相同的參考編碼用於所有附圖中相同的和類似的部分。
本發明中，使用一微波拍頻信號作為控制信號校準超密集型波分多路復用光通道的中心頻率。在校準超密集型波分多路復用光通道時，其中光通道之間的間隙非常小並且有非常多的光通道使用該微波拍頻信號，將非常容易地發現構成每一個拍頻信號的光通道。因此，必須需要一個微波頻譜分析電路但是不用進行測試。
在本發明中，利用微波頻譜分析電路來分析微波拍頻信號。微波頻譜分析電路有助於分析當光探測對許多的光通道進行工作時產生的複雜的分布的微波拍頻信號。在本發明中，輸入到光探測器的光通道光譜被改變而在光頻率範圍內發現光通道的位置。為了這個目的，我們或者在光探測器前放置一可調光濾波器或者應用連同光通道一起的波長可調諧雷射器的輸出到光探測器。因此，本發明的光頻率控制裝置能夠精確地控制在超密集型波分多路復用光通訊系統中的光通道間隙和光通道中心頻率。結果，由於每一光通道不需要使用波長鎖定器，用於超密集型波分多路復用光通訊系統中的光源造價低。
本發明的光頻率控制裝置用於將應用在超密集型波分多路復用光通訊系統中的光通道的中心頻率校準到預期的位置。其基本結構在圖1中說明並且本基本結構的改進版在圖2中說明。
本發明的具體方案將連同附圖闡述。
圖1說明本發明中第一個實施例的用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置。
光通道單元10輸出超密集型波分多路復用光通道。產生光通道的所有光源安裝在光通道單元10。然而，在某些情況下，能夠接收到被使用的遠程節點發出的一些或全部的光通道。使用各種結構的光耦合器，從光通道單元10輸出的光通道能與光傳輸路徑耦合。由於在本發明中詳細的結構不重要，因此在圖1中將其省略。從光通道單元10輸出的多元光通道被輸入到光探測單元30產生多元微波拍頻信號。
包括一微頻光譜分析電路的微波頻譜分析單元40將微波拍頻信號的振幅和頻率分布信息轉換成數位訊號並將轉化的數位訊號輸送到控制器50。控制器50分析微波頻譜分析單元40的輸出信號並控制從光通道單元10輸出的光通道的中心頻率。另加一光學放大器(圖1中沒表示)放置在光強度弱的地方。
拍頻信號的頻率值顯示的是產生拍頻的兩條光通道的中心頻率之間的間隙。因此，如果發現了產生特殊拍頻信號的兩條光通道，這兩條光通道中心頻率之間的間隙就能被精確的發現。如果這兩條光通道中的一條的中心頻率已被鎖定，那麼另一條光通道就能被校準在正確的中心頻率位置。
光通道單元10的一部分輸出光通道是基準光通道，其波長已被波長鎖定器或類似裝置鎖定。該基準光通道提供校準其它的光通道所必須的基準頻率值。光通道單元10的輸出光通道可以不包括任何基準光通道。在這種情況下，光通道單元10能夠使用任何一條輸出光通道作為基準光通道並校準其它的光通道。光通道單元10的輸出光通道通常已被調節但是也可以沒有被調節過。在光頻率範圍內光通道之間的間隙可以不同。
正如上所述，即使在遠程節點的光通道變成光通道單元10的輸出光通道的情況下，控制器50將信號發送到相關的遠程節點並且控制相關光信號的中心頻率。
因此，本發明的第一個實施例的光頻率控制裝置能夠保持不同節點的光通道中心頻率之間的差異一致。換句話說，本發明的第一個實施例的光頻率控制裝置能夠使相對於與定位在基準節點的光通道的遠程節點光源的光學頻率穩定並且使在雙向光通訊系統中的不同節點光通道的光頻率的相對間隙穩定。
圖2說明本發明中第二個實施例用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置；圖2圖示的第二個實施例是在圖1中的第一個實施例中的用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置中增加了一光頻譜控制器20。該第二個實施例的描述與第一個實施例的描述部分重疊，但是為了下列敘述方便，重複的部分沒有被省略掉。對於附圖及有關的敘述中的同一組件將使用同一參考編碼。
光通道單元10輸出超密集型波分多路復用光通道。所有產生光通道的光源可在光通道單元10。但是，有時一些或全部的光通道從某遠程節點被傳輸和被接收並被使用。應用不同結構中的光耦合器使從光通道單元10輸出的光通道與光傳輸路徑相耦合。因為詳細的結構在本發明中不重要，它們在圖1中被省略。光通道單元10輸出含有不同中心頻率並被產生或被接收的多元半導體雷射束。從光通道單元10輸出的半導體雷射束被輸入到光譜控制器20。
光譜控制器20改變光通道單元10的半導體雷射束的頻譜。該光譜控制器20使用一個光濾波器除去一些光通道單元10輸出光通道的光通道或者使用波長可調諧雷射器給光通道單元10的輸出光通道增加一些附加的光通道以改變從光通道單元10輸出的光譜。換句話說，在光探測期間產生的拍頻信號的分布被改變以便由兩條特定的光通道產生的拍頻信號非常容易被發現。從光譜控制器20輸出的光通道被輸入到光探測器30從而產生多元微波拍頻信號。
包括微頻光譜分析電路的微波頻譜分析單元40將微波拍頻信號的振幅和頻率分布信息轉換成數位訊號並將被轉換的數位訊號輸送到控制器50。該控制器50分析微波頻譜分析單元40的輸出信號並控制從光通道單元10輸出的光通道的中心頻率。同時，微波頻譜分析單元40也控制光譜控制器20的輸出頻譜。可以另外使用一個額外的光放大器(圖1中沒有示意)放置在光強度弱的地方。
拍頻信號的頻率值顯示出產生成拍頻率的兩條光通道的中心頻率之間的間隙。因此，如果發現了產生特定拍頻信號的兩條光通道，就會精確地發現這兩條光通道的中心頻率之間的間隙。如果該兩條光通道中的一條光通道的中心頻率已被鎖定，另一條光通道就能被校準在正確的中心頻率位置。
光通道單元10的一些輸出光通道是基準光通道，其波長已被波長鎖定器及類似裝置鎖定。基準光通道提供校準其他光通道所必須的基準頻率值。光通道單元10的輸出光通道可不包括任何基準光通道。在這種情況下，光通道10能夠使用任何一條它輸出的光通道作為基準光通道並校準其它的光通道。
光通道單元10的輸出光通道通常已被調節但是也可以不被調節。在光頻率範圍內光通道之間的間隙可不同。
如上所述，既使遠程節點的光通道是光通道單元10的輸出光通道，在這種情況下，控制器50能夠將信號發送到相關的遠程節點並控制相關光信號的中心頻率。
因此本發明第二個實施例的光頻率控制裝置能使不同節點的光通道中心頻率之間的差異保持一致。換句話說，本發明第二個實施例的光頻率控制裝置能使相對於定位在基準節點的光通道的遠程節點的光源的光頻率穩定並保持在雙向光學通訊系統中放置在的不同節點的光通道的光頻率的相對間隙穩定。
圖3說明本發明第三個實施例的含有多元光分通道部件的光通道單元部件。
參看圖3，光通道單元10能包括多元光分通道部件11，12和13，基準光分通道部件14，光開關15和第一光耦合器16。每一個光分通道部件至少輸出形成一條光通道的一束半導體雷射束。基準光分通道部件14隻輸出形成基準光通道的半導體雷射束。從光分通道部件11，12和13輸出的雷射束被輸入到由控制器50控制的光開關15。光開關15可有多元輸出終端。從光開關15輸出的雷射束被輸入到第一光耦合器16。這時，從該基準光分通道部件14輸出的雷射束也被輸入到第一光耦合器16。該第一光耦合器16將接收到的雷射束耦合併在一條路徑中輸出該耦合的雷射束。基準光分通道部件14和光分通道部件11，12及13可以包括從遠程節點傳輸的光通道用於輸出。有時，基準光分通道部件14能被省略。
從光分通道部件11，12和13輸出的一些雷射束可被一光耦合器耦合到一條路徑中並被傳輸到其它的節點。但是，在圖3中包括這個光耦合器的結構被省略。
當本發明的光頻率控制裝置被接通或正在使用並且光通道的校準是混亂的時候，控制器50可以改變屬於光通道單元10的光通道的中心頻率或光強度，拍頻用信號表示找到了頻率位置或其改變的振幅。這是發現由特定的光通道產生的拍頻信號最容易的方法。
通常情況下，一條光通道能夠產生幾個拍頻信號。但是，如果改變仍沒有被校準的光通道中心頻率或光強度，那麼就能發現該光通道和其中一條已被校準的光通道之間產生的特定的拍頻信號。在這種情況下，控制器50校準仍沒被校準的光通道的中心頻率以便於被發現的拍頻信號定位在預期的頻率位置。為了達到這個目的，我們通常用改變有關雷射二極體的溫度的方法。通常情況下，被校準的光通道的中心頻率在±100MHz的範圍內隨機變化。重複上述的過程可以降低這種錯誤的影響。
圖4說明本發明的第四個實施例的一光通道單元，該光通道單元含有一多元光分通道部件，在其中應用了偏振擾頻器。
圖4圖中表示的本發明第四個實施例是通過在圖3中的第三個實施例中的光通道單元中增加一偏振擾頻器而來。第四個實施例中一些描述與第三個實施例的描述有重複，但是為了下面描述的方便，重複的描述沒有被省略掉。在附圖和相關的描述中，對於同一組件將使用相同的參考編號。
參看圖4，光通道單元10可包括多元光分通道部件11，12和13，基準光分通道部件14，光開關15和第一光耦合器16。每一個光分通道部件至少輸出一條形成光通道的半導體雷射束。基準光分通道部件14隻輸出形成基準光通道的半導體雷射束。從光分通道部件11，12和13輸出的雷射束被輸入到由控制器50控制的光開關15。光開關15可有多元輸出終端。從光開關15輸出的雷射束被輸入到第一光耦合器16。這時，從基準光分通道部件14輸出的雷射束也被輸入到第一光耦合器16。該第一光耦合器16將接收到的雷射束耦合併在一條路徑中輸出耦合的雷射束。基準光分通道部件14和光分通道部件11，12和13可包括從遠程節點傳輸來的光通道。有時，基準光分通道部件14可被省略。如果偏振擾頻器17被放置在至少一個輸入終端，那麼該拍頻信號穩定。如果偏振擾頻器17沒有被放置在至少一個輸入端，那麼光通道就不會被偏振或隨時間變得不穩定。
從光分通道部件11，12和13輸出的一些雷射束可由一光耦合器耦合到一條路徑中並被傳輸到其它的節點。但是，包括該光藕合器的結構在圖4中被省略。
當該光頻率控制裝置被接通或正被使用並且該光通道的校準是混亂的時候，控制器50可改變屬於光通道單元10的光通道的中心頻率或光強度並且拍頻用信號表示找到了頻率位置或其改變的振幅。這是發現由特定的光通道產生的拍頻信號的最簡單的方法。
通常情況下，一條光通道產生幾個拍頻信號。然而，如果改變仍沒有被校準的光通道的中心頻率或光強度，就能發現該光通道和其中一條已被校準過的光通道之間產生的特定的拍頻信號。在這種情況下，控制器50校準仍沒有被校準的光通道的中心頻率以便於該被發現的拍頻信號定位在預期的頻率位置。為了達到這個目的，我們通常使用改變相關的雷射二極體的溫度的方法。通常情況下，被校準過的光通道的中心頻率在±100MHz範圍內隨機變化。重複上述的過程能降低這種錯誤的影響。
圖5是沒有被校準的拍頻信號的光譜圖。圖6是已被校準過的拍頻信號的光譜圖。圖7是已被校準過的光通道的光譜圖。
在本發明中，由於光通道間隙被精確地控制，甚至一些基準光通道的誤差能被糾正。為了執行這些操作，必須需要微波頻譜分析單元40來通知拍頻信號的分布。為了證實本發明的實用性，我們做了試驗，在該試驗中相對於含有兩條100GHz間隙的基準光通道的一基準光通道部件，一含有七個光通道的光分通道部件被校準。為了發現由特定的光通道產生的拍頻信號，相關的雷射二極體的溫度被控制以便成功地改變所有光通道的中心頻率。所有光通道在10Gbps內被調節並且光通道之間的間隙或間距是12.5GHz。圖5和圖6是由兩個光通道部件的光探測產生的拍頻信號校準之前或之後各自的電頻譜。該頻譜從微波頻譜分析器獲得。所有光通道之間的間隙在50MHz以內。圖7是校準光通道後由光頻譜分析器測定的光譜。
上述的方法通過改變光通道的中心頻率或光強度能夠破壞通訊中信號的質量。為了克服這個問題並更容易地識別拍頻信號，使用了光譜控制器20，如圖2所示。如果光頻譜控制器20包括一可調光濾波器21，該可調光濾波器21降低輸入到光探測單元30的光通道的數目並且使光譜控制器20的輸出光通道的功率彼此不同。因此，識別拍頻信號變得容易。控制器50控制可調光濾波器21的中心傳輸頻率。
圖8說明本發明第五個實施例包括一波長可調諧雷射器的光譜控制器。
參看圖8，光譜控制器20可包括一波長可調諧雷射器22用於改變輸出光的波長和另一光耦合器23用於將波長可調諧雷射器22的輸出信號和光通道單元10的輸出信號耦合在一條光學路徑內。波長可調諧雷射器22的中心頻率由控制器50控制。波長可調諧雷射器22輸出功率能夠提高到非常容易識別由波長可調諧雷射器22產生的拍頻信號和臨近光通道的程度。
另一種方法，光譜控制器20在其中一個輸入終端可包括另一個偏振擾頻器24用於降低偏振效應。
另一種方法，光譜控制器20可包括一光調節器25用於對波長可調諧雷射器22的輸出信號進行周期性的光調節。
由兩條光通道產生的兩個拍頻信號的光頻率在較短波長方向和較長波長方向最接近于波長可調諧雷射器22產生的輸出光的光頻率，該兩個拍頻信號與波長可調諧雷射器22產生的輸出光含有比其它的拍頻信號更低的頻率並能非常容易地與其它的拍頻信號區別開。這兩個拍頻信號的中心頻率的總數與該兩條光通道的中心頻率的差異相同，該兩條光通道的中心頻率在較短波長和較長波方向最接近於由波長可調諧雷射器22產生的輸出光的光頻率。
為了進一步詳細的介紹，假設波長可調諧雷射器22的輸出光的中心頻率是ft並且含有在從光譜控制器20輸出的光通道中間在較短波長和較長波長方向最接近於ft的中心頻率的兩條光通道的中心頻率是fa和fb，其中fa≤ft≤fb。頻率為(ft-fa)和(fb-ft)的拍頻部分在光探測單元30的輸出終端產生並且它們的總數fd＝fb-fa是定位在fa和fb的兩條光通道的光通道間隙或光通道間距。如果fa固定在預期的位置並且fd比預期的光通道間隙大，fb就降低。否則，fb增加。結果，fd設置在預期值。這時，可方便地設置ft以便於(ft-fa)和(fb-ft)可比較。
如果改變波長可調諧雷射器22的輸出光的波長重複上述過程，所有的光通道都能被校準。控制器50控制波長可調諧雷射器22的中心頻率。這時，要降低偏振從屬性，波長可調諧雷射器22的輸出光通過第二個偏振擾頻器24被輸入到第二個光耦合器，如果需要，波長可調諧雷射器22的輸出光能含有多元波長。波長可調諧雷射器22的輸出光可被調整成周期性的波形。這減少波長可調諧雷射器22和其鄰近的光通道之間拍頻幅度，以便於微波頻譜分析單元40可用價格便宜的低頻率電路製造。
在上例中，如果波長可調諧雷射器22的輸出光用fd/2的頻率調節，在光探測單元30的輸出終端產生的拍頻信號的兩個最低頻率組分是|fb-ft-fd/2|和|ft-fd/2-fa|。因為如果fd＝fb-fa這兩個頻率相同，這兩條光通道就能很快地被校準。波長可調諧雷射器22可被由於分流，放大和分離光通道單元10的輸出光獲得的光取代。
光通道的校準順序通常是從基準光通道到下一個基準光通道的較近頻率順序。為了提高準確性，重複上述的過程或者顛倒光通道的校準順序再重新校準光通道。
在本發明中，當光通道離基準光通道較遠時光通道的中心頻率的誤差增加。因此，基準光通道的中心頻率間隙不能太遠，並且由所用裝置的精密度確定間隙值。對於等同的光通道間距的情況，為了看到光通道的校準誤差，相對於預期頻率值確定拍頻信號的頻率分布是否對稱是有用的。
通常情況下，從光通道單元10輸出的光通道被調節並且如果經光調節後載體組分存在通過微波頻譜分析單元40能清晰地觀察到拍頻信號。但是，如果載體組分不存在，每一拍頻信號分布在一寬頻率範圍內。在這種情況下，從分布形狀計算光通道間距。
光探測單元30可以包括一光敏二極體和一電阻器。
微波頻譜分析單元40可只包括一微波頻譜分析器41或使用一具有與微波頻譜分析器41相同功能的電路來工作。
如上所述，波長可調諧雷射器22的輸出光被周期性地調節，在這種情況下，微波頻譜分析單元40不需要微波頻譜分析器就能工作，因而更便宜。也可以在電信號強度弱的地方使用一額外的微波放大器。
由於本發明裝置能清楚地指示光通道間的光頻率距離，因此本發明的裝置能用作光頻譜分析器用於應用在超密集型波分多路復用光學通訊系統中的光通道。
在本發明中，在超密集型波分多路復用光通訊系統中光通道之間的頻率間隙是25GHz或更低，應用在該系統中的光通道能被校準在光頻率範圍幾百個MHz或更低的誤差內。本發明的裝置比起每一條光通道都使用一昂貴波長鎖定器的傳統裝置更便宜。本發明裝置能保持不同節點的光通道的中心頻率間隙一致。換句話說，為了使一基準節點校準其它節點的光源中心頻率穩定而使用本發明。在雙向光通訊網絡中為了使不同節點光通道之間的光通道間距值穩定而使用本發明。當然，如果所使用的元件能在高拍頻條件下工作，本發明能夠應用在高於25GHz的光通道間隙的情況。
對本領域的普通技術人員來說，可對本發明進行各種修改和變化。所以，假如這些修改和變化包含在權利要求及其相等物中，本發明要求包括這些對本發明的所有修改和變化。
權利要求
1.一種用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，該裝置包括一光通道單元，用於輸出多元半導體雷射束，該多元半導體雷射束形成具有不同中心頻率的光通道；一光探測單元，用於對從所述的光通道單元輸出的多元半導體雷射束進行光探測並且生成拍頻信號；一微波頻譜分析單元，用於以數位訊號方式輸出從所述的光探測單元輸出的拍頻信號的光譜信息；以及一控制器，用於接收所述的微波頻譜分析單元的輸出信號並控制所述光通道單元的光通道的中心頻率。
2.如權利要求1所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的光通道單元包括一多元光分通道部件，用於輸出至少一束形成一條光通道的半導體雷射束；一基準光分通道部件，用於輸出至少一束形成一條基準光通道的半導體雷射束；一光開關，用於接收從所述的多元光分通道部件輸出的半導體雷射束並且輸出其中一個光分通道部件的半導體雷射束；以及第一光耦合器，用於接收從光開關輸出的半導體雷射束和從基準光分通道部件輸出的半導體雷射束並耦合從所述光開關輸出的半導體雷射束與從所述基準光分通道部件輸出的半導體雷射束在一條路徑中。
3.如權利要求2所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的第一光耦合器在其其中一個輸入終端還包括第一個偏振擾頻器用於降低偏振效應。
4.如權利要求1所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的微波頻譜分析單元包括一微波頻譜分析電路。
5.如權利要求1所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的控制器接收所述微波頻譜分析單元的輸出信號，改變光通道單元的光通道的中心頻率，發現頻率改變了的拍頻信號並將此拍頻信號的頻率改變到預期頻率，並由此校準光通道的中心頻率。
6.一種用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，該裝置包括一光通道單元，用於輸出多元半導體雷射束，該多元半導體雷射束形成具有不同中心頻率的光通道；一光頻譜控制器，用於改變從所述光通道單元輸出的半導體雷射束的光譜；一光探測單元，用於對從光通道單元輸出的多元半導體雷射束進行光探測並且生成拍頻信號；一微波頻譜分析單元，用於以數位訊號的方式輸出從光探測單元輸出的拍頻信號的光譜信息；以及一控制器用於接收微波頻譜分析單元的輸出信號並控制光通道單元的光通道的中心頻率以及所述的光譜控制器。
7.如權利要求6所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的光通道單元包括一多元光分通道部件，用於輸出至少一束形成一條光通道的半導體雷射束；一基準光分通道部件，用於輸出至少一束形成基準光通道的半導體雷射束；一光開關，用於接收從所述的多元光分通道部件輸出的半導體雷射束並且輸出其中一個所述的多元光分通道部件的半導體雷射束；以及第一光耦合器，用於接收從光開關輸出的半導體雷射束和從基準光分通道部件輸出的半導體雷射束並耦合從所述光開關輸出的半導體雷射束與從所述基準光分通道部件輸出的半導體雷射束在一條路徑中。
8.如權利要求7所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的第一光耦合器在其其中一個輸入終端還包括第一個偏振擾頻器用於降低偏振影響。
9.如權利要求6所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的光譜控制器包括一可調光濾波器。
10.如權利要求6所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的光頻譜控制器包括一波長可調諧雷射器，用於提供一波長可調諧雷射；以及第二光耦合器，用於耦合波長可調諧雷射器的輸出信號和光通道單元的輸出信號在一條路徑中。
11.如權利要求10所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的波長可調諧雷射通過分流從所述的光通道單元輸出的半導體雷射束到第二光耦合器，放大被分流的半導體雷射束和分離該被放大的半導體雷射束而獲得。
12.如權利要求10所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的第二光耦合器在其其中一輸入終端還包括一第二偏振擾頻器用於降低偏振效應。
13.如權利要求6所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的光頻譜控制器包括一波長可調諧雷射器，用於提供一波長可調諧雷射；一光調節器，用於對波長可調諧雷射器的輸出信號進行周期性的光調節；以及第二光耦合器，用於耦合波長可調諧雷射器的輸出信號和光通道單元的輸出信號在一條路徑中。
14.如權利要求13所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的波長可調諧雷射通過分流從所述的光通道單元輸出的半導體雷射束到第二光耦合器，放大被分流的半導體雷射束和分離該被放大的半導體雷射束而獲得。
15.如權利要求13所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的第二光耦合器在其其中一輸入終端還包括第二偏振擾頻器用於降低偏振效應。
16.如權利要求6所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的微波頻譜分析單元包括一微波頻譜分析電路。
17.如權利要求6所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置，其中所述的控制器控制光頻譜控制器，接收微波頻譜分析單元的輸出信號，改變光通道單元的光通道的中心頻率，發現頻率改變了的拍頻信號並將該拍頻信號的頻率改變到預期值，並由此校準光通道的中心頻率。
18.一種雙向光通訊系統其中使用了如權利要求1所述的用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置。
19.一種雙向光通訊系統其中使用了如權利要求6所述的用於超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置。
20.一種光頻譜分析器在其中如權利要求1所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置用於計算光譜。
21.一種光譜分析器其中如權利要求6所述的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置用於計算光譜。
全文摘要
本發明公開了一種光頻率控制裝置用於校準超密集型波分多路復用光通道中光通道的中心頻率。本發明的超密集型波分多路復用光通道的光頻率控制裝置包含一種光通道單元，用於輸出具有不同的中心頻率的多元半導體雷射束，該半導體雷射束組成光通道；一種光探測單元，用於對從光通道單元輸出的多元半導體雷射束進行光探測並且產生拍頻信號；一種微波頻譜分析單元，用於以數位訊號的方式輸出從光探測單元輸出的拍頻信號的頻譜信息；以及一個控制器，用於接收微波頻譜分析單元的輸出信號和控制光通道單元的光通道的中心頻率。
文檔編號H04B10/155GK1489325SQ0315671
公開日2004年4月14日 申請日期2003年9月8日 優先權日2002年10月4日
發明者李在升, 徐璟嬉 申請人:李在升, 徐璟嬉, 光雲大學校