热锁定器制造技术

一种组件包括用于动态地将光束的频率锁定到设置频率的标准具组件，该标准具组件位于输出光束的激光源组件外部。标准具组件包括接收光束并且经干涉效应产生透射光束的标准具，标准具具有比标准具的自由光谱范围的一半大的热调谐范围。标准具组件还包括安装到标准具的标准具加热器，从而使得该标准具加热器被配置为调整标准具的温度。该组件包括控制器，该控制器被配置为基于设置频率检索校准数据，使用热调谐算法和校准数据计算标准具的设置温度，并且控制标准具加热器以使得标准具具有等于计算的设置温度的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热锁定器
本公开一般地涉及控制激光源的频率的领域，并且具体地讲，涉及使用热锁定器组件允许将激光源的频率动态锁定到频率网格(frequencygrid)内的任何频率。
技术介绍
在光纤通信信道中，通常使用密集波分复用(DWDM)经单个光纤传送多个光学信号。对于DWDM应用，这些光学信号中的每个光学信号被调谐到与特定信道对应的不同频率。使用频率网格(例如，ITU-TG.694.1)定义信道。由激光源产生的光学信号的频率通常经波长锁定机构被“锁定到”它们各自的网格位置。在这些实例中，每个波长锁定机构被校准以将激光源锁定到频率网格上的特定频率。另外，使这些波长锁定机构通常热稳定，从而不发生可使波长锁定机构从所述特定频率失谐的温度变化。因此，目前的波长锁定机构缺乏灵活性，因为它们不能动态地将激光源的光学输出锁定到不同频率，包括非网格频率(即，不与频率网格上的信道关联的频率)。
技术实现思路
在一个实施例中，一种组件包括用于动态地将光束的频率锁定到设置频率的标准具组件，该标准具组件位于输出光束的激光源组件外部。标准具组件包括接收光束并且经干涉效应产生透射光束的标准具，该标准具具有比标准具的自由光谱范围的一半大的热调谐范围。标准具组件还包括安装到标准具的标准具加热器，使得该标准具加热器被配置为调整标准具的温度。该组件包括控制器，该控制器被配置为：基于设置频率检索校准数据，使用热调谐算法和校准数据计算标准具的设置温度，并且控制标准具加热器以使得标准具具有等于计算的设置温度的温度。在另一实施例中，一种用于控制标准具组件的计算机实现的方法包括接收设置频率。基于设置频率检索校准数据。使用热调谐算法和校准数据计算标准具的设置温度，其中标准具的热调谐范围大于标准具的自由光谱范围的一半。该标准具组件被控制为使得标准具具有等于计算的设置温度的温度以动态地将光束的频率锁定到设置频率。在还另一实施例中，一种组件包括激光源组件、重定向组件、参考检测器、标准具组件、透射检测器和控制器。激光源组件产生处于初始频率的输出光束，其中初始频率取决于一个或多个激光参数。重定向组件将输出光束分割成参考光束和重定向光束。参考检测器监测参考光束，产生与参考光束的光强成比例的参考信号。标准具组件包括接收重定向光束并且经干涉效应产生透射光束的标准具，并且透射光束取决于标准具的温度。标准具组件还包括调整标准具的温度的标准具加热器。透射检测器监测透射光束，产生与透射光束的光强成比例的透射信号。控制器被配置为根据所述一个或多个激光参数设置控制激光源组件，从而使得初始频率处于设置频率或处于设置频率附近。控制器还被配置为确定与设置频率对应的标准具温度，并且控制标准具加热器从而使得标准具处于确定的温度。控制器还被配置为使用参考信号和透射信号计算锁定比，并且调整所述一个或多个激光参数中的一个或多个，直至锁定比对应于针对设置频率的校准的锁定比。附图说明图1是根据实施例的热锁定器系统的方框图。图2是根据实施例的来自图1中使用的热锁定器系统的调谐组件。图3A示出根据实施例的图1中使用的重定向组件的顶视图。图3B示出根据实施例的图1中使用的重定向组件的侧视图。图3C示出根据实施例的图1中使用的重定向组件的等距图。图4A示出根据实施例的图1中使用的标准具组件的顶视图。图4B示出根据实施例的图1中使用的标准具组件的侧视图。图4C示出根据实施例的图1中使用的标准具组件的等距图。图5是描述根据实施例的热锁定器系统的一般热锁定器特性的曲线图。图6图示根据实施例的用于使用热锁定器系统的控制器调谐标准具组件的过程的一个实施例的流程图。图7是描述根据实施例的包括校准点的热锁定器系统的一般热锁定器特性的曲线图。图8是描述根据实施例的针对不同热调谐算法的锁定误差的曲线图。图9图示根据实施例的用于使用热锁定器系统的控制器设置由热锁定器系统产生的光束的频率的过程的一个实施例的流程图。具体实施方式仅作为说明，附图和下面的描述描述了某些实施例。本领域技术人员将会容易地从下面的描述意识到，可在不脱离这里描述的原理的情况下采用这里说明的结构和方法的替代实施例。现在将详细参照几个实施例，其例子被图示在附图中。要注意的是，在可实践的任何地方，类似或相似的附图标记可被用于附图中并且可指示类似或相似功能。图1是根据实施例的热锁定器系统100的方框图。热锁定器系统100包括调谐组件105和控制器110。热锁定器系统100根据来自控制器110的指令产生光束，该光束被锁定到特定频率(即，设置频率)。另外，该光束的设置频率可被动态地调整，从而使得光学辐射的光束被锁定到跨频带的不同频率值。频带可以是例如传统波长窗口，称为覆盖1.53-1.57μm(191083-196078GHz)的C频带、覆盖1.565-1.625μm(184615-191693GHz)的L频带等。热锁定器系统100能够动态地将它的输出光束锁定到用户选择的频率(例如，设置频率)。另外，频率可以是网格频率或非网格频率。网格频率与频率网格的特定信道关联，非网格频率不与频率网格上的信道关联。调谐组件105包括激光源组件115、子支架120、温度调节器125、准直器130、重定向组件135、标准具组件140、参考检测器145、透射检测器150和子支架温度检测器155。激光源组件115以特定频率产生光学辐射的一个或多个输出光束(例如，向前光束116和向后光束118)。向前光束116可被提供给外部组件(例如，发射器)。向后光束118由热组件系统100使用以识别向前光束116的频率并且确保它保持锁定到特定频率。在替代实施例中，向前光束116以及光束分割元件可由热组件系统100使用以识别向前光束116的频率。为了产生（一个或多个）输出光束，激光源组件115包括一个或多个激光芯片(例如，激光二极管)。另外，一个或多个激光芯片可由多个部分构成。例如，激光源组件115可包含由多个部分构成的单片激光芯片。各个部分是激光芯片的不同部分，例如增益介质、调谐、相位、放大器等。可选择所述一个或多个激光芯片来产生可用于特定应用的光学辐射的频率。例如，对于一些电信应用，由所述一个或多个激光芯片产生的光学辐射的频率可跨C频带分布。激光源组件115被耦合到控制器110。光束116和118的频率取决于所述一个或多个激光芯片的温度和从控制器110接收的每个芯片(例如，激光芯片和/或一个或多个芯片部分)中驱动电流的量。子支架120包括一个或多个板。调谐组件105的部件(即，激光源组件115、准直器130、重定向组件135、标准具组件140、参考检测器145、透射检测器150、子支架温度检测器155和温度调节器125)被安装到所述一个或多个板。所述一个或多个板提供机械稳定性并且可辅助一个或多个部件的热管理。另外，所述板中的一个或多个板是导热的。在这个实施例中，至少激光源组件115被安装到导热板。在一些实施例中，标准具组件140可被安装在隔热板上。导热板可由稳定的导热材料(例如，氮化铝)构成，并且隔热板可由稳定的隔热材料构成。在一个实施例中，激光源组件115、准直器130、重定向组件135、标准具组件140、参考检测器145、透射检测器150、子支架温度检测器155被安装在子支架120的一个表面上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组件，包括：标准具组件，用于动态地将光束的频率锁定到设置频率，所述标准具组件位于输出所述光束的激光源组件外部，所述标准具组件包括：标准具，接收光束并且经干涉效应产生透射光束，其中透射光束是取决于标准具的温度的周期性函数，并且标准具的热调谐范围大于标准具的自由光谱范围的一半；标准具加热器，安装到标准具，使得标准具加热器被配置为调整标准具的温度；和控制器，被配置为：基于所述设置频率检索校准数据，使用热调谐算法和所述校准数据计算标准具的设置温度，并且控制标准具加热器，使得标准具具有等于计算的设置温度的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.18 US 13/9209041.一种组件，包括：由单个标准具构成的标准具组件，用于动态地将光束的频率锁定到设置频率，所述设置频率选自被划分成频率网格的频带内的多个设置频率，并且所述多个频率包括与信道相关联的网格频率和不与信道相关联的非网格频率，所述标准具组件位于输出所述光束的激光源组件外部，所述标准具组件包括：标准具，接收光束并且经干涉效应产生透射光束，其中透射光束是取决于标准具的温度的周期性函数，并且标准具的热调谐范围大于标准具的自由光谱范围的一半，以及标准具加热器，安装到标准具，使得标准具加热器被配置为调整标准具的温度；和控制器，被配置为：基于所述设置频率检索校准数据，其中所述控制器进一步被配置为：定位多个校准点中的与设置频率最近的校准点，其中所述多个校准点跨被划分成片段的频带分布，每个片段具有至少与标准具的热调谐范围一样大的带宽，并且至少一个校准点位于每个片段内，以及检索定位到的校准点和关联的校准温度(Tnom)；以及使用热调谐算法和所述校准数据计算标准具的设置温度，并且控制标准具加热器，使得标准具具有等于计算的设置温度的温度。2.如权利要求1所述的组件，其中所述标准具具有范围2至4GHz/ºC内的热光系数和大于10W/m.K的热导率。3.如权利要求2所述的组件，其中所述标准具是钇铝石榴石的单晶。4.如权利要求1所述的组件，其中所述标准具组件还包括导热护罩，所述导热护罩包围标准具的一部分并且与标准具加热器接触，并且所述护罩的形状被设计为向标准具提供均匀热分布。5.如权利要求1所述的组件，其中所述标准具加热器是电阻加热器。6.如权利要求5所述的组件，其中所述标准具组件还包括：隔热体，被安装到标准具加热器的底部并且以隔离标准具加热器和子支架的方式被安装到子支架，所述子支架处于不同于标准具加热器的温度，隔热体包括在隔热体的一部分和标准具加热器之间的至少一个气隙。7.一种方法，包括：接收设置频率，所述设置频率选自被划分成频率网格的频带内的多个设置频率，并且所述多个频率包括与信道相关联的网格频率和不与信道相关联的非网格频率；基于设置频率检索校准数据，其中基于设置频率检索校准数据包括：定位多个校准点中的与设置频率最近的校准点，其中所述多个校准点跨被划分成片段的频带分布，每个片段具有至少与标准具的热调谐范围一样大的带宽，并且至少一个校准点位于每个片段内，以及检索定位到的校准点和关联的校准温度(Tnom)；以及使用热调谐算法和校准数据计算由单个标准具构成的标准具组件内的标准具的设置温度，其中标准具的热调谐范围大于标准具的自由光谱范围的一半；和控制标准具组件，使得标准具具有等于计算的设置温度的温度以将光束的频率动态地锁定到设置频率。8.如权利要求7所述的方法，其中所述热调谐算法包括：其中dυ/dT是随着温度的标准具频率改变，是校准点，Tj是标准具的温度，并且是设置频率。9.如权利要求7所述的方法，其中所述热调谐算法包括：其中是频率，是频率的函数，是校准点，Tj是标准具的温度，并且是设置频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：AC卡特，B弗林萨姆，AP詹森，C史密斯，
申请(专利权)人：奥兰若有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US