控制设备、激光器设备、波长转换方法和程序技术

本发明专利技术公开了一种控制设备、激光器设备、波长转换方法和程序，供对光输出执行相位调制的波长可调光源之用。所述波长转换方法使相位调制的幅度具有在波长转换期间暂时比非转换期间的相位调制量更大的幅度值。所以，在不耗费成本或时间的情况下可以防止由异常振荡波长引起的错误锁定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种波长可调光源的波长转换操作，所述波长可调光源被用于例如波分复用(WDM)传输系统。技术背景由于宽带时代的到来，为了有效地使用光纤，引入了实现1:N光波长 通信的WDM传输系统。近来，对数十个光波长进行多路复用以实现更快 速传输的密集波分复用(DWDM)设备正被广泛使用。关于这一点，每种 WDM传输系统都需要与每个波长相对应的光源，所以，由高度的复用引 起对WDM传输系统的需求迅速增加。近来，正在研究可重新配置的光分插复用器(ROADM)用于其商业 化，所述ROADM在每个节点处插进或分出特定波长。如果应用ROADM 系统，则除由波长复用引起的传输容量增加以外，还可以通过改变波长来 改变光路径，以便可以迅速提高光网络的自由度。 '在DWM传输系统的光源中，执行单模振荡的分布式反馈激光器二极 管(DFB-LD)由于方便和较高的可靠性已被广泛使用。DFB-LD包括在 整个振荡器区域中形成的大约30nm深的衍射光栅，并获得稳定的单模振 荡，所述稳定的单模振荡具有对应于衍射光栅的周期与两倍的等价折射率 相乘所得到的波长。然而在通过操作温度来控制振荡波长的DFB-LD中， 由于很难在较宽的范围内调节振荡波长，所以通过使用对于每个ITU格栅 仅有波长不同的产品来配置WDM传输系统。为此，增加了货架控制成本 或者需要用于处理故障的多余库存。在通过波长来改变光路径的ROADM 中，如果使用一般的DFB-LD，则可调波长被局限在可由温度变化改变的 大约3nm的波长范围内。所以，问题在于很难构建有效地使用波长资源 的ROADM的特定优点的灵活的光网络。为了克服当前DFB-LD的问题并在较宽的波长范围内实现单模振荡，积极地执行对作为波长可调光源的波长可调激光器的研究。然而在波长可调激光器中，问题在于在波长转换期间输出的光输出 容易变得不稳定。这是由于在将一个信道的稳定操作条件转换为另一个信 道的稳定操作条件时，必然需要不稳定操作条件中的操作。为此，问题在 于在转换波长之时或紧随其后容易导致振荡操作的异常状态。本专利技术涉及一种执行以下控制的技术，所述控制用于连续维持最佳操 作条件以便即使在波长可调光源的波长转换期间也能使振荡波长稳定。针对类似于本专利技术的无源光波回路(PLC)型的波长可调光源，开发了在日本专利申请未审公开(JP-A) 2006-196554 (专利文件1)和 2006-216791 (专利文件2)中描述的技术。 图1是示出了波长可调光源的示意图。配置了实现激光器的多个谐振器以便具有彼此不同的光路径长度的 第一到第三谐振器通过光耦合装置连接。此处，第一谐振器的光路径长度 为L0，第二谐振器的光路径长度为Ll，且第三谐振器的光路径长度为L2。每个谐振器可以使用能够充当谐振器的任意元件，诸如以下将描述的 标准具滤波器、Mach-Zehnder干涉仪和双折射晶体以及环形谐振腔等。由 于光路径差异，构成多重谐振器的谐振器在自由光谱范围(FSR)方面稍 有不同。为此，光传输更多地出现于在每个谐振器中出现的光传输的周期 性变化相一致的波长(谐振波长)处。如上所述，在本专利技术中，将在光路 径长度方面稍有不同的谐振器串联以便构成多重谐振器，并精确使用由此 引发的游标效应。第一到第三谐振器可以是分别包括具有不同光路径长度的环状波导 的第一到第三环形谐振腔。此时，波长可调光源可由以下构成多重谐振 器；输入/输出侧的波导，其包括通过光耦合装置连接到第一到第三环形谐 振腔之一的一端；反射侧的波导，其包括通过光耦合装置连接到第一到第 三环形谐振腔中另一个的一端；基片，在其上形成多重谐振器、输入/输出 侧波导和反射侧波导；光反射器，其被安装在反射侧波导的另一端上；光 放大装置，其包括通过抗反射层连接到输入/输出侧波导的另一端的光输入 /输出端；以及波长调节装置，用于通过多重谐振器改变相应的波长可调光 源的谐振波长。从光放大装置发射的光通过如下路径返回光输入/输出端一>抗反射 层一>输入/输出侧波导一>多重谐振器一>反射侧波导一>光反射器一>反 射侧波导一>多重谐振器一>输入/输出侧波导一>抗反射层一>光输入/输出 端。光回路充当滤波器，且仅特定波长的光返回。这是因为最大的反射出 现于在每个环形谐振腔中出现的谐振频率周期性变化相一致的波长(谐振 波长)处。由于通过每个环形谐振腔的周长与波导折射率变化的组合来大大地 改变在周期中相一致的波长，所以获得了有效的波长调节操作。见JP-A2006-196554 (专利文件1)。可以通过例如热光效应来改变波导折射率。 热光效应是材料的折射率随热度增大的现象，并且该现象通常可见于任何 材料。即可以通过使用多个环形谐振腔的温度特性来改变多重谐振器的 谐振波长。还可以通过折射率控制方法或周长控制方法以及热光效应来改 变波长。例如，有一种方法，用于例如通过并行组合Fabry-Perrot (FP) 标准具滤波器来通过温度控制每个标准具的谐振频率或相位。作为波长调节装置，可以使用例如 一种诸如薄膜状加热器之类的对 环形谐振腔进行加热的装置、 一种对环形谐振腔进行冷却的装置、 一种改 变光材料折射率的装置或一种机械地改变波导长度的装置。作为光放大装 置，可以使用诸如以下将描述的半导体光放大器(以下称作"SOA (半导 体光放大器)")之类的光放大器、光纤放大器或诸如半导体激光器(激光 器二极管)之类的光源。波导可由诸如石英玻璃或铌酸锂(LN)之类的任 何材料构成。在操作这种波长可调光源时，用于锁定波长的设备非常重要。波长调 节光源可以以总体大约5THz移动振荡波长，但如果设置波长，则需要在 2.5GHz范围内连续操作大约20年。用于可调范围的波长精度必须为 1/1000或更高，且波长可调光源的每个组件的折射率必须连续维持四位或 更多位精度。同时，很难通过诸如化合物半导体之类的、实际使用的器件 材料较长时间维持四位或更多位光折射率稳定性。为此，需要不断地执行 用于依据折射率变化来将操作条件最优化的控制。在环形谐振腔类型的波长可调光源中，为了使振荡长度稳定，对SOA 的相电流执行抖动控制。图2示出了相电流的优化方法。如图2所示，在波长可调光源中，执行控制用于将调制后的相电流应 用到正弦波并将PD电流输出的交流电(AC)幅度降至最小，其中所述正 弦波所处的频率在安装在SOA中的相位控制区域内，所述PD电流输出被 输出到安装在直通端口中的PD。相位控制区域可以通过如下原理来控制折射率，所述原理即通过光 波导的注入电流来改变化合物半导体的禁带宽度。为了将输出到直通端口 的光输出降至最小，控制相电流的直流电(DC)分量，以便对稳定的激 光器操作条件执行优化。艮P，当在从激光器振荡的光输出大约是预定频率变化(100MHz到 lGHz)的情况下在SOA的相位控制区域中执行AC幅度时，稳定操作点 是直通PD输出的AC分量为最小的情况。不断地调整SOA相电流的DC 值以适合于这种最佳操作点。这种控制被称作相电流抖动控制，并且在稳定操作条件下通过执行这 种最佳控制来长时间地操作激光器。在诸如本专利技术之类的使用可调谐振器的波长可调光源中，当操作激光 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制设备，用于控制波长可调光源的波长转换，其中所述波长可调光源对光输出执行相位调制，所述控制设备包括：　单元，用于使相位调制的幅度具有在波长转换期间暂时比非转换期间的相位调制量更大的幅度值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木耕一，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]