熱鎖定器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開一般地設(shè)及控制激光源的頻率的領(lǐng)域，并且具體地講，設(shè)及使用熱鎖定器 組件允許將激光源的頻率動(dòng)態(tài)鎖定到頻率網(wǎng)格(frequency grid)內(nèi)的任何頻率。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光纖通信信道中，通常使用密集波分復(fù)用（DWDM)經(jīng)單個(gè)光纖傳送多個(gè)光學(xué)信 號。對于DWDM應(yīng)用，運(yùn)些光學(xué)信號中的每個(gè)光學(xué)信號被調(diào)諧到與特定信道對應(yīng)的不同頻率。 使用頻率網(wǎng)格(例如，ITU-T G.694.1)定義信道。
[0003] 由激光源產(chǎn)生的光學(xué)信號的頻率通常經(jīng)波長鎖定機(jī)構(gòu)被"鎖定到"它們各自的網(wǎng) 格位置。在運(yùn)些實(shí)例中，每個(gè)波長鎖定機(jī)構(gòu)被校準(zhǔn)W將激光源鎖定到頻率網(wǎng)格上的特定頻 率。另外，使運(yùn)些波長鎖定機(jī)構(gòu)通常熱穩(wěn)定，從而不發(fā)生可使波長鎖定機(jī)構(gòu)從所述特定頻率 失諧的溫度變化。因此，目前的波長鎖定機(jī)構(gòu)缺乏靈活性，因?yàn)樗鼈儾荒軇?dòng)態(tài)地將激光源的 光學(xué)輸出鎖定到不同頻率，包括非網(wǎng)格頻率(即，不與頻率網(wǎng)格上的信道關(guān)聯(lián)的頻率）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一個(gè)實(shí)施例中，一種組件包括用于動(dòng)態(tài)地將光束的頻率鎖定到設(shè)置頻率的標(biāo)準(zhǔn) 具組件，該標(biāo)準(zhǔn)具組件位于輸出光束的激光源組件外部。標(biāo)準(zhǔn)具組件包括接收光束并且經(jīng) 干設(shè)效應(yīng)產(chǎn)生透射光束的標(biāo)準(zhǔn)具，該標(biāo)準(zhǔn)具具有比標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍的一半大的熱調(diào) 諧范圍。標(biāo)準(zhǔn)具組件還包括安裝到標(biāo)準(zhǔn)具的標(biāo)準(zhǔn)具加熱器，使得該標(biāo)準(zhǔn)具加熱器被配置為 調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)具的溫度。該組件包括控制器，該控制器被配置為:基于設(shè)置頻率檢索校準(zhǔn)數(shù)據(jù)， 使用熱調(diào)諧算法和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)具的設(shè)置溫度，并且控制標(biāo)準(zhǔn)具加熱器W使得標(biāo)準(zhǔn)具 具有等于計(jì)算的設(shè)置溫度的溫度。
[000引在另一實(shí)施例中，一種用于控制標(biāo)準(zhǔn)具組件的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括接收設(shè)置頻 率?；谠O(shè)置頻率檢索校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。使用熱調(diào)諧算法和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)具的設(shè)置溫度，其中 標(biāo)準(zhǔn)具的熱調(diào)諧范圍大于標(biāo)準(zhǔn)具的自由光譜范圍的一半。該標(biāo)準(zhǔn)具組件被控制為使得標(biāo)準(zhǔn) 具具有等于計(jì)算的設(shè)置溫度的溫度W動(dòng)態(tài)地將光束的頻率鎖定到設(shè)置頻率。
[0006] 在還另一實(shí)施例中，一種組件包括激光源組件、重定向組件、參考檢測器、標(biāo)準(zhǔn)具 組件、透射檢測器和控制器。激光源組件產(chǎn)生處于初始頻率的輸出光束，其中初始頻率取決 于一個(gè)或多個(gè)激光參數(shù)。重定向組件將輸出光束分割成參考光束和重定向光束。參考檢測 器監(jiān)測參考光束，產(chǎn)生與參考光束的光強(qiáng)成比例的參考信號。標(biāo)準(zhǔn)具組件包括接收重定向 光束并且經(jīng)干設(shè)效應(yīng)產(chǎn)生透射光束的標(biāo)準(zhǔn)具，并且透射光束取決于標(biāo)準(zhǔn)具的溫度。標(biāo)準(zhǔn)具 組件還包括調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)具的溫度的標(biāo)準(zhǔn)具加熱器。透射檢測器監(jiān)測透射光束，產(chǎn)生與透射光 束的光強(qiáng)成比例的透射信號?？刂破鞅慌渲脼楦鶕?jù)所述一個(gè)或多個(gè)激光參數(shù)設(shè)置控制激光 源組件，從而使得初始頻率處于設(shè)置頻率或處于設(shè)置頻率附近。控制器還被配置為確定與 設(shè)置頻率對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)具溫度，并且控制標(biāo)準(zhǔn)具加熱器從而使得標(biāo)準(zhǔn)具處于確定的溫度?？?制器還被配置為使用參考信號和透射信號計(jì)算鎖定比，并且調(diào)整所述一個(gè)或多個(gè)激光參數(shù) 中的一個(gè)或多個(gè)，直至鎖定比對應(yīng)于針對設(shè)置頻率的校準(zhǔn)的鎖定比。
【附圖說明】
[0007] 圖1是根據(jù)實(shí)施例的熱鎖定器系統(tǒng)的方框圖。
[0008] 圖2是根據(jù)實(shí)施例的來自圖1中使用的熱鎖定器系統(tǒng)的調(diào)諧組件。
[0009] 圖3A示出根據(jù)實(shí)施例的圖1中使用的重定向組件的頂視圖。
[0010] 圖3B示出根據(jù)實(shí)施例的圖1中使用的重定向組件的側(cè)視圖。
[0011] 圖3C示出根據(jù)實(shí)施例的圖1中使用的重定向組件的等距圖。
[001引圖44示出根據(jù)實(shí)施例的圖1中使用的標(biāo)準(zhǔn)具組件的頂視圖。
[001引圖4B示出根據(jù)實(shí)施例的圖1中使用的標(biāo)準(zhǔn)具組件的側(cè)視圖。
[0014]圖4C示出根據(jù)實(shí)施例的圖1中使用的標(biāo)準(zhǔn)具組件的等距圖。
[0015] 圖5是描述根據(jù)實(shí)施例的熱鎖定器系統(tǒng)的一般熱鎖定器特性的曲線圖。
[0016] 圖6圖示根據(jù)實(shí)施例的用于使用熱鎖定器系統(tǒng)的控制器調(diào)諧標(biāo)準(zhǔn)具組件的過程的 一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0017] 圖7是描述根據(jù)實(shí)施例的包括校準(zhǔn)點(diǎn)的熱鎖定器系統(tǒng)的一般熱鎖定器特性的曲線 圖。
[0018] 圖8是描述根據(jù)實(shí)施例的針對不同熱調(diào)諧算法的鎖定誤差的曲線圖。
[0019] 圖9圖示根據(jù)實(shí)施例的用于使用熱鎖定器系統(tǒng)的控制器設(shè)置由熱鎖定器系統(tǒng)產(chǎn)生 的光束的頻率的過程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 僅作為說明，附圖和下面的描述描述了某些實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)容易地 從下面的描述意識到，可在不脫離運(yùn)里描述的原理的情況下采用運(yùn)里說明的結(jié)構(gòu)和方法的 替代實(shí)施例?，F(xiàn)在將詳細(xì)參照幾個(gè)實(shí)施例，其例子被圖示在附圖中。要注意的是，在可實(shí)踐 的任何地方，類似或相似的附圖標(biāo)記可被用于附圖中并且可指示類似或相似功能。
[0021] 圖1是根據(jù)實(shí)施例的熱鎖定器系統(tǒng)100的方框圖。熱鎖定器系統(tǒng)100包括調(diào)諧組件 105和控制器110。熱鎖定器系統(tǒng)100根據(jù)來自控制器110的指令產(chǎn)生光束，該光束被鎖定到 特定頻率（即，設(shè)置頻率）。另外，該光束的設(shè)置頻率可被動(dòng)態(tài)地調(diào)整，從而使得光學(xué)福射的 光束被鎖定到跨頻帶的不同頻率值。頻帶可W是例如傳統(tǒng)波長窗口，稱為覆蓋1.53-1.57 μ m (191083-196078 細(xì)Ζ)的C頻帶、覆蓋 1.565-1.625 皿（184615-191693 細(xì)Ζ)的L頻帶等。 熱鎖定器系統(tǒng)100能夠動(dòng)態(tài)地將它的輸出光束鎖定到用戶選擇的頻率(例如，設(shè)置頻率）。另 夕h頻率可W是網(wǎng)格頻率或非網(wǎng)格頻率。網(wǎng)格頻率與頻率網(wǎng)格的特定信道關(guān)聯(lián)，非網(wǎng)格頻率 不與頻率網(wǎng)格上的信道關(guān)聯(lián)。
[0022] 調(diào)諧組件105包括激光源組件115、子支架120、溫度調(diào)節(jié)器125、準(zhǔn)直器130、重定向 組件135、標(biāo)準(zhǔn)具組件140、參考檢測器145、透射檢測器150和子支架溫度檢測器155。
[0023] 激光源組件115W特定頻率產(chǎn)生光學(xué)福射的一個(gè)或多個(gè)輸出光束(例如，向前光束 116和向后光束118)。向前光束116可被提供給外部組件(例如，發(fā)射器）。向后光束118由熱 組件系統(tǒng)100使用W識別向前光束116的頻率并且確保它保持鎖定到特定頻率。在替代實(shí)施 例中，向前光束116 W及光束分割元件可由熱組件系統(tǒng)100使用W識別向前光束116的頻率。
[0024]為了產(chǎn)生（一個(gè)或多個(gè))輸出光束，激光源組件115包括一個(gè)或多個(gè)激光忍片（例 如，激光二極管）。另外，一個(gè)或多個(gè)激光忍片可由多個(gè)部分構(gòu)成。例如，激光源組件115可包 含由多個(gè)部分構(gòu)成的單片激光忍片。各個(gè)部分是激光忍片的不同部分，例如增益介質(zhì)、調(diào) 諧、相位、放大器等?？蛇x擇所述一個(gè)或多個(gè)激光忍片來產(chǎn)生可用于特定應(yīng)用的光學(xué)福射的 頻率。例如，對于一些電信應(yīng)用，由所述一個(gè)或多個(gè)激光忍片產(chǎn)生的光學(xué)福射的頻率可跨C 頻帶分布。激光源組件115被禪合到控制器110。光束116和118的頻率取決于所述一個(gè)或多 個(gè)激光忍片的溫度和從控制器110接收的每個(gè)忍片（例如，激光忍片和/或一個(gè)或多個(gè)忍片 部分）中驅(qū)動(dòng)電流的量。
[00巧]子支架120包括一個(gè)或多個(gè)板。調(diào)諧組件105的部件（即，激光源組件115、準(zhǔn)直器 130、重定向組件135、標(biāo)準(zhǔn)具組件140、參考檢測器145、透射檢測器150、子支架溫度檢測器 155和溫度調(diào)節(jié)器125)被安裝到所述一個(gè)或多個(gè)板。所述一個(gè)或多個(gè)板提供機(jī)械穩(wěn)定性并 且可輔助一個(gè)或多個(gè)部件的熱管理。另外，所述板中的一個(gè)或多個(gè)板是導(dǎo)熱的。在運(yùn)個(gè)實(shí)施 例中，至少激光源組件115被安裝到導(dǎo)熱板。在一些實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)具組件140可被安裝在隔 熱板上。導(dǎo)熱板可由穩(wěn)定的導(dǎo)熱材料(例如，氮化侶)構(gòu)成，并且隔熱板可由穩(wěn)定的隔熱材料 構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施例中，激光源組件115、準(zhǔn)直器130、重定向組件135、標(biāo)準(zhǔn)具組件140、參考 檢測器145、透射檢測器150、子支架溫度檢測器155被安裝在子支架120的一個(gè)表面上，并且 溫度調(diào)節(jié)器125被安裝到子支架120的相對表面。
[0026] 溫度調(diào)節(jié)器125包括一個(gè)或多個(gè)溫度調(diào)節(jié)裝置。溫度調(diào)節(jié)裝置可被用于冷卻和/或 加熱子支架120的一部分或全部W便調(diào)節(jié)安裝到子支架120的導(dǎo)熱部分的一個(gè)或多個(gè)部件 的溫度。溫度調(diào)節(jié)裝置可W是例如電熱冷卻器。溫度調(diào)節(jié)器125被禪合到控制器now從控 制器110接收信號，該信號使溫度調(diào)節(jié)器125冷卻和/或加熱子支架120的一部分或全部。
[0027] 子支架溫度檢測器155監(jiān)測子支架120的溫度并且產(chǎn)生對應(yīng)于子支