专利名称：波长跟踪色散补偿器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及光学色散补偿器，具体地，涉及用于实现波长跟踪色散补偿器的方法和设备。
背景技术：
光学信号色散补偿器(DC)能够校正光纤中的色散，尤其可用于10Gb/s或者更高的比特率。另外，对于色散补偿器，最好具有可调(也成为“可调谐”)的色散量，以有助于系统的安装。另外，还希望可调色散补偿器(TDC)是无色的，也就是，一个设备能够同时补偿许多信道，或者可被选择来补偿系统中的任何信道。
以前提出的无色TDC包括环形谐振器(谐振腔)、成实像相控阵列(virtually imaged phased array(VIPA))、级联马赫-岑德尔干涉仪(MZI)、温度调节校准器、具有热透镜的波导光栅路由器(waveguide grating routers(WGR))，以及具有可变形的反射镜的散装光栅(体光栅，bulk gratings)。
在本发明人最近递交的申请″TUNABLE DISPERSIONCOMPENSATOR″(2004年1月20日递交，序列号No.10/760,516)，描述了一种实现基于无色马赫-岑德尔干涉仪(MZI)的可调色散补偿器的方法和设备。尽管这种TDC以非常简单的设计实现了很大的色散范围，但是其缺点是具有非常窄的光学带宽。在TDC自由光谱自由光谱范围中的一个范围中，它能够容许发射器的波长和TDC的中心波长之间有大约正负20pm的失配。该TDC光学带宽对于波长锁定的发射器来说是可以接受的，但是许多应用使用的是非波长锁定式的发射器，这种发射器也称为“TDM”发射器。TDM发射器在寿命期中的波长漂移规范一般是正负100pm，这对于TDC光学带宽来说可能太大了。
为了克服这种光学带宽局限，适应TDM发射器波长漂移规范，本发明人公开了通过调节三MZI级TDC的最外两个MZI的移相器，来将TDC锁定到TDM发射器激光波长。例如，通过协调地增强对最外两个MZI的两个较长臂中的移相器的驱动，可以将TDC调谐到更长的波长。锁定的反馈控制机制是这样产生的使用标准的峰值检测反馈控制，使最外MZI中的这些移相器协调地在特定频率抖动，并使用抽头(tap)和光电检测器测量TDC的输出功率。
但是，抖动的使用会不良地增加对通过TDC在系统上传输的数据调制波长信号的光调制，这可能会影响接收机检测调制在该波长信号上的数据的能力。另外，由于波长信号的数据调制是作为抖动出现的，会不利地使得TDC改变其中心波长，影响色散补偿。另外，这样的抖动技术对于低色散设置不能充分地工作。
这样，就有对于这样的TDC的持续的需要该TDC应当具有大的色散范围，同时能够适应TDM发射器波长漂移规范(在寿命期内可能变化±100pm)。
发明内容
根据本发明，公开了实现波长跟踪色散补偿器(WT-DC)的方法和设备，该补偿器跟踪接收到的输入信号的波长。该WT-DC包括输入信号光学监视器、差分检测器控制电路、温度控制器以及输入信号色散补偿器(DC)。该监视器包括马赫-岑德尔干涉仪(MZI)，该干涉仪的自由光谱自由光谱范围与DC自由光谱自由光谱范围或者其整数分之一或者整数倍匹配。所述监视器的两个输出被耦合到所述差分检测器控制电路的两个光电检测器。所述差分检测器控制电路使用所述两个光电检测器之间的电流差来控制所述温度控制器设置所述监视器和DC的温度。这样，该WT-DC自动地跟踪输入信号的波长。在一个优选实施例中，所述监视器和DC被集成在同一平面光波通路芯片上。因为监视器被集成在与DC相同的芯片上，其增加的成本得到最小化，用温度保证监视器的波长和色散补偿器的跟踪波长。在另一个优选实施例中，为了进一步改善性能，使得DC具有可调的色散。在后面，用术语DC表示色散补偿器，其既可以是固定的，也可以是可调的，这并不改变本发明的范围。
具体地，在该WT-DC的一个实施例中，该补偿器包括色散补偿器DC，其具有与温度相关的波长特性，在基准波长工作，用于接收波长可能随时间改变的输入信号；波长监视器，其具有与温度相关的波长特性，在与DC相同的基准波长工作，用于接收所述输入信号，产生两个输出光信号；差分检测器控制电路，用于检测所述两个输出光信号，产生控制信号，该控制信号指示所接收到的输入信号的波长何时与DC的基准波长失配；以及温度控制器，用于响应于所述控制信号改变所述DC和所述波长监视器的温度，以改变所述DC和所述波长监视器的基准波长，以与所接收到的输入信号的波长匹配。
在另一个实施例中，所述波长监视器只生成一个输出光信号，所述检测器控制电路检测该信号并生成控制信号。在另一个实施例中，所述DC和波长监视器都位于同一芯片(或者基片)上。根据一个特征，所述DC的自由光谱自由光谱范围(FSR，free-spectral range)等于监视器的FSR的N或者1/N倍，其中N是正整数。根据另一个特征，当输入信号为多波信号时，DC的FSR等于多波信号的信道间隔除以一个正整数M。在其它实施例中，WT-DC被集成为光设备的一部分，光设备包括下述一个或者多个光部件光发射器、光放大器、滤光器、波长多路复用器、波长多路分用器以及光接收器。
结合附图阅读下面的详细说明可以更加充分地理解本发明。附图中图1图解了本发明的波长跟踪色散补偿器(WT-DC)；
图2A和2B图解了与温度相关的波长监视器某些工作特性；图3的曲线示了对于多波WT-DC方案，在WT-DC的自由光谱范围上，色散随波长的变化；图4图解了WT-DC的一个实施例的剖面图；图5图示了图1的WT-DC的紧凑式平面波导布局；图6A和6B图示了WT-DC在说明性的光发射系统中的应用；图7A和7B图示了与铒放大器一起布置的本发明的波长跟踪DC。
在下面的说明中，在不同的附图中，相同的附图标记表示相同的部件。另外，在附图标记中，第一位表示该部件第一次出现的图(例如，101首先出现在图1中)。
具体实施例方式
见图1，根据本发明，图示了本发明的波长跟踪色散补偿器(WT-DC)的示意图。本发明的WT-DC 100包括四个基本单元(1)具有温度相关色散的光信号色散补偿器(DC)110，(2)具有温度依赖性的波长监视器120，差分检测器控制电路130，以及(3)用于改变DC 110和波长监视器120的温度的温度控制器140。在本发明的WT-DC的一个优选实施例中，DC 110和波长监视器120安装在共同的基片或者芯片上。在另一个实施例中，DC 110被实现为具有固定的色散补偿。在另一个实施例中，将一个半波片添加到DC 110和波长监视器120上，以使它们在偏振方面独立。
为说明的目的，DC 110可以使用在下述共同待审申请中描述的任何一个实施例实现C.R.Doerr 81。″TUNABLE DISPERSIONCOMPENSATOR.″No.10/760,516，2004年1月20日递交(下面称为在先TDC申请)，该申请通过引用被结合在本申请中。简单地说，该申请描述了一种方法和设备，用于实现只有三个MZI级(在反射式方案中是两个MZI级)和两个相应于一个控制电压的可调耦合器的无色的、与偏振无关的基于马赫-岑德尔干涉仪(MZI)的可调色散补偿器(TDC)，使得其紧凑、功耗低、易于制造、测试和操作。该TDC利用过中间级MZI的两个光路长度的中点的半波片来交换TE和TM偏振，从而实现与偏振无关性。这样的基于MZI的TDC的25GHz自由光谱范围的版本能够对10Gb/s的信号补偿大约±2100ps/nm。等于系统信道间隔除以一个整数的自由光谱范围(FSR)使得该TDC可以无需调节TDC而同时补偿许多信道，还可以补偿这样的情况波长在不同信道之间跳跃。例如，25GHz自由光谱范围，与20GHz和33.3GHz自由光谱范围一样，允许TDC补偿100GHz网络上的多个信道。尽管该在先TDC申请描述的TDC被实现为具有可调的色散补偿，但是本发明的WT-DC的工作不需要该DC 110具有可调的色散补偿，但是可调的色散补偿DC 110仍然是优选的。另外，尽管该在先TDC申请描述的TDC包括半波片，但是本发明的WT-DC的工作不需要该DC 110具有半波片，但是在本发明的优选实施例中，向DC 110和波长监视器120添加了公共半波片(如果需要，也可以添加单独的半波片)，以使它们的与偏振无关。
尽管该在先TDC申请用非常简单的设计实现了比较大的色散范围，但是其缺点是其光学带宽很窄。在TDC自由光谱范围中的一个范围中，它能够容许发射器的波长(到TDC的输入信号)和TDC的中心波长之间有大约正负20pm的失配。这对于波长锁定的发射器来说是可以接受的，但是许多应用使用的是非波长锁定式的发射器，这种发射器也称为“TDM”发射器。TDM发射器在寿命期中的波长漂移规范一般是正负100pm。为了使TDC的带宽足以覆盖该范围并仍然有相同的色散范围，就要求TDC更大、更复杂。
在该在先TDC申请中，如果在系统中使用的是波长锁定发射激光器，所述光学带宽一般就足够了。但是，在某些系统中，激光器波长的不确定性对于TDC光学带宽来说太大了。在这种情况下，在该在先TDC申请中，发明人讨论了能够通过调节最外的两个MZI的移相器来将TDC锁定到激光器波长。例如，通过协调地增强对最外两个MZI的两个较长臂中的移相器的驱动，可以将TDC调谐到更长的波长。锁定的反馈是这样产生的使用标准的峰值检测反馈控制，使最外MZI中的这些移相器协调地在特定频率抖动，并使用抽头(tap)和光电检测器测量TDC的输出功率。
但是，抖动的使用会不良地增加对通过TDC在系统上传输的数据调制波长信号的光调制，这可能会影响接收机检测调制在该波长信号上的数据的能力。另外，由于波长信号的数据调制是作为抖动出现的，会不利地使得TDC改变其中心波长，影响色散补偿。另外，这样的抖动技术对于低色散设置不能充分地工作。
见图1，本发明的新颖的WT-DC 100提供了一种独特的解决方案，使DC 110针对来自非波长锁定的发射激光器的输入信号调谐。该WT-DC 100将DC 110和光学波长监视器120集成在同一平面光波通路芯片或者基片150上。由于DC 110和波长监视器120都具有温度相关的波长特性，通过改变芯片150的温度来改变DC 110和波长监视器120的基准(或者中心)工作波长。
差分检测器控制电路130监视波长监视器120的输出，以确定接收到的输入信号(例如接收到的非波长锁定式发射器激光信号)波长和DC 110的基准工作波长之间的差，产生用来控制芯片150温度的控制信号138。该控制信号138控制温度控制器140来改变芯片或者基片150的温度。按照上述方式，光学波长监视器120、差分检测器控制电路130和温度控制器140被用来调节芯片150的温度，以使DC 110的中心波长与接收到的输入信号的波长匹配。
温度传感器133将温度读数提供给控制电路132。控制电路132使用所述温度读数来确保所述温度在WT-DC 100处于待机模式时或者在没有接收到输入信号时没有改变。
波长监视器120包括自由光谱范围与DC 110自由光谱范围匹配或者是其整数倍的马赫-岑德尔干涉仪(MZI)设备。注意，对WT-DC100的输入信号一般是来自发射器的激光信号或者其它光学波长信号，其波长可能随时间变化。该输入信号被耦合到分束器或者抽头101，其输出被耦合到DC 110的输入，第二输出被耦合到波长监视器120的输入。波长监视器120的两个光学输出102被耦合到差分检测器控制电路130的差分检测器131的输入。所述光学输入被耦合到两个光电检测器135和136，光电检测器的输出在减法器137中相减，产生一个dc电流差。该dc电流差被连接到控制电路132，后者生成控制信号138，该控制信号被温度控制器130用来调节芯片(基片)150的温度。这样，光电检测器135和136之间的dc电流差被用来控制DC 110和波长监视器120的温度。最好，DC 110和波长监视器120都位于同一芯片(或者基片)150上，但是不一定需要如此。DC 110和波长监视器120都使用非常相似的MZI设备实现，因此它们都表现出相同的总群延迟、传递系数(透射率)和温度相关波长特性。由于DC110和波长监视器120都具有可比的与温度相关的波长特性，并且都形成在同一芯片150上，改变芯片150的温度同等地影响DC 110和波长监视器120的基准(或者中心)工作波长。结果，芯片150的温度的任何上升/下降调整使得WT-DC 100升高/降低其基准波长，以自动跟踪输入信号的波长的任何变化。由于本发明的WT-DC 100将波长监视器120集成在与DC 110相同的芯片150上，波长监视器120对芯片150的成本增加甚少。
作为进一步的增强手段，在MZI的两个臂上对称的位置添加一个半波片121，以去除偏振相关性。这样，例如，如果接收到的光信号的TE偏振光波部分传播通过MZI的第一半122中的MZI的较长臂，则该半波片121旋转TE偏振光波，使其变为TM偏振光波，传播通过MZI的第二半123中的较长路径。对应地，接收到的光信号的TM偏振光波部分传播通过MZI的第一半122中的较短臂，半波片121旋转TM偏振光波，使得其变为TE偏振光波，传播通过MZI的第二半123的较短臂。
在上面的说明中，相反地，TE和TM光波部分的角色可以逆转，也就是，TM光波部分传播通过较长臂，TE光波部分传播通过第一半122中的MZI的较短臂。
结果，当TE和TM偏振光波通过MZI时，半波片121消除了它们之间的任何与偏振相关的波长偏移(PDW)差。
根据本发明的另一方面，在前述共同待审申请中描述的TDC的半波片121和半波片111可以被组合为一个公共半波片，其同时为MZI和DC 110提供与偏振无关性。
下面同时参考图1、2A和2B，描述WT-DC 100的具体工作特性。图2A和2B图解了当输入信号与DC 110的中心(或者基准)波长213匹配(图2B)和失配(图2A)时，DC 110的色散和群延迟，以及波长监视器120的传递系数(透射率)。注意，波长监视器120的色散和群延迟特性(未图示)大致与针对DC 110图示的一样。如图2B所示，在匹配状态中，输入信号具有与DC 110的中心波长相同的波长213，并落在色散带宽214中心内(DC 110的色散值在其最大范围内)。色散带宽214代表DC 110的工作波长范围。在匹配状态下，DC 110的群延迟由211表示为0。在匹配状态下，如212所示，波长监视器120的输出端口O1和O2在相等的传递系数(透射率)水平。结果，减法器137的输出为0，控制电路132产生的控制信号138的值向温度控制器140发出信号，将芯片150维持在其当前的温度水平。
参见图2A，在失配状态下，输入信号的波长变化(漂移)到了或者高于223或者低于224 DC 110的中心波长213的值。当输入信号的波长223高于DC的中心波长213时，220所示的DC 110的色散仍然落在其最大范围值内，但是，其偏移到其带宽范围的右侧231，221所示的DC 110的群延迟为相对于其匹配值233的负值232。在该失配状态下，波长监视器120的输出端口O1与输出端口02的传递系数(透射率)水平235相比处于较高的传递系数(透射率)水平234。结果，减法器137的输出为正，控制电路132生成的控制信号138的值向温度控制器140传递信号，调节芯片150的温度(升或者降)，直到DC 110的中心波长213升高到与输入信号的波长223匹配。当DC 110的中心波长213再次与输入信号的波长223匹配时，减法器137的输出变为0，控制信号138停在该值，该值使得温度控制器140将芯片150维持在当前温度水平。
类似地，当输入信号的波长改变到低于DC的中心波长213的值224时，220所示的DC 110的色散仍然落在其最大范围值内，但是，其偏移到其带宽范围的左侧，221所示的DC 110的群延迟为相对于其匹配值的正值。在该失配状态下，波长监视器120的输出端口O2与输出端口01的传递系数(透射率)水平相比处于较高的传递系数(透射率)水平。结果，减法器137的输出为负，控制电路132生成的控制信号138的值向温度控制器140传递信号，适当地调节芯片150的温度，直到DC 110的中心波长213降低到与输入信号的波长224匹配。当DC 110的中心波长213再次与输入信号的波长224匹配时，减法器137的输出变为0，控制信号138停在该值，该值使得温度控制器140将芯片150维持在当前温度水平。
针对多波WT-DC 100方案，图3的曲线示了在WT-DC 100的自由光谱范围(FSR)上，色散特性随波长的变化。如图所示，当输入信号为多波信号(例如波分多路复用信号)时，WT-DC 100的FSR的间隔应当等于多波信号的信道间隔除以一个正整数M。这样，在图示的例子中，WT-DC 100的FSR等于多波信号的信道间隔，这样，波长信道1和2分别落在由FSR隔开的不同色散带宽中。应当注意，在这样的多波WT-DC 100方案中，FSRMon＝N×FSRDC，其中，FSRMon是监视器120的FSR，FSRDC是DC 110的FSR，N为正整数。这样，FSRMon等于N×M倍的多波信号系统信道间隔。使DC 110具有等于系统信道间隔FSRMon除以整数的FSR使得DC 110无需调节DC 110就可以同时补偿许多信道，或者在波长在不同信道间跳跃时进行补偿。
对于控制信号138，上面描述了使用两个检测器135和136之间的差。在另一个实施例中，只使用一个检测器比如135来监视输入信号。在这样的方案中，控制单元132将来自检测器135的输出信号139与接收到的功率水平信号160(例如来自连接在WT-DC之前或者之后的光放大器(未图示)内部的抽头)相比较，以确定控制信号138。另一种单检测器的实施例是，输入信号恰好是以预定调制进行了波长调制(例如，使用单一可变频率，固定频率，周期信号，或者抖动信号)。一种说明性的方案是，当使用抖动信号时(有时候是这样的)，比如，如果输入激光器被施加了受激布里渊散射抑制色调。在这样的实施例中，可以仅使用一个检测器，比如135，并使用对用于控制信号138的抖动信号的信号处理。这是因为，输入信号的波长的调制会使得检测器135检测该调制，检测到的调制的幅度取决于信号和监视器之间的波长匹配。
图4图解了图1的WT-DC 100的一个实施例的剖面图。如图所示，芯片或者基片150被安装在金属或者其它类型的热扩散部件401上。温度控制器140可以是热电元件或者是其它类型的冷却元件，被热耦合到热扩散部件401。当WT-DC 100处于待机模式或者当没有接收到输入信号时，控制电路132从温度传感器133接收温度读数，并从减法器137接收输入，作为响应，生成控制信号138以控制温度控制器140。这样，当WT-DC 100处于待机模式或者当没有接收到输入信号时，控制电路132控制芯片或者基片150的温度。
图5图示了图1的WT-DC 100的说明性的紧凑的平面波导布局。如图所示，输入信号通过连接器501被耦合到分束器或者抽头101，其中一个输出耦合到DC 110的一个输入，第二输出被耦合到波长监视器120的一个输入。波长监视器120的两个光输出102通过连接器501耦合到差分检测器131的输入。DC 110的输出通过连接器501耦合而成为WT-DC 100的输出。对分束器101、波长监视器120和DC110使用如图所示的布局方案，对WT-DC 100得到紧凑的平面波导布局。
图6A和6B图示了本发明的WT-DC在说明性的光传输系统中的使用。图6A图示了传输前色散补偿系统，其中，第一位置600包括光发射单元601、用于进行传输前色散补偿的WT-DC 602、光放大器603，以及，如果需要的话，波长多路复用器604。输出信号通过光设施610发送到第二位置620。第二位置620包括波长多路分用器(如果需要的话)、放大器623以及光接收机单元622。由于图示的光传输系统是双向的，第一位置也包括多路分用器621(如果需要的话)、放大器623以及光接收器单元622，它们通过光设施630连接到包括光发射单元601、用于进行传输前色散补偿的WT-DC 602、光放大器603以及多路复用器604(如果需要的话)的第二位置620。注意，光发射单元601和光接收单元622一般被封装在一起，作为收发单元640。
图6B图示了传输后色散补偿系统，其中，第一位置600包括光发射单元601、光放大器603，以及，如果需要的话，波长多路复用器604。输出信号通过光设施610发送到第二位置620。第二位置620包括波长多路分用器621(如果需要的话)、放大器623、用于进行传输后色散补偿的WT-DC 602、光学滤波器605(例如放大自发发射(amplified spontaneous emission(ASE))滤波器)以及光接收机单元622。由于图示的光传输系统是双向的，第一位置也包括多路分用器621(如果需要的话)、放大器623、WT-DC 602、光学滤波器605以及光接收器单元622，它们通过光设施630连接到包括光发射单元601、光放大器603以及多路复用器604(如果需要的话)的第二位置620。WT-DC 602和ASE滤波器605的顺序可以逆转而不会影响系统的性能。
注意，对于标准单模光纤(SSMF)光设施610的长度小于80km的系统来说，一般不需要色散补偿。对于SSMF光设施610的长度在大约80-135km的范围内时，优选图6A所示的传输前色散补偿系统。对于长度范围在大约135到160km的SSMF光设施610，优选图6B所示的传输后色散补偿系统。
在图6A和6B的系统方案中，应当注意，WT-DC 602可以与一个或者多个光学部件，比如光发射器601、光放大器603、光学滤波器605、波长多路复用器604、波长多路分用器621以及光接收器622等集成在一起。例如，WT-DC 602可以与激光器和光调制器一起单片集成在InGaAsP中，形成具有内置色散预补偿的光发射器。
图7A图示了与铒放大器布置在一起的本发明的WT-DC的说明性的设计。在该方案中，WT-DC 705被布置为偏振分集方案，以使WT-DC功能与偏振无关(即使WT-DC设备705本身是偏振相关的)，其中，偏振保持光纤(polarization maintaining fibers(PMF))702和703按照已知的方式被接合为环行器/偏振分束器(circulator/polarization splitter(CPS))701。在工作时，环行器收到的输入光信号700在偏振分束器中被分束，并通过PMF 702耦合到WT-DC 705。来自WT-DC 705的经过色散补偿后的光信号通过PMF703被耦合到偏振分束器，并通过环行器到铒放大器710。环行器/偏振分束器(CPS)701取消了铒放大器710中对输入信号隔离器711的需要。这样，铒放大器710仅需要包括铒光纤输出隔离器713，以及正向泵浦及耦合器(forward pump and coupler)714或者反向泵浦及耦合器(back pump and coupler)715。应当注意，如果图1的WT-DC 100被实现为仅具有三个MZI级(如前面引用的申请所述)，则可相对简单地使其对其自身与偏振无关，因此不需要使用PMF 702和703以及环行器/偏振分束器(CPS)701的偏振分集方案。
图7B图示了与铒放大器710布置在一起的与偏振无关的反射式WT-DC 751(如前面引用的申请中所述)。使用环行器750来将输入光信号700耦合到WT-DC 751，并将经过色散补偿的光信号耦合到铒放大器710。
本领域的普通技术人员对本发明可以作出各种修改。如果偏离本说明书中的具体数导，但是基本上依赖于对现有技术作出贡献的本发明的原理及其等效方案，则应视为在这里所说明和请求保护的发明的范围之内。
权利要求
1.一种波长跟踪色散补偿器WT-DC，包括色散补偿器，其具有与温度相关的波长特性，在基准波长工作，用于接收波长可随时间改变的输入信号；波长监视器，其具有与温度相关的波长特性，在与所述色散补偿器相同的基准波长工作，用于接收所述输入信号，产生两个输出光信号；差分检测器控制电路，用于检测所述两个输出光信号，产生控制信号，该控制信号指示所接收到的输入信号的波长何时与所述色散补偿器的基准波长失配；以及温度控制器，用于响应于所述控制信号改变所述色散补偿器和所述波长监视器的温度，以改变所述色散补偿器和所述波长监视器的基准波长，以与所接收到的输入信号的波长匹配。
2.如权利要求1所述的WT-DC，其中，所述色散补偿器和波长监视器分别具有单独的半波片，或者共用公共的半波片，以实现偏振无关性。
3.如权利要求1所述的WT-DC，其中，所述色散补偿器的自由光谱自由光谱范围FSR等于所述监视器的FSR的N或者1/N倍，其中N为正整数。
4.如权利要求1所述的WT-DC，还包括温度传感器，用于确定基片的温度，其中，当WT-DC处于待机模式或者当没有接收到输入信号时，所述差分检测器控制电路使用来自该温度传感器的信号来确定温度控制器的温度。
5.如权利要求1所述的WT-DC，其中，所述差分检测器控制电路包括两个光电检测器，用于检测来自所述可调波长监视器的两个输出光信号，生成两个电信号；减法器，用于从所述两个电信号生成一个差信号，并输出该差分电输出信号；以及控制电路，用于接收所述差分电输出信号，并由之生成所述控制信号。
6.一种操作波长跟踪色散补偿器WT-DC的方法，包括下述步骤在色散补偿器接收输入信号，该色散补偿器具有与温度相关的波长特性，并在基准波长工作；在波长监视器接收所述输入信号，该波长监视器具有与温度相关的波长特性，在与所述色散补偿器相同的基准波长工作，产生两个输出光信号；检测所述两个输出光信号，产生控制信号，该控制信号指示所接收到的输入信号的波长何时与所述色散补偿器的基准波长失配；以及响应于所述控制信号改变所述色散补偿器和所述波长监视器的温度，以改变所述色散补偿器和所述波长监视器的基准波长，以与所接收到的输入信号的波长匹配。
7.一种波长跟踪色散补偿器WT-DC，包括色散补偿器，其具有与温度相关的波长特性，在基准波长工作，用于接收波长可随时间改变的输入信号；波长监视器，其具有与温度相关的波长特性，在与所述色散补偿器相同的基准波长工作，用于接收所述输入信号，产生一个输出光信号；检测器控制电路，用于检测来自所述监视器的所述输出光信号，产生控制信号，该控制信号指示所接收到的输入信号的波长何时与所述色散补偿器的基准波长失配；以及温度控制器，用于响应于所述控制信号改变所述色散补偿器和所述波长监视器的温度，以改变所述色散补偿器和所述波长监视器的基准波长，以与所接收到的输入信号的波长匹配。
8.如权利要求7所述的WT-DC，其中，所述色散补偿器和波长监视器分别包括单独的半波片，或者共用公共的半波片，以实现偏振无关性。
9.如权利要求7所述的WT-DC，其中，所述色散补偿器的自由光谱自由光谱范围FSR等于所述监视器的FSR的N或者1/N倍，其中N为正整数。
10.如权利要求7所述的WT-DC，还包括温度传感器，用于确定基片的温度，其中，当WT-DC处于待机模式或者当没有接收到输入信号时，所述差分检测器控制电路使用来自该温度传感器的信号来确定温度控制器的温度。
11.如权利要求7所述的WT-DC，其中，所述检测器控制电路使用接收到的正比于输入信号功率的功率水平信号，并使用所检测到的输出光信号来生成控制信号，该控制信号指示接收到的输入信号的波长何时与基准波长输入信号失配。
12.如权利要求7所述的WT-DC，其中，所述输入信号被用预定调制进行了波长调制，所述检测器控制电路检测该调制，并使用它来生成控制信号，该控制信号指示接收到的输入信号的波长何时与基准波长输入信号失配。
全文摘要
本发明涉及波长跟踪色散补偿器，跟踪接收到的输入信号的波长，包括输入信号光学监视器、差分检测器控制电路、温度控制器及输入信号色散补偿器。该监视器包括马赫－岑德尔干涉仪，其自由光谱自由光谱范围与色散补偿器自由光谱自由光谱范围或其整数分之一或整数倍匹配。监视器的两个输出被耦合到差分检测器控制电路的两个光电检测器，差分检测器控制电路使用其间的电流差来控制温度控制器设置监视器和色散补偿器的温度。这样就实现了自动跟踪输入信号波长。所述监视器和色散补偿器最好被集成在同一平面光波通路芯片上，包括半波片。因为监视器被集成在与色散补偿器相同的芯片上，成本增加得以最小化，用温度保证监视器的波长和色散补偿器的跟踪波长。
文档编号H04B10/18GK1738222SQ200510092659
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月19日 优先权日2004年8月19日
发明者克里斯托弗·R·多尔 申请人:朗迅科技公司