[发明专利]控制激光器调制的方法和系统

说明书

本公开一个方面涉及控制激光器调制的方法和系统。提供了一种系统，其中信息在突发中传输，包括：耦合到激光二极管的驱动电路，被配置为在启动阶段中向激光二极管施加第一驱动电流和随后的不同的第二驱动电流，使得激光二极管提供第一和第二光学输出；补偿电流源，被配置为提供与第一和第二驱动电流相关的电流，并且还将流过连接到所述激光二极管的至少一个阻抗的组合电流维持基本恒定；光学传感器，提供与第一光学输出对应的第一传感器输出和与第二光学输出对应的第二传感器输出；以及控制器，被配置为使用第一和第二驱动电流、第一和第二传感器输出和提供的输入值来为驱动电路提供控制值以控制激光二极管的操作电流。

技术领域

一些实施例涉及用于控制激光器调制的系统和方法。

背景技术

在光纤通信系统中，期望能够控制由发射激光器设备产生的光的调制深度。为了维持状态之间的快速切换并降低噪声，发射激光器不会在一些定义的功率之间切换然后关闭，而是其输出被降低到低水平。该调制深度也被描述为消光比(ER)，后者是存在数据“1”时的光强度与存在数据“0”时的强度的比率。

但是，激光器提供这些相对高和相对低的光输出所需的电流可能不是恒定的，并且可能受到各个激光器设备之间的公差的影响，并且随着时间的推移，由于单个设备的特性会因加热和/或老化而变化。当设备在使用中变热时，这种变化可能在正常操作中发生。存在用于控制调制的现有方法，通常用于连续运行的系统。一些与Smith提出的技术(Electronics Letters，1978年10月，第775-776页)相关，其中将低振幅低频(LF)调制添加到正常激光器电流中。已知LF调制频率下激光器的光输出波动允许估计激光器电流/光输出特性的斜率，因此可以计算期望的平均和调制光水平所需的驱动电流，前提是激光器特性没有过度的非线性。因此，可以构建反馈回路来维持对调制深度(或ER)的合理控制，只要其中隐含的反馈回路有时间稳定即可。

但是，在一些通信系统中，例如在无源光网络(PON)应用中，发射器通常以突发模式操作，其中激光器调制水平应该在磨合(run-in)序列的非常少的脉冲之后处于受控状态并处于指定值。在这种情况下，可用于控制回路稳定下来的时间可能很少。

因此，有时不仅期望能够自动补偿激光器本身的制造公差和参数漂移，而且还能够在非常短的时间段内达到定义的目标调制水平，并且只有非常少量的脉冲通过系统。这种用于建立正确操作条件的具有脉冲序列的时段通常被称为磨合时段。

先前已经公开了用于确定偏置电流和调制电流的合适水平以在几个磨合脉冲的时间尺度内提供所需平均光学水平和所需消光比的技术(例如，GB2535553B和US10447007，Redman-White、Coue和Whitfield)。但是，虽然这样的技术在激光器驱动控制系统的稳定时间方面提供了有价值的改进，但是在将激光二极管耦合到驱动电路的一些优选布置中，仍然存在一些限制。特别地，当用于将激光二极管耦合到驱动电路的电路组件的布置包括至少一个电抗元件，例如电感时，系统的稳定时间可能会延长到不可接受的值。

本发明试图将这种延长的稳定时间的问题减少到可忽略的或更小的可接受值。

发明内容

根据一个方面，提供了一种系统，包括：驱动电路，被配置为在启动阶段向激光二极管施加第一驱动电流和随后的不同的第二驱动电流，所述第一驱动电流和第二驱动电流使得所述激光二极管被配置为分别提供第一光输出和第二光输出；光学传感器，被配置为提供与所述激光二极管的第一光学输出对应的第一传感器输出和与所述第二光学输出对应的第二传感器输出；以及

控制器，被配置为使用所述第一驱动电流、所述第二驱动电流、所述第一传感器输出和所述第二传感器输出来为所述驱动电路提供控制值，以控制所述激光二极管光学输出的平均功率和调制深度。

驱动电路可以被配置为控制施加到所述激光二极管的偏置电流和施加到所述激光二极管的调制电流。