[发明专利]以突发模式工作的光发射机及以突发模式工作的光发射机的控制方法

说明书

本发明提供一种包括半导体激光器的光发射机及其控制方法，用于通过减小半导体激光器的波长漂移来防止NG‑PON2中具有100GHz信道间隔的信道之间的串扰。当半导体激光器以突发模式工作时，波长漂移发生在从突发起始开始的几纳秒与几百纳秒之间。

技术领域

本发明涉及一种光发射机和控制该光发射机的方法，更具体地，涉及一种具有减少信道之间随波长变化而发生的串扰的功能的光发射机，以及一种用于控制该光发射机以减小光发射机以突发模式工作的情况下的串扰的方法。

背景技术

近来，被称为下一代无源光网络2(NG-PON2)的通信标准已经采用了时分波分复用(TWDM)方案进行复用。TWDM方案允许：连接到光纤的多个用户选择四个或八个可用波长信道中的任意一个，以及使用同一波长信道的多个用户基于仅在预定时隙上交换信号的时分复用方案来共享光纤。

在TWDM方案中，四个或八个不同的波长信道被同时使用，以及波长信道被设置成使得它们间隔开100GHz。此外，当使用同一波长信道的用户之一忙于通信时，其他用户不在同一波长信道上通信。在该示例中，属于不进行通信的用户的光发射机的激光器被禁用。

在应用时分复用方案的情况下，与尚未通信的用户关联的激光源(例如半导体激光器)处于不发光的状态，以及如果从控制服务器(例如，中心局)接收到信号，则激光源可以更改状态以能够发光。

考虑到前述操作可以在通信许可被给予了每个用户的短时间段内爆炸性地发生，贯穿本公开，我们将其称为“突发模式”。

然而，在半导体激光器不发光的状态下，如果向激光器施加电流以使其能够发光，则通过流入激光器的电流而产生焦耳热，从而改变半导体激光器的有源区的温度。在下文中，为了方便描述，半导体激光器的有源区可以被称为“激光器有源区”。

例如，如果电流流过未工作的半导体激光器以发光，则由于电流的流动而产生焦耳热，并且焦耳热将被累积，从而使激光器有源区的温度逐渐升高。

因此，由于释放到外部的热量随着激光器有源区温度的上升而增加，因此当释放的热和产生的热量处于平衡时，激光器有源区的温度稳定。例如，上述温度变化发生在几毫秒之内。

另一方面，半导体激光器的波长由半导体激光器的有源区的温度来确定，因此，由于驱动电流的变化而引起的半导体激光器有源区的温度变化导致半导体激光器激射频率的变化。

半导体激光器的温度根据从半导体激光器产生的热量与放置半导体激光器的板(board)的温度来确定。激光器有源区的温度最终稳定在环境温度与从半导体激光器产生的热量处于平衡的温度下。

例如，即使半导体激光器产生特定量的热，环境温度的变化也导致放置半导体激光器的板的温度变化而破坏热平衡状态，因此引起半导体激光器的温度变化。分布式反馈激光二极管(DFB-LD)是可以用在NG-PON2中的半导体激光器之一。

然而，如上所述，半导体激光器的激射频率取决于其随环境温度变化而变化的有源区温度。通常，1度的环境温度变化可以导致半导体激光器大约90皮米的激射频率变化。

在NG-PON2标准中，其信道间隔被限定为对应于约800皮米的100GHz。因此， NG-PON2标准将半导体激光器的波长限定为稳定在期望信道的中心波长周围+/-160皮米之内。例如，产生和发射光的激光器有源区的温度需要稳定在+/-2℃之内。

由于环境温度在大约-40℃至85℃之间变化，因此应确保这种环境温度变化不会引起半导体激光器有源区的温度变化。在一个示例中，热电冷却器(TEC)可以用于无论环境温度变化如何都使激光二极管芯片的温度保持恒定。