減少窄線寬光源中的相干效應(yīng)的系統(tǒng)和方法技術(shù)方案

本文描述了通過各種調(diào)制技術(shù)減少窄線寬光源中的相干效應(yīng)的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)和方法可包括窄線寬激光源和控制器，其中窄線寬光源包括熱耦合至其上的熱電冷卻器，控制器與熱電冷卻器通信耦合。控制器被配置為通過在時(shí)間平均基礎(chǔ)上人為擴(kuò)展窄線寬光源來向熱電冷卻器提供的變化的輸入信號(hào)以降低窄線寬光源的相干性。系統(tǒng)和方法還可包括窄線寬激光源的直接調(diào)制。系統(tǒng)和方法可包括窄線寬光時(shí)域反射儀（OTDR）。系統(tǒng)和方法還可包括具有和不具有對(duì)于熱電冷卻器是變化的輸入信號(hào)的窄線寬激光源的直接調(diào)制。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本文描述了通過各種調(diào)制技術(shù)。系統(tǒng)和方法可包括窄線寬激光源和控制器，其中窄線寬光源包括熱耦合至其上的熱電冷卻器，控制器與熱電冷卻器通信耦合。控制器被配置為通過在時(shí)間平均基礎(chǔ)上人為擴(kuò)展窄線寬光源來向熱電冷卻器提供的變化的輸入信號(hào)以降低窄線寬光源的相干性。系統(tǒng)和方法還可包括窄線寬激光源的直接調(diào)制。系統(tǒng)和方法可包括窄線寬光時(shí)域反射儀（OTDR）。系統(tǒng)和方法還可包括具有和不具有對(duì)于熱電冷卻器是變化的輸入信號(hào)的窄線寬激光源的直接調(diào)制。【專利說明】
一般地，本公開的
涉及光學(xué)系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及通過各種調(diào)制技術(shù)減少窄線寬光源中相干效應(yīng)的系統(tǒng)和方法。
技術(shù)介紹
隨著光纖容量的增長，對(duì)光纖中的傳輸降級(jí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和探測(cè)變得越來越重要。在示例性實(shí)施方式中，越來越多的光纖系統(tǒng)依賴?yán)糯笃鱽頂U(kuò)展范圍、距離和/或容量。這就要求光纖作為傳輸媒介表現(xiàn)出較高的質(zhì)量，也就是低背反射、低連接損耗等等。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)和方法可使用商業(yè)化的光時(shí)域反射儀(0TDR)。傳統(tǒng)的OTDR使用寬譜光源諸如具有多種縱向激光模式的法布里-波羅激光(Fabry-Perot laser)。不利的是,普通的OTDR體積大且成本高。為了減少成本,可使用集成可調(diào)諧激光模塊(ITLA)、外部調(diào)制激光(EML)、分布反饋(DFB)或者其它類似的光源等來作為光源以制造隨機(jī)的、低成本的類OTDR的監(jiān)控裝置來執(zhí)行光纖質(zhì)量檢測(cè)。然而，因?yàn)镮TLA、EML、DFB等光源的窄線寬度(從幾百kHz到幾MHz的范圍內(nèi)),這種窄線寬度會(huì)導(dǎo)致探測(cè)的瑞利散射信號(hào)(Rayleigh scatteringsignal)中的相干效應(yīng)，從而使得OTDR測(cè)量不可靠。為了減少來自ITLA、EML、DFB等光源的窄線寬度導(dǎo)致的相干效應(yīng)，需要一種簡單的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在示例性實(shí)施方式中，光時(shí)域反射儀(OTDR)系統(tǒng)包括窄線寬激光源、調(diào)制器、將所述窄線寬激光源與所述調(diào)制器耦合至測(cè)試中的裝置以及將來自所述測(cè)試中的裝置的輸入耦合至光探測(cè)器的裝置以及控制器。其中，窄線寬激光源包括熱耦合至該窄線寬激光源的熱電冷卻器，調(diào)制器被配置為調(diào)制所述窄線寬激光源，控制器向熱電冷卻器提供輸入信號(hào)。其中，光時(shí)域反射儀系統(tǒng)使用直接調(diào)制方式或通過控制器產(chǎn)生的熱電冷卻器的振動(dòng)方式，并且直接調(diào)制方式和振動(dòng)方式中的每一種均將光時(shí)域反射儀軌跡中的噪聲降低至與寬譜激光源光時(shí)域反射儀類似(相當(dāng))的水平。調(diào)制包括可包括外部調(diào)制器，并且輸入信號(hào)對(duì)于熱電冷卻器是變化的以減少窄線寬激光源的相干性。優(yōu)選地，調(diào)制器可直接調(diào)制窄線寬激光源。輸入信號(hào)對(duì)于熱電冷卻器是變化的以減少窄線寬激光源的相干效應(yīng)。控制器被配置為以預(yù)定的頻率和預(yù)定的改變量調(diào)整所述熱電冷卻器中的變化的輸入信號(hào)。優(yōu)選地，窄線寬激光源包括響應(yīng)于對(duì)于所述熱電冷卻器是變化的輸入信號(hào)以時(shí)間平均線寬人為擴(kuò)展的IOMHz或更少的線寬。窄線寬激光源包括集成可調(diào)諧激光模塊(ITLA)、外部調(diào)制激光(EML)、分布反饋(DFB)激光器中的一個(gè)。窄線寬激光源、熱電冷卻器和控制器設(shè)置在光學(xué)通信系統(tǒng)的光學(xué)裝置中，并且共同配置為執(zhí)行光學(xué)通信系統(tǒng)中的光時(shí)域反射儀功能。光學(xué)裝置包括服務(wù)信道、放大器和信道線卡中的一個(gè)。在另一示例性實(shí)施方式中，光學(xué)裝置包括窄線寬激光源、熱電冷卻器和控制器。其中，熱電冷卻器熱耦合至窄線寬激光源，控制器通信耦合至熱電冷卻器，并且被配置為提供對(duì)于熱電冷卻器變化的輸入信號(hào)以減少窄線寬激光源的相干效應(yīng)，其中，控制器被配置為以預(yù)定的頻率和預(yù)定的改變量調(diào)整熱電冷卻器中的變化的輸入信號(hào)。窄線寬激光源包括響應(yīng)于對(duì)于所述熱電冷卻器是變化的輸入信號(hào)以時(shí)間平均線寬人為擴(kuò)展的IOMHz或更少的線寬。窄線寬激光源包括集成可調(diào)諧激光模塊(ITLA)、外部調(diào)制激光(EML)、分布反饋(DFB)激光中的一個(gè)。窄線寬激光源、熱電冷卻器和控制器設(shè)置在光學(xué)通信系統(tǒng)的光學(xué)裝置中，并且共同配置為執(zhí)行光學(xué)通信系統(tǒng)中的光時(shí)域反射儀功能。在另一示例性實(shí)施方式中，光學(xué)方法包括從窄線寬光源以第一線寬輸出激光信號(hào)；在預(yù)定的頻率下以預(yù)定的量調(diào)整熱耦合至窄線寬激光源的熱電冷卻器；以及從窄線寬激光源以第二線寬輸出激光信號(hào)，該第二線寬在時(shí)間平均基礎(chǔ)上相對(duì)于第一線寬進(jìn)行了人為擴(kuò)展，從而降低了窄線寬光源的相干性。在另一示例性實(shí)施方式中，光學(xué)系統(tǒng)包括第一光學(xué)節(jié)點(diǎn)和第二光學(xué)節(jié)點(diǎn)，第一光學(xué)節(jié)點(diǎn)通信耦合至第二光學(xué)節(jié)點(diǎn)。其中，第一光學(xué)節(jié)點(diǎn)包括至少一個(gè)窄線寬光源、調(diào)制器和控制器，其中至少一個(gè)窄線寬光源包括與其熱耦合的熱電冷卻器，調(diào)制器被配置為調(diào)制至少一個(gè)窄線寬光源，控制器向熱電冷卻器提供輸入信號(hào)。其中，至少一個(gè)窄線寬光源被配置為在第一光學(xué)節(jié)點(diǎn)和第二光學(xué)節(jié)點(diǎn)之間執(zhí)行光時(shí)域反射儀功能，其中第一光學(xué)節(jié)點(diǎn)使用由調(diào)制器產(chǎn)生的至少一個(gè)窄線寬光源的直接調(diào)制方式或通過控制器產(chǎn)生的熱點(diǎn)冷卻器的振動(dòng)方式，并且直接調(diào)制方式和振動(dòng)方式中的每一種均將光時(shí)域反射儀軌跡中的噪聲降低到與寬譜激光源光時(shí)域反射儀類似的水平。至少一個(gè)窄線寬光源包括在第一光學(xué)節(jié)點(diǎn)與第二光學(xué)節(jié)點(diǎn)之間的放大器的放大帶之外的波長。至少一個(gè)窄線寬光源為第一光學(xué)節(jié)點(diǎn)與第二光學(xué)節(jié)點(diǎn)之間的喇曼放大器的波長監(jiān)控器。【專利附圖】【附圖說明】在本文中，參照多個(gè)附圖示出并描述了本公開的示例性和非限制性實(shí)施方式，在附圖中相同的參考標(biāo)記分別表示相同的方法步驟和/或系統(tǒng)部件，其中:圖1為具有減少的相干效應(yīng)的窄線寬系統(tǒng)的框圖；圖2為帶有外部調(diào)制的具有減少的相干效應(yīng)的窄線寬OTDR系統(tǒng)的框圖；圖3為帶有直接調(diào)制的具有減少的相干效應(yīng)的窄線寬OTDR系統(tǒng)的框圖；圖4為測(cè)試系統(tǒng)的框圖，該測(cè)試系統(tǒng)的特征在于與商業(yè)化寬譜OTDR相對(duì)的窄線寬OTDR ；圖5為具有30ns脈沖寬度的外部調(diào)制窄線寬OTDR的基準(zhǔn)配置的OTDR軌跡；圖6為具有30ns脈沖寬度的外部調(diào)制窄線寬OTDR的TEC振動(dòng)的OTDR軌跡；圖7為具有IOOns脈沖寬度的外部調(diào)制窄線寬OTDR的基準(zhǔn)配置的OTDR軌跡；圖8為具有IOOns脈沖寬度的外部調(diào)制窄線寬OTDR的TEC振動(dòng)的OTDR軌跡；圖9為具有I μ s脈沖寬度的外部調(diào)制窄線寬OTDR的基準(zhǔn)配置的OTDR軌跡；圖10為具有I μ s脈沖寬度的外部調(diào)制窄線寬OTDR的TEC振動(dòng)的OTDR軌跡；圖11為圖7的OTDR軌跡，其中示出量化OTDR軌跡質(zhì)量的方法；圖12至圖14為光纖損耗圖示出了對(duì)照不同光纖上的不同配置的TEC振動(dòng)幅度的光纖衰減(dB/km)；圖15至圖17為使用圖11描述的方法特征化反射波動(dòng)的反射波動(dòng)圖；圖18為沒有TEC振動(dòng)的DFB激光源的線寬相對(duì)于具有在10mA、2Hz下的TEC振動(dòng)的DFB激光源的線寬的光譜圖；以及圖19為可使用窄線寬OTDR的光傳輸系統(tǒng)的框圖。【具體實(shí)施方式】在各種示例性實(shí)施方式中，本公開涉及通過各種調(diào)制技術(shù)減少窄線寬光源中的相干效應(yīng)的方法和系統(tǒng)。在示例性實(shí)施方式中，窄線寬光源可包括ITLA、EML、DFB等等通過調(diào)制光源的熱電冷卻器(TEC)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來增加線寬從而減少相干效應(yīng)的激光。這種TEC的調(diào)制能改變光源的中心波長(例如，隨機(jī)地、以預(yù)定方式等)。通過平均化測(cè)量，相干效應(yīng)能被有效抵消。這種方式允許在光纖通信系統(tǒng)的集成功能中使用諸如ITAL、EML、DFB等本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
光時(shí)域反射儀（OTDR）系統(tǒng)，包括：窄線寬激光源，包括熱耦合至所述窄線寬激光源的熱電冷卻器；調(diào)制器，配置為調(diào)制所述窄線寬激光源；將所述窄線寬激光源與所述調(diào)制器耦合至測(cè)試中的裝置的設(shè)備，所述設(shè)備還將來自所述測(cè)試中的裝置的輸入耦合至光探測(cè)器；以及控制器，向所述熱電冷卻器提供輸入信號(hào)；其中，所述光時(shí)域反射儀系統(tǒng)使用直接調(diào)制方式或通過所述控制器產(chǎn)生的所述熱電冷卻器的振動(dòng)方式，并且其中，所述直接調(diào)制方式和所述振動(dòng)方式中的每一種都將光時(shí)域反射儀軌跡中的噪聲降低至與寬譜激光源光時(shí)域反射儀類似的水平。

【技術(shù)特征摘要】
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鮑軍，邁克爾·海達(dá)爾·沙伊尼，焦華，簡盧克·阿查姆寶特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：希爾納公司，
類型：發(fā)明
國別省市：