專利名稱：采用可變光衰減器和輸入功率抖動的多波長開關(guān)漂移反饋補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖通信光學(xué)裝置，尤其是涉及采用了微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的多波長 開關(guān)光學(xué)裝置，更具體的是涉及這種光學(xué)開關(guān)裝置的衰減漂移補(bǔ)償器。
背景技術(shù)：
基于MEMS微鏡的多波長開關(guān)(MWS)應(yīng)用于密集型光波復(fù)用(DWDM)光纖系統(tǒng)，以 便將多個波長信道合并到一條公共光纖中。這類MWS開關(guān)具有m個輸入端和一個公共輸 出端。在操作中，使用者能夠以可配置方式，選擇將"m"個輸入端口中的哪一個耦合 到所述公共輸出端。這種選擇方式通過分辨施加于MEMS微鏡致動器的電壓來實現(xiàn)，以 便光信號能夠在最佳狀態(tài)下從所選輸入端耦合到輸出端。所述MWS開關(guān)也可以用作可變衰減器，用于衰減個別波長信道，以便使多路復(fù)用光 信號中所有的波長信道中的功率等同。每路波長信道的衰減是可控的，通過將由輸入端 到輸出端的光信號從最佳值到所需衰減值的去諧來實現(xiàn)。在工廠中，測量每個MEMS微 鏡的電光響應(yīng)(耦合功率一微鏡斜置電壓)以便提供校準(zhǔn)電壓，所述校準(zhǔn)電壓可以用于 確定獲得期望衰減所需的電壓。通過這種方式，校準(zhǔn)電壓被用于控制MWS開關(guān)。 [4]如圖l所示，測量光學(xué)裝置中衰減的現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)方式是直接測量輸入和輸出信號。 在漂移探測和光信號補(bǔ)償系統(tǒng)100中，光開關(guān)101如5x1 MWS或類似裝置接收多個輸入 信號121 - 125，控制器104通過輸入控制信號115選擇其中一個所接收的輸入信號并 將所選輸入信號傳送至輸出端111。輸入信號121-125和輸出信號111以合適的分流比 進(jìn)行分接，典型的分流比為10%,分別接入輸入分接線131-135和112，每條分接線被 分別接入一個1x6光開關(guān)103的輸入端。光開關(guān)103的輸出端106可受控，用以從輸入 端之一選擇信號以便將所選輸入信號送入光信道監(jiān)測器(OCM) 105或類似的用于測量 例如光功率、波長等信號特性的設(shè)備。斯帕克斯等人(美國專利號6,625,340,光開關(guān)衰減器，Nortel Networks有限公 司)給出了一個這類例子，他們講授了一種校準(zhǔn)光開關(guān)的方法，使得一個預(yù)定的(微) 鏡對準(zhǔn)誤差產(chǎn)生一個預(yù)定衰減，因此通過這種方式只需要測量光信號功率這一項指示。 如果任一干涉部件的衰減特征已知，則這類功率測量可以在位于光開關(guān)上游或下游的網(wǎng) 絡(luò)中的不同測量點(diǎn)完成。另一種可選擇方法是，測量開關(guān)中的輸入和輸出信號以便直接 指示光信號通過開關(guān)時的衰減度?？梢岳迷撔畔硖峁┮粋€閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，用于 確保獲得每個信號(或信道)所需的衰減度。 NWS中的輸入和輸出信號潛含有多個信號信道，這些潛含的信道中有一些信道對于 輸入端而言是多余的。因此這些信號信道的功率電平必須使用0CM分開測量。由于0CM 的花費(fèi)較高，所以在實踐中，通過采用一個附加的光開關(guān)，所有輸入端共用一個OCM。 通過這種系統(tǒng)，對于衰減的直接測量變得相對筒單。將輸出和輸入信號分別測量這樣就 能簡便的計算出衰減值。這種方法的一個優(yōu)點(diǎn)在于從信道進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的特定結(jié)點(diǎn)(一條"增加"的信道)的 輸入信號在被挑選傳送前可以被校驗。除了額外的硬件花費(fèi)，這種方法還具有一些技術(shù)上的缺陷。由于輸入和輸出不能被 同步測量，因此功率電平在測量期間的任何改變都會出現(xiàn)衰減度的漂移。分接率隨時間 的任何漂移也將表現(xiàn)為衰減度的改變。對于較小的分接率，這可以成為一個大問題。 [10]為了克服漂移問題，人們設(shè)計了設(shè)備和方法，通過抖動MWS衰減來確定信道光功 率電平。例如Besler等人(美國專利6, 549, 699 )采用圖1中的處理器104將適當(dāng)?shù)慕换?(或"抖動")控制信號115應(yīng)用于光開關(guān)101內(nèi)的信道孩M竟，將所述控制信號115疊 加于直流電控制信號，用于將信道微鏡維持在特定旋轉(zhuǎn)位置，使微鏡穩(wěn)定避免漂移。通 過這種方式，使得在微鏡旋轉(zhuǎn)角的相應(yīng)光譜信道的光功率電平和光功率電平的改變率 (或光功率電平的時間變化率)可以被測量到。光功率電平的改變率與校準(zhǔn)或預(yù)測耦合 效率曲線的傾斜率成比例，因此這樣有助于確定相應(yīng)于所測量的光功率電平的微鏡旋轉(zhuǎn) 角。通過所述方式測得的旋轉(zhuǎn)角，可以確定反饋控制信號的大小以便將其用于信道微鏡， 從而以最有效的方式得到所需的耦合功率。然而Besler等人所公開的這種測量方法雖然能夠提供適當(dāng)?shù)姆答佉越档推疲?是這種方法會導(dǎo)致在光開關(guān)101的輸出信號111上產(chǎn)生光功率改變或抖動。這種方法對 于采用漂移穩(wěn)定開關(guān)的光信號傳輸系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生不良影響。在具有多個級聯(lián)開關(guān)的 系統(tǒng)中，這種問題會加劇。而且，Besler的方法依賴于微鏡相對于絕對光功率和直流電 控制信號115兩者的校準(zhǔn)值保持穩(wěn)定的光電特性。因此，工業(yè)上顯然需要一種方法，用于去除或降低由類似于以上描述的光開關(guān)造 成的光功率改變或抖動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種方法，通過補(bǔ)償或抵消上述光功率改變或抖動來解 決上述問題。本發(fā)明的更進(jìn)一 步的目的是提供一種方法，以緩解微鏡光電特性隨環(huán)境的改變和 老化而發(fā)生漂移的實際情況。本發(fā)明提供一種設(shè)備和一種方法，用于確定微鏡的旋轉(zhuǎn)角，優(yōu)選用于例如MWS的 光開關(guān)中。本發(fā)明也可應(yīng)用于衰減或插損可以連續(xù)改變的其他類型的光學(xué)器件。在操作中，多波長光輸出信號來自光開關(guān)的輸出端，所迷輸出端的功率通過光功 率測量儀表或監(jiān)測器監(jiān)控?？刂破靼l(fā)出控制信號用于以某個旋轉(zhuǎn)角在光開關(guān)內(nèi)建立微 鏡，以在輸出信號上產(chǎn)生所需的衰減。通過以控制信號周期改變的方式疊加已知數(shù)量的抖動，光功率測量儀表或監(jiān)測器 監(jiān)控不僅能夠測量輸出信號的功率電平，而且還可以測量光開關(guān)的光電特性的斜率。 [19]通過測得的斜率，控制器內(nèi)的處理器可以計算出每個微鏡的旋轉(zhuǎn)角，由此可以獲 得有效的衰減。處理器使用存儲于控制器里內(nèi)存中的校準(zhǔn)曲線，比較所獲得的衰減值，計算出修 正值并且將修正值應(yīng)用于控制信號。以這樣的方式，光開關(guān)的光電特性的漂移可以被修 正。為了降低輸出信號測量結(jié)果的變化，將可變光衰減器(V0A)連接至輸出端。計算 出的由控制信號抖動產(chǎn)生的衰減變化值，被處理器使用，以將補(bǔ)償信號應(yīng)用于V0A，以 便得到具有降低的功率改變量的補(bǔ)償輸出信號。通過所述方式構(gòu)造的用于MWS的衰減漂移補(bǔ)償器使得MWS具有穩(wěn)定的抗漂移性， 同時限制輸出信號的改變使其降到很低的漂移值，以便降低對光纖傳送網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的其 他部分的負(fù)面作用。


下面將參考代表本發(fā)明優(yōu)選實施例的所附附圖詳細(xì)描迷本發(fā)明，其中 [24]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用于監(jiān)測MWS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具有輸出端V0A和0CM的5xl MWS的簡化示意圖；圖3是典型的MWS的所有輸入端的E0響應(yīng)或耦合效率曲線圖；圖4是典型的端口 5的光電MWS響應(yīng)曲線圖；圖5是加有抖動信號的典型的MWS和V0A的插損特性的示意圖；圖6是由于MWS老化而造成的預(yù)測光電曲線相移圖；以及圖7是MWS抖動反饋運(yùn)算法則的方框圖。
具體實施例方式很多電信通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用光開關(guān)和衰減器。很多例如光放大器，光接收 器和增益平坦濾波器的網(wǎng)絡(luò)元件要求有預(yù)定的光功率水平才能正常工作。光衰減器是在 電信系統(tǒng)中使光功率設(shè)置在目標(biāo)點(diǎn)的儀器。在一些光開關(guān)的設(shè)計中，開關(guān)功能綜合了衰 減功能。隨著時間和周圍的操作條件的變化，衰減量會從期望的預(yù)定值漂移，造成網(wǎng)絡(luò) 性能問題。需要有一個有效準(zhǔn)確的方法來克服此問題。 —種用于確定漂移量的方法被公開，特別是以基于MEMS的MWS儀器的使用周期 內(nèi)的電光反應(yīng)曲線上的偏移形式。因此可以采取適當(dāng)?shù)募m正行為或#卜償以保持最好的耦 合效率和器件性能。如果電光響應(yīng)曲線的斜率可以被確定，在電光響應(yīng)曲線的MEMS微 鏡操作點(diǎn)也可以被唯一確定，本發(fā)明正是基于此認(rèn)識。根據(jù)本發(fā)明，通過調(diào)制在抖動頻 率處的耦合率來確定電光響應(yīng)曲線的斜率。在MWS的輸出端的輔助光功率的變化被在 MWS輸出端的VOA的反相抖動所補(bǔ)償。因此，這類抖動功率變化對下游光網(wǎng)絡(luò)或光纖光 系統(tǒng)的影響可以被減輕，而整個通信系統(tǒng)的性能得以提高。圖2描述了才艮據(jù)本發(fā)明的漂移補(bǔ)償裝置200的一個實施例，所述漂移補(bǔ)償裝置200 用于光開關(guān)和減小輔助輸出信號變化，例如漂移。 —個例如5x1 MWS或類似器件的光開關(guān)201包括多個輸入端221-225和一個輸出 端210,所述光開關(guān)201通過控制信號215由控制器204控制。輸入和輸出端的數(shù)量可 以根據(jù)不同的應(yīng)用而變化?？刂破?04在光開關(guān)201內(nèi)至少配置有一個開關(guān)元件，以將 來自輸入端221-225之一的進(jìn)入信號引導(dǎo)到輸出端210。 開關(guān)元件優(yōu)選為MEMS微鏡> 所述微鏡單獨(dú)可控并可連續(xù)轉(zhuǎn)動以便將來自輸入端 221-225的光譜通道反射到單輸出端210或多輸出端。所述控制信號215可以是模擬靜 電驅(qū)動電壓的形式，此電壓被加到MEMS微鏡。在輸出端210的信號被連接到VOA 202的一個輸入端，由VOA 202的一個輸出端
輸出一個衰減信號211。該衰減信號211可以接著被傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡(luò)或光纖光系統(tǒng)的其它 部分。光分接頭212將一小部分衰減信號分走，典型為10%，用以耦合到0CM 205或其 它合適的探測器。0CM輸出信號213被傳輸?shù)娇刂破?04，以進(jìn)行處理并提供反饋?？?制器204依次通過V0A信號214控制V0A。 0CM 205主要監(jiān)視輸入端221-225上的通道信號的整個光譜的輸出功率。對于光開 關(guān)201的每一個通道，在公共輸出端210處只可以選擇一個端口。在操作過程中，通過以小的正弦頻率改變V0A 202的衰減來確定電光響應(yīng)曲線的 斜率，所述小的正弦頻率已知為具有例如±0. 5 dB的小幅度的抖動頻率(典型為0. 1 Hz )。 [39]將靜電驅(qū)動電壓施加到一面微鏡則產(chǎn)生一個相應(yīng)的角度偏轉(zhuǎn)，此偏轉(zhuǎn)和靜電驅(qū)動 電壓的平方或數(shù)模轉(zhuǎn)換器在計數(shù)單元中的值的平方成比例。此樣"免偏轉(zhuǎn)可以用來使來自 輸入端221-225之一的內(nèi)部光束相對于輸出端210發(fā)生偏離，從而產(chǎn)生衰減并增加插損
(IL)。通過MEMS孩i鏡控制衰減是現(xiàn)有技術(shù)，例如，在Besler等人的公開文獻(xiàn)中被描 述(US Patent 6， 549， 699 )。來自輸入端221-225中的任意一個的光功率因此可以被控制器204調(diào)制，以大約 ± 0. 5 dB的幅度的相同抖動頻率，通過將靜電驅(qū)動電壓反相施加到微鏡來調(diào)制插損的方 法。因此，微鏡調(diào)制對通道光功率的衰減效果與通過外部VOA 202的光功率調(diào)制的衰 減效果是相反的。也就是說，由兩個抖動調(diào)制產(chǎn)生的調(diào)制功率趨向于互相抵消，使得在 抖動頻率上，每個波長信道僅僅殘留了很少的光功率調(diào)制。 調(diào)整微鏡的抖動振幅可以使殘余的調(diào)制減少到趨近于零。 一旦這一條件成立， 產(chǎn)生0. 5dB衰減的微鏡靜電驅(qū)動電壓的改變可以被測出來。這樣，在所測量的微鏡傾斜 上的靜電驅(qū)動電壓的設(shè)定點(diǎn)上的電光響應(yīng)曲線的斜率就可以被計算出來。所測斜率與一 個唯一的微鏡偏角相關(guān)聯(lián)，對應(yīng)于電光響應(yīng)曲線上一個特定校準(zhǔn)的靜電驅(qū)動電壓。將這 一結(jié)果與測量的微鏡靜電驅(qū)動電壓相比較，確定偏差電壓，所述偏差電壓用來糾正用于 控制微鏡角度偏轉(zhuǎn)和光開關(guān)201的衰減的校準(zhǔn)電壓。光開關(guān)201 (例如MWS)的典型電光響應(yīng)曲線如圖3所示。施加于MEMS微鏡的靜 電驅(qū)動電壓由計數(shù)單元中的數(shù)字沿X軸表示，控制器204設(shè)置數(shù)字輸入到數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
圖5的左Y軸以dB為單位繪制了插損(IL )，右Y軸繪制了以dB/DAC為單位的插損的 斜率。作為舉例，MWS 50產(chǎn)品有五個輸入端PI - P5 (相應(yīng)圖2中輸入端221-225 ),繪 制的EO相應(yīng)是微鏡在中間端口的操作，P3 (圖2中223 )，休息位置對應(yīng)于施加的靜電 驅(qū)動電壓為0,相當(dāng)于0 DAC計數(shù)。在這個特定的例子中，微鏡可以被偏移以訪問P3 (圖2中的233 )任意一側(cè)的兩 個相鄰端口，在一側(cè)為P1， P2(圖2中的221， 222 ),而在另一側(cè)為P3， P4(圖2中的 224, 225 )。雖然在該例中端口的角間距是相等的，但由于因所加電壓的二次角偏移，外部端 口的EO曲線更加傾斜。所有端口的EO曲線的斜率如圖3所示，圖4則詳細(xì)展示了輸入 端口 P5的情況。左側(cè)Y軸分布著以dB為單位的從輸入端口 P5 (圖2中的225 )到輸出 端口 (圖2中的210)的光開關(guān)201的IL;而右側(cè)Y軸則是以dB/DAC為單位的IL的斜 率。IL的斜率在感興趣的衰減區(qū)域單調(diào)變化。這非常重要，因為知道了斜率就可以唯一 確定EO曲線上的某個位置。對于OdB (85 counts)和15dB (9 counts)的衰減，產(chǎn)生 0. 5dB功率衰減所需的DAC的變化也被顯示出來?，F(xiàn)在我們考慮V0A 202和MEMS微鏡的組合函數(shù)。本發(fā)明的核心部分在于在沒有任 何輸出(公共)信號(自圖2中的輸出端口 210)干擾的情況下測量E0斜率。圖5顯示了 任意信道和V0A的調(diào)制模式。X軸表示時間，Y軸表示插損(IL )。如圖所示，標(biāo)稱的V0A 抖動頻率和振幅分別為0. 1Hz和0. 5dB。實曲線是MWS的插損曲線，虛線是VOA的插損 曲線，兩者取同一時間軸。短劃線代表振幅為0. ldB的剩余光輸出功率抖動。 [48] MWS插損恰好在相同的頻率和目標(biāo)振幅抖動，除非此信號與VOA抖動異相。產(chǎn)生 0. 5dB抖動所需的DAC振幅是在E0曲線上的通道位置的函數(shù)。由OCM (圖2中205 )測 量的剩余輸出信號是對輸入DAC抖動振幅的誤差測量。該剩余信號可以用來補(bǔ)償輸入 DAC振幅并臨時平坦輸出響應(yīng)。因為VOA同等地影響所有輸出通道，所有微鏡都可能需 要被抖動以產(chǎn)生平坦響應(yīng)。所需的補(bǔ)償是EO曲線的漂移相對于初始校準(zhǔn)的直接函數(shù)。 [49]注意在此例中，選擇了 0. 1Hz的很低的抖動頻率。抖動頻率需要被設(shè)置的足夠低， 以使在相同抖動振幅下，允許所有DAC通道被驅(qū)動，以給0CM提供足夠的時間給剩余波 形正確取樣。典型的OCM有一個在50毫秒到1秒范圍內(nèi)的響應(yīng)時間。 [50]如果輸入信號功率的變化與抖動信號的頻率不相同，輸入信號功率的變化也將隨 時間零化?？梢允褂貌皇菃渭兊恼倚蔚母鼮閺?fù)雜的抖動波形，來保證與潛在的輸入幅 度振蕩相隔離。如果用戶在系統(tǒng)中使用幅度調(diào)制，則這類方案可能是重要的。 一般來說，
所提出的抖動頻率比傳統(tǒng)的音頻調(diào)制方案(>1 kHz )要低很多(例如0. 1Hz )。 [51]在MWS中，大多數(shù)機(jī)制的老化結(jié)果導(dǎo)致EO曲線漂移。這些機(jī)制包括MEMS微鏡曲 率的漂移半徑(ROC), MWS內(nèi)部器件的光-機(jī)械漂移。將器件老化表示為角度偏移的漂移 要更為準(zhǔn)確。但是，對于通常觀察到的小漂移，通常不能保證轉(zhuǎn)化成徑向坐標(biāo)。老化機(jī) 制非常慢，因此抖動頻率可以很低，以對他們進(jìn)行補(bǔ)償。如圖6所示，典型的E0曲線例舉了所預(yù)期的帶有老化的漂移。如前那樣，被施加 于MEMS微鏡的靜電驅(qū)動電壓以DAC計數(shù)單元中的數(shù)字沿著X軸表示。圖中的左Y軸以 dB為單位繪制IL,而右Y軸以dB/DAC為單位繪制了 IL的斜率。粗實線繪制了 MWS的 一個輸入端的EO曲線，在此例中是P5，它一般做為校準(zhǔn)曲線被存儲在控制器或其它適 合的存儲單元中。另一方面，細(xì)實線代表相同輸入端口 P5的E0曲線，因為老化或其它 原因的漂移而發(fā)生了偏移。相應(yīng)的虛線繪制了各自E0曲線的斜率。 [53]在輸入端P5的標(biāo)稱為35DAC計數(shù)的E0曲線漂移導(dǎo)致在15dB (也就是從-5dB到 -20dB)增加2dB插損。這相應(yīng)于EO曲線斜率增加3% 。產(chǎn)生初始0. 5dB衰減的MEMS 鏡抖動，現(xiàn)在將產(chǎn)生增多3%的抖動，或O. 515dB產(chǎn)生0. 015dB剩余波動。在鎖相輸出信 號探測方案的長平均周期，探測這樣的剩余波動是可行的。注意到，取決于標(biāo)稱的老化機(jī)制，每個端口的抖動可能不同。通道變異趨于變小， 因為大多數(shù)機(jī)制本應(yīng)該趨于同等地影響所有通道。而來自于MEMS制造工藝的微鏡到微 鏡的變異是一個反例。剩余抖動信號是相對測量，因此它的正常工作不要求輸出分接頭(例如，如圖光 分接頭212所示)的穩(wěn)定，也不要求OCM在整個動態(tài)范圍有好的絕對測量準(zhǔn)確性。然而， 測量的準(zhǔn)確度取決于穩(wěn)定的VOA抖動振幅。為了保證這個條件，MEMS抖動可以在用戶方 便的時候被偶爾關(guān)閉，使VOA振幅可以被校驗和校準(zhǔn)。圖2中的控制器204有幾種功能。如前面所述，通過給光開關(guān)201和VOA 202提 供驅(qū)動功能和從OCM 205接收輸出，來實現(xiàn)基本光開關(guān)201配置。其它功能被有利地集 成到控制器204以完成漂移補(bǔ)償功能。這些功能包括一個能存儲校準(zhǔn)值的存儲或記憶單 元， 一個微處理器，微控制器或類似的可編程的微處理器，用于計算來自VOA抖動信號 和OCM輸出的微鏡角度偏移，漂移糾正偏差，存儲和更新計算偏差值和完成為每個微鏡 設(shè)置靜電驅(qū)動電壓的偏移。反饋路徑700的概念實施例如圖7所示。包括微鏡的初始EO曲線的原始校準(zhǔn)文件 和其它相關(guān)數(shù)據(jù)在此體系中保持不變。中間偏差文件702保持追蹤所給端口和EO曲線
(以DAC計算)的通道的偏差。當(dāng)用戶請求特定的衰減水平，校準(zhǔn)文件701被查詢以確 定光開關(guān)的適合的輸入端所需的DAC計數(shù)710。存儲在偏差文件701中的值然后被增加 來補(bǔ)償來自校準(zhǔn)文件701的DAC計數(shù)，被補(bǔ)償?shù)腄AC計數(shù)711然后被傳輸?shù)紻AC， DAC 將信號轉(zhuǎn)換成用于MWS 703中相關(guān)的微鏡的靜電驅(qū)動電壓。經(jīng)過V0A以后(未示出)， 來自MWS 703的剩余信號712被耦合到0CM 704。通過計算新的偏差值和更新偏差文件 702來完成反饋，所述新的偏差值通過來自O(shè)CM 704的功率讀取值713計算得出。偏差 文件702的最通常的表達(dá)方式是矩陣，Offset (Port, 、， Temperature)。當(dāng)剩余信號 712不是零，可以基于E0曲線(以dB/DAC計數(shù))的局部斜率估算偏差。預(yù)計E0曲線的 漂移很小，因此偏差文件702可以用剩余信號712的時間平均值調(diào)整,使得偏差文件702 不隨短期噪聲而波動?？傊_了基于EO斜率的衰減設(shè)備和測量技術(shù)，包括一個帶抖動信號的光開關(guān)， 所述抖動信號被施加于MEMS微鏡以生成高頻振蕩衰減，還包括一個用反相抖動信號工 作的V0A。因此，光開關(guān)引起的衰減漂移可以被補(bǔ)償。在光開關(guān)輸出端的輔助光功率抖 動被V0A基本去除，因此對下游網(wǎng)絡(luò)性能的負(fù)面影響被最小化。本發(fā)明可以有利地用于 其它光器件，在這些器件中，通過輸入控制信號可以連續(xù)改變插損。 [59]總之，公開了用于補(bǔ)償漂移的漂移反饋補(bǔ)償器，其包括一個具有多個輸入端，一 個輸出端和一個開關(guān)控制的光開關(guān)，其中，在至少一個輸入端和輸出端之間的插損可以 通過施加于所述開關(guān)控制的控制信號來控制。漂移反饋補(bǔ)償器也包括一個可變光衰減器，所述可變光衰減器具有光耦合到所述 光開關(guān)的輸出端的輸入端， 一個VOA輸出端和一個VOA控制，其中，在所述VOA輸入端 和VOA輸出端之間的衰減，可以根據(jù)施加到VOA控制的衰減設(shè)置信號來設(shè)置，還包括一 個光耦合到V0A輸出端的光分束器，所述光分束器用于將來自VOA輸出端的光輸出信號 分束到分接信號和通過信號。光通道監(jiān)視器被光耦合到光分束器用以接收分接信號和提 供反饋信號。根據(jù)從光通道監(jiān)視器接收的反饋信號，控制器有利地將控制信號施加到開 關(guān)控制，并將衰減設(shè)置信號施加到VOA控制。衰減設(shè)置信號對衰減進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生抖動頻率處的衰減調(diào)制。該控制信號優(yōu)選
用于調(diào)制插損，以在抖動頻率處產(chǎn)生插損調(diào)制，使得插損調(diào)制與衰減調(diào)制反相。偏移反饋補(bǔ)償器中的光開關(guān)可以是多波長開關(guān)(匿S)或類似裝置?？刂破骺梢杂欣匕ㄒ粋€用來存儲校準(zhǔn)值的記憶單元和一個用來計算微鏡控制
偏移的處理單元。
[64]抖動頻率的周期是從大約0. 1毫秒到大約1秒。典型地，插損調(diào)制和衰減調(diào)制相加成為一個剩余波動，其振幅小于大約O. 1 dB， 插損調(diào)制的振幅從大約0. OldB到大約l.OdB,衰減調(diào)制的振幅從大約0. OldB到大約 1. OdB。公開了一種光開關(guān)漂移的補(bǔ)償方法，包括以下步驟 a)根據(jù)初始電光特性，施加一個從控制器向開關(guān)控制的控制電壓； b)向所述光開關(guān)的至少一個輸入端口施加一個光信號； c)通過所述控制器向所述VOA控制施加具有抖動頻率的第一抖動信號，以產(chǎn)生衰 減調(diào)制； d)通過所述控制器以抖動頻率向所述開關(guān)控制施加第二抖動信號，以產(chǎn)生與所述 衰減調(diào)制反相的插損； e )使用光通道監(jiān)測器測量VOA輸出端口處的剩余抖動信號； [72] f )調(diào)整所述第二抖動信號得幅度以減少剩余抖動信號； [73] g)由所述第二抖動信號的幅度計算一組糾正值； h)基于糾正值和初始電光特性，施加由所述控制器向所述開關(guān)控制的被糾正的控 制電壓； i)周期性地重復(fù)步驟e )到步驟h )。
權(quán)利要求
1.一種用于補(bǔ)償漂移的漂移反饋補(bǔ)償器，包括光開關(guān)，所述光開關(guān)包括多個輸入端，一個輸出端和一個開關(guān)控制，其中，在至少一個所述輸入端和輸出端之間的插損可以通過微鏡偏移角控制，所述微鏡偏移角響應(yīng)于施加到所述開關(guān)控制的控制信號；可變光衰減器，所述可變光衰減器具有光耦合到所述光開關(guān)的輸出端的VOA輸入端，一個VOA輸出端和一個VOA控制，其中，在所述VOA輸入端和VOA輸出端之間的衰減，可以根據(jù)施加到VOA控制的衰減設(shè)置信號來設(shè)置；光耦合到所述VOA輸出端的光分路器，所述光分路器用于將來自所述VOA輸出端的光輸出信號分束到分接信號和通過信號；光耦合到所述光分路器的光通道監(jiān)視器，用以接收所述分接信號和提供反饋信號；以及控制器，所述控制器響應(yīng)接收自所述光通道監(jiān)視器的反饋信號，將所述控制信號施加到所述開關(guān)控制，并將所述衰減設(shè)置信號施加到所述VOA控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的漂移反饋補(bǔ)償器，其中，所述控制信號用于調(diào)制插損以便 在抖動頻率上產(chǎn)生插損調(diào)制，其中所述衰減設(shè)置信號調(diào)制所述衰減以便在所述抖動頻率 上產(chǎn)生衰減調(diào)制，以及其中所述插損調(diào)制與所述衰減調(diào)制反相。
3. 如權(quán)利要求1所述的漂移反饋補(bǔ)償器，其中，所述光開關(guān)是多波長開關(guān)MWS 。
4. 如權(quán)利要求1所述的漂移反饋補(bǔ)償器，其中，所述控制器還包括用于存儲校準(zhǔn) 值的存儲單元。
5. 如權(quán)利要求1所述的漂移反饋補(bǔ)償器，其中，所述控制器還包括用于計算微鏡 控制偏移量的處理單元。
6. 如權(quán)利要求2所述的漂移反饋補(bǔ)償器，其中，所述抖動頻率范圍介于0. 1毫秒 至1秒之間。
7. 如權(quán)利要求2所述的漂移反饋補(bǔ)償器，其中，所述插損調(diào)制和所述衰減調(diào)制相 加成為剩余波動，所述剩余波動的振幅小于0. 1 dB 。
8. 如權(quán)利要求2所述的漂移反饋補(bǔ)償器，其中，所述插損調(diào)制的振幅介于0. 01 dB 至1. 0 dB之間。
9. 如權(quán)利要求2所述的漂移反饋補(bǔ)償器，其中，所述衰減調(diào)制的振幅介于0. 01 dB 至1. 0 dB之間。
10. —種光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，包括以下步驟a) 才艮據(jù)初始電光特性，施加一個從控制器向開關(guān)控制的控制電壓；b) 向所述光開關(guān)的至少一個輸入端口施加一個光信號；c) 通過所述控制器向所述V0A控制施加具有抖動頻率的第一抖動信號，以產(chǎn)生衰 減調(diào)制；d) 通過所述控制器以抖動頻率向所述開關(guān)控制施加第二抖動信號，以產(chǎn)生與所述 衰減調(diào)制反相的插損；e )使用光通道監(jiān)測器測量V0A輸出端口處的剩余抖動信號；f) 調(diào)整所述第二抖動信號的幅度以減少剩余抖動信號；g) 由所述第二抖動信號的幅度計算一組糾正值；h) 基于糾正值和初始電光特性，施加由所述控制器向所述開關(guān)控制的被糾正的控 制電壓；i) 周期性地重復(fù)步驟e )到步驟h )。
11. 如權(quán)利要求10所述的光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，其中，所述光開關(guān)是多波長開關(guān) MWS 。
12. 如權(quán)利要求10所述的光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，其中，所述控制器還包括用于存 儲校準(zhǔn)值的存儲單元。
13. 如權(quán)利要求10所述的光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，其中，所述控制器還包括用于計 算微鏡控制偏移量的處理單元。
14. 如權(quán)利要求IO所述的光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，其中，所述抖動頻率范圍介于0. 1 毫秒至1秒之間。
15. 如權(quán)利要求10所述的光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，其中，所迷插損調(diào)制的振幅介于 0. 01 dB至1. 0 dB之間。
16. 如權(quán)利要求10所述的光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，其中，所迷衰減調(diào)制的振幅介于 0. 01 dB至1. 0 dB之間。
17. 如;K利要求11所述的光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，其中，所述插損調(diào)制和所述衰減 調(diào)制相加成為剩余波動，所述剩余波動的振幅小于0.1 dB 。
18. 如權(quán)利要求10所述的光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，其中，所述初始電光特性被儲存 在校準(zhǔn)文件中。
19. 如權(quán)利要求10所述的光開關(guān)漂移補(bǔ)償方法，其中，所述一組糾正值被儲存在 偏移文件中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種針對多波長光開關(guān)(MWS)內(nèi)衰減漂移的補(bǔ)償器，所述衰減漂移補(bǔ)償器采用輸入信號振幅抖動和外部可變光衰減(VOA)抖動抵消方法來確定MEMS微鏡的相對位置，因此可以直接確定衰減水平。
文檔編號H04B10/17GK101174904SQ20071016549
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者克拉斯穆爾·施特弗, 飛利浦·達(dá)根 申請人:Jds尤尼弗思公司