本發(fā)明涉及光接收器的通道設定方法，尤其涉及一種在TO(transistoroutline-晶體管外殼)型接收波長可變光接收器中設定利用標準具(Etalon)濾波器形態(tài)的波長可變?yōu)V波器(TUNABLEFILTER)的、設定接收的波長通道的方法。
背景技術：
：進來，包括智能手機等視頻服務，出現(xiàn)了通信容量非常大的通信服務。因此，有必要大幅增加以往的通信容量，作為這種通信容量增加方法而采用的一種是，利用以往鋪設的光纖維的DWDM(DenseWavelengthDivisionMultiplexing-密集型光波復用)通信方式。所述DWDM意指利用了如下的現(xiàn)象，以一個光纖維同時傳送多個波長的光的方式：因波長互不相同的激光不會相互干涉，即使通過一個光纖維同時傳送多種波長的光信號，信號之間也無干涉的現(xiàn)象。目前，世界上正在合議的是NG-PON2(NextGeneration-PassiveOpticalNetworkversion2；下一代無源光接入網(wǎng)第二階段)標準，在這種NG-PON2標準中，作為電話局向加入者的下行光信號，設定了具有10Gbps級信號速度的4通道的波長。這種4通道的波長間隔為100GHz波長間隔。根據(jù)NG-PON2的國際標準，以100GHz間隔設定的下行波長如下表1。[表1]通道中心頻率(THz)波長1187.81596.342187.71597.193187.61598.044187.51598.895187.41599.756187.31600.607187.21601.468187.11602.31這種設定波長中，在向至少4個相鄰的通道同時被引入的光信號中，光接收器需選擇接收自身應接收的光信號，不應接收其他三個光信號。為了這種光接收器的波長選擇性光接收，開發(fā)了光接收器中能夠動態(tài)決定接收波長的波長可變光接收器。作為在這種波長可變光接收器中所使用的波長可變?yōu)V波器，使用如下的波長可變?yōu)V波器：在折射率根據(jù)溫度產(chǎn)生變化的Silicon(硅)或GaAs、InP等半導體基板的兩面，蒸鍍折射率高低的電介質(zhì)薄膜的Fabry-Perot(FP-法布里-珀羅)型標準具濾波器形態(tài)的波長可變?yōu)V波器。圖1呈現(xiàn)美國專利US6985281號所采用的波長可變?yōu)V波器，所述美國專利的波長可變?yōu)V波器在以往使用的玻璃材質(zhì)的基板上交替蒸鍍非晶質(zhì)硅與SiO2等，從而僅使特定的波長透過。圖2呈現(xiàn)FP型標準具濾波器的透過特性曲線。FP型標準具濾波器被定義為，以頻率基準具有固定周期(FSR：Freespectralrange-自由光譜區(qū))的具有多個透過峰值的波長選擇性濾波器。在此，F(xiàn)SR(freespectralrange)表示FP型標準具濾波器中相鄰的通道之間的波長間隔或頻率間隔，是FP型標準具濾波器的重要變數(shù)。這種FSR根據(jù)構(gòu)成FP型標準具濾波器的共振器物質(zhì)的折射率與共振器的長度，由如下[數(shù)學式1]決定。[數(shù)學式1]FSR＝c/(2×n×d×cosθ)在此c表示光速，n表示標準具濾波器共振器物質(zhì)的折射率，d表示標準具濾波器共振器的長度，θ表示進行標準具濾波器的光的入射角度。所述[數(shù)學式1]中，當標準具濾波器被布置成垂直于進行方向時，θ可視為"0"，因此cos＝1。制作標準具濾波器時的重要變數(shù)，即針對標準具濾波器共振器的長度的FSR的變化率可表現(xiàn)為如下[數(shù)學式2]。[數(shù)學式2]δ(FSR)＝c/(2×n×d2)×δd)因此，根據(jù)共振器長度的略微變化的FSR的相對性變化率可用[數(shù)學式3]表示。[數(shù)學式3]δ(FSR)/FSR＝δd/d如所述[數(shù)學式3]，F(xiàn)SR的相對性變化率僅與共振器長度的變化率成正比，可通過將厚度精確調(diào)整為1％的比率而容易地將標準具濾波器的FSR調(diào)整為1％以內(nèi)。例如，Silicon標準具濾波器的情況為，具有400GHz間隔的標準具濾波器的共振器長度為約117um，若以該共振器長度的1.0％(即1.17um厚度)的精確度調(diào)整標準具濾波器的厚度，則FSR具有400GHz+/4GHz的精確度。圖3呈現(xiàn)在4通道100GHz的DWDM(densewavelengthdivisionmultiplexing；密集型光波復用)的NG-PON2結(jié)構(gòu)中，波長的設定及波長可變性濾波器選擇一個波長的光信號的過程。圖3-a呈現(xiàn)以100GHz間隔布置的a、b、c、d的4通道的光波長信號。圖3-a中虛線在實際光通信中不會使用，但是與使用于光通信的通道具有100GHz的間隔的波長。即，在圖3-a中，虛線不是表示實際光信號的線，以圖3-a的實線表示的a、b、c、d才表示具有實際通信信號的波長。如圖3-a所示，若4個波長同時被引入至波長可變光接收元件，則如圖3-b所示，假設波長可變?yōu)V波器是至少具有400GHz間隔的FP型標準具濾波器。以下本發(fā)明的說明中，將以FSR為400GHz的情況為例進行說明，但實質(zhì)上FP型標準具濾波器的FSR在350GHz以上時，使用上不存在問題。如圖3-b所示，假設使用FSR為400GHz的FP型標準具濾波器，進而在4通道的波長信號中選擇a通道。這時，可在FP型標準具濾波器的鄰接透過濾波器帶域與d通道具有至少100GHz的波長間隔，因此在a、b、c、d四個通道中只選擇性地接收a通道，不接收b、c、d通道的光信號是可行的。本說明中以具有400GHz的波長間隔的FP型標準具濾波器為例進行了說明，但若使用FSR為380GHz的FP型標準具濾波器，則FP型標準具濾波器接收a，b、c、d中的任意一個通道時，F(xiàn)P型標準具濾波器的鄰接透過帶域與a，b、c、d通道具有至少80GHz左右的波長間隔。通常，F(xiàn)P型標準具濾波器能夠非常容易地將-20dB光分離(isolation)線寬實現(xiàn)為80GHz左右，由此使用具有380GHz或400GHz左右的FSR的FP型標準具濾波器，就能充分有效地接收100GHz、4通道中的任意一個通道。并且，當FSR為400Ghz以上時，不會發(fā)生FP型標準具濾波器的多個透過峰值(peak)同時選擇兩個通道的現(xiàn)象。因此，F(xiàn)P型標準具濾波器的FSR只需380GHz以上，就可適用到波長可變光接收器，從FSR方面，放寬了FP標準具濾波器的厚度精確度。圖3-c呈現(xiàn)改變圖3-b的、具有透過波長帶域的FP型標準具濾波器的透過波長帶域而選擇"b"通道的情況。尤其，基于Silicon、InP、GaAs等半導體基板的FP型標準具濾波器的折射率根據(jù)溫度的上升而上升，導致透過波長帶域長波長被移動的結(jié)果?？筛鶕?jù)Bragg'slaw(布拉格定律)而說明這種過程。[數(shù)學式4]m×λ＝2×n×d×cosθ在此，λ表示透過FP型標準具濾波器的光的波長，m表示非零的自然數(shù)，n表示標準具濾波器共振器物質(zhì)的折射率，d表示標準具濾波器共振器的長度，θ表示進行標準具濾波器的光的入射角度。即，根據(jù)[數(shù)學式4]，若FP型標準具濾波器的溫度改變，則標準具濾波器的共振器的折射率隨之改變，據(jù)此透過波長帶域也會改變。通常，Si、GaAs、InP等半導體物質(zhì)的波長大致以12GHz/℃左右的方式增加，據(jù)此，大致以8℃左右的間隔，向鄰接通道移動透過波長。即，若假設透過"a"通道的FP型標準具濾波器的溫度為32℃，"b"通道在40℃，"c"通道在48℃，"d"通道在56℃透過FP型標準具濾波器。目前，作為調(diào)整FP型標準具濾波器的溫度的方法，具有根據(jù)加熱器(heater)的方法及利用熱電致冷器(thermoelectriccooler-熱電致冷器)的兩種方法，但是兩種方法都無法在寬泛的溫度范圍內(nèi)調(diào)整溫度。即，若使用加熱器，在高于外部環(huán)境溫度的溫度范圍內(nèi)，可運用標準具濾波器。例如，外部環(huán)境溫度若上升到80℃，則至少在90℃以上的溫度下運用標準具濾波器，才能具備溫度調(diào)整能力。但是，考慮到構(gòu)成標準具濾波器的物質(zhì)及組件部件的熱穩(wěn)定性，應盡量在低的溫度下驅(qū)動，作為一例，可設定90～130℃的40℃區(qū)間。但這種情況下，因獲得"a"、"b"、"c"、"d"全部通道的最小溫度范圍為24℃，因此用于選擇通道"a"的溫度區(qū)間應在90～106℃以內(nèi)，才能在90～130℃的區(qū)間選擇4個通道全部。使用熱電致冷器(TEC)時也相同，若采用的熱電致冷器的溫度過低于外部環(huán)境溫度時，會產(chǎn)生增大消耗電力的問題，因此優(yōu)選地，在40～80℃左右運用熱電致冷器的溫度。若使用如所述的熱電致冷器而調(diào)整FP型標準具濾波器的透過波長帶域，則選擇"a"通道的標準具濾波器的溫度區(qū)間需在40～56℃之內(nèi)，才可利用這種標準具濾波器在40～80℃的區(qū)間內(nèi)可選擇所有通道而使波長透過。再以熱電致冷器為例進行說明，當FP型標準具濾波器在48℃具有"a"通道的波長及+/-0.8nm之內(nèi)的透過波長帶域時，才能在熱電致冷器的40～80℃溫度區(qū)間可選擇全部4通道而使波長透過。并且，根據(jù)所述[數(shù)學式4]，[數(shù)學式5]表示為如下，δλ/λ＝δd/d為了精確地將波長調(diào)整為+/-0.8nm，需精確調(diào)整厚度為58nm。[數(shù)學式6]δd＝d×δλ/λ＝116um×0.8nm/1596nm＝0.058um＝58nm所述[數(shù)學式6]的計算中，考慮了具有400GHz的FSR的標準具濾波器及1596nm帶域的光通信，將允許的波長精確度限制為+/-0.8nm。58um的厚度為實質(zhì)上無法調(diào)整的區(qū)域，因此相比非常容易地調(diào)整標準具濾波器的間隔的情況，無法調(diào)整標準具濾波器的透過峰值的位置。因此，這種情況下，隨機制作標準具濾波器，然后選擇如下的標準具濾波器為波長可變?yōu)V波器：在標準具濾波器的設定溫度中，采用+/-0.8nm以內(nèi)具有透過峰值的標準具濾波器。但這種情況下，若隨機制作，則具有多個透過峰值的FP型標準具濾波器中僅有1/4才能具有期望的波長帶域，從而導致增大標準具濾波器的損失。為了減少標準具濾波器的損失，若增大加熱器的運用溫度范圍或熱電致冷器的運用溫度范圍，據(jù)此會增加消耗電力且組件構(gòu)成品的熱穩(wěn)定性上發(fā)生問題。[現(xiàn)有技術文獻][專利文獻](專利文獻1)美國專利US6，985，281號(2006.01.10)技術實現(xiàn)要素：(要解決的技術問題)本發(fā)明為了解決這種以往波長可變光接收器的通道設定的問題而提出，本發(fā)明的目的在于，提供一種如下的波長可變光接收器的通道設定方法：在波長可變光接收器中，能夠在40℃的運用溫度范圍內(nèi)使用所有波長可變?yōu)V波器。(解決問題的手段)針對用于達成所述目的的根據(jù)本發(fā)明的光接收器而言，在預先設定的溫度+/-4℃的溫度范圍內(nèi)接收n通道，增加波長可變?yōu)V波器的溫度而依次設定n+1、n+2、n+3的通道。這時，n是1、2、3、4中的一個數(shù)字，并且5號通道具有1號通道的波長特性，6號通道具有2號通道的波長，7號通道具有3號通道的特性。即，根據(jù)本發(fā)明的光接收器的通道選擇方法包括如下步驟：設定基準通道溫度區(qū)間，并在設定的溫度區(qū)間內(nèi)察看(scan)波長可變?yōu)V波器的溫度，在預先設定的波長間隔的通信信號通道中確認該溫度區(qū)間內(nèi)采用的波長；向存儲器輸入預先設定的溫度區(qū)間內(nèi)設定的基準通道被調(diào)諧而接收的波長可變?yōu)V波器的溫度；及改變所述波長可變?yōu)V波器的溫度，從而設定對應基準通道+1、基準通道+2、基準通道+3通道的波長可變?yōu)V波器的溫度并保存到存儲器；匹配(matching)基準通道及基準通道+1、基準通道+2、基準通道+3的通道與實際通信通道號碼，并保存到存儲器。并且，根據(jù)本發(fā)明的波長可變光接收器的通道設定方法是利用FP型標準具濾波器的透過模式中相鄰的兩個透過模式而在預先設定的溫度范圍內(nèi)選擇性地接收所有通信波長的通道的方法，隨著所述波長可變?yōu)V波器的溫度的增加，所采用的通道具有cyclic(循環(huán)性)特性。(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明的光接收器，用于選擇所有通道的溫度在32℃區(qū)間內(nèi)實現(xiàn)，使得僅在預先設定的狹窄溫度區(qū)域內(nèi)使用加熱器或熱電致冷器的溫度，能夠減少加熱器或熱電致冷器的消耗電力，還能使用全部波長可變?yōu)V波器。附圖說明圖1是透過的波長根據(jù)以往加熱器(heater)產(chǎn)生變化的波長可變?yōu)V波器的一例，圖2是FP型標準具濾波器的透過特性曲線一例，圖3是呈現(xiàn)在4通道100GHz的DWDM時，NG-PON2結(jié)構(gòu)下波長的設定及波長可變性濾波器選擇一個波長的光信號的過程的一例，圖4是呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明而不使用濾波器的周期(cyclic)特性時選擇波長的過程的一例，圖5是呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的利用FP型標準具濾波器的cyclic特性而縮小用于通道選擇的溫度變化區(qū)間的過程的一例，圖6呈現(xiàn)利用根據(jù)本發(fā)明的FP型標準具濾波器的cyclic特性而縮小用于通道選擇的溫度變化區(qū)間的過程的又一例。具體實施方式下面，參照附圖而詳細說明本發(fā)明的未限定的優(yōu)選實施例。圖4呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明而不使用濾波器的cyclic特性時選擇波長的過程。圖4-a呈現(xiàn)具有100GHz間隔的4個通信波長通道。圖4-b呈現(xiàn)任意制作的FP型的標準具濾波器的透過峰值帶域。本發(fā)明的說明中，以FP型的標準具濾波器的FSR為400GHz的情況為例。并且，以提高溫度來設定通道的情況為例進行說明。這種情況下，選擇具有小于通道a的波長的標準具濾波器的透過峰值(peak)，作為用于波長選擇的透過峰值。即，如圖4-b，具有多個透過波長峰值的FP型標準具濾波器的透過波長模式中，m+1次的模式已具有長于第1通道的波長，因此根據(jù)上升溫度的方法，無法選擇通信通道"a"。因此，若用提高溫度的方法調(diào)諧通道，則需使用標準具濾波器的透過模式中的m次透過模式。假設在特定溫度To中，F(xiàn)P型標準具濾波器的透過模式中m次模式的透過波長為"aa"。該波長不是通道"a"波長，因此，為了將FP型的標準具濾波器調(diào)整為通道"a"，需要加上T1的溫度。這時，T1具有相當于FSR的溫度。即，F(xiàn)SR為400GHz，標準具濾波器透過峰值的溫度依存度為12.5GHz/℃時，T1可以是0～32℃之間的任意的值。這是因為，若T1超過32℃，則根據(jù)標準具濾波器的cyclic(循環(huán)性)特性而變得與0(zero)相同。即，如圖4所示，為了與特定溫度To下標準具濾波器所具有的的透過峰值波長無關地使用標準具濾波器并獲得波長可變的特性，需將波長可變?yōu)V波器的溫度變成如圖4-c的To～To+T1+24℃。T1具有0～32℃的值，因此加熱器或熱電致冷器需產(chǎn)生24～56℃的溫度變化。對于56℃的溫度變化，若使用加熱器或熱電致冷器調(diào)整，則會導致消耗電力過高的問題。圖5呈現(xiàn)利用根據(jù)本發(fā)明的FP型標準具濾波器的cyclic特性而縮小用于通道選擇的溫度變化區(qū)間的過程。假設圖5中4個通信波長通道具有100GHz的間隔，F(xiàn)P型的標準具濾波器具有400GHz的FSR。并且，假設特定溫度To下FP型的標準具濾波器的透過波長在"c"通道與"d"通道之間。這時，使FP型的標準具濾波器的溫度改變T1左右，從而可如圖5-b所示，將FP型的標準具濾波器的透過波長調(diào)諧到通道"d"。這時，T1可具有0～8℃的值。在To+T1的溫度下，若FP型的標準具濾波器的透過峰值選擇通道"d"，則標準具濾波器的其他透過峰值存在于"aa"位置，"aa"位置存在于離"a"通道100GHz的位置。因此，若利用在To+T1溫度下"aa"位置的標準具濾波器的透過峰值，可在To+T1+8℃下選擇"a"通道，可在To+T1+16℃下選擇"b"通道，可在To+T1+24℃下選擇"c"通道。因此，若使用這種方法，則T1具有0～8℃的值，據(jù)此僅通過24～32℃的標準具濾波器的溫度調(diào)整，就可選擇性地選擇全部4個波長。圖6呈現(xiàn)利用根據(jù)本發(fā)明的FP型標準具濾波器的cyclic特性而縮小用于通道選擇的溫度變化區(qū)間的過程的又一例。圖6中，假設4個通信波長通道具有100GHz的間隔，F(xiàn)P型的標準具濾波器具有400GHz的FSR。并且，特定溫度To下FP型的標準具濾波器的透過波長存在于"a"通道與"b"通道之間。這時，使FP型的標準具濾波器的溫度改變T1左右，如圖6-b所示，可將FP型的標準具濾波器的透過波長調(diào)諧到通道"b"。這時，T1可具有0～8℃的值。To+T1的溫度下，若FP型的標準具濾波器的透過峰值選擇通道"b"，則To+T1+8℃下可選擇"c"通道，To+T1+16℃下可選擇"d"通道。To+T1+16℃下標準具濾波器的其他透過峰值存在于"aaa"位置，并且"aaa"位置為離"a"通道100GHz的位置。因此，To+T1+16℃溫度下利用"aaa"位置的標準具濾波器的透過峰值，可在To+T1+24℃下設定"a"通道。因此，若使用這種方法，則T1具有0～8℃的值，僅通過24～32℃的標準具濾波器的溫度調(diào)整，就可選擇性地選擇全部4個波長。即，在圖5及圖6中，不管標準具濾波器的透過波長存在于通信波長帶域的何處，僅需24～32℃的溫度調(diào)整，就可選擇性地選擇所有波長通道。因此，若使用這種方法，可與FP型標準具濾波器的特定溫度下的透過波長無關地，使用所有標準具濾波器，從而通過最大32℃的溫度調(diào)整就可選擇性地選擇4個波長的通道，能夠減少標準具濾波器的收率及用于標準具濾波器的溫度調(diào)整的能源，改善組件的熱穩(wěn)定性。為了實質(zhì)性使用這種方法，優(yōu)選使用如下的過程。首先，工廠制作光收發(fā)器的過程中，可通過如下步驟選擇性地選擇標準具濾波器的透過波長，從而通過已選擇的通道而接收信號。所述步驟如下：設定在預先設定的溫度區(qū)間下選擇的光通信基準通道n，這時n可具有1～4的數(shù)字；增加波長可變型FP型標準具濾波器的溫度，設定與n+1、n+2、n+3的通道對應的溫度；預先將與通道1、通道2、通道3、通道4對應的各個溫度保存到光收發(fā)器內(nèi)部的存儲器；要設定特定通道時，利用已保存到存儲器的通道別溫度，設定FP型波長可變?yōu)V波器的溫度。下面舉一例而說明這種方法。首先，作為選擇設定基準通道的溫度區(qū)間的步驟，優(yōu)選地，該溫度區(qū)間至少能夠收容大于通信波長的波長間隔的波長。例如，100GHz波長間隔的DWDM中，波長可變?yōu)V波器的透過波長的溫度依存度為12.5GHz/℃時，優(yōu)選設定8℃以上的溫度區(qū)間。即，可通過如下步驟完成：在40℃下，將48℃設定為基準通道溫度區(qū)間，該溫度范圍內(nèi)察看(scan)波長可變標準具濾波器的溫度，從而在預先設定的100GHz波長間隔的信號通道中確認該溫度區(qū)間采用的波長；將預先設定的溫度區(qū)間內(nèi)設定的基準通道被調(diào)諧而接收的波長可變?yōu)V波器的溫度輸入存儲器；改變波長可變?yōu)V波器的溫度，從而設定與基準通道+1、基準通道+2、基準通道+3通道對應的波長可變?yōu)V波器的溫度，并保存到存儲器；將基準通道及基準通道+1、基準通道+2、基準通道+3的通道匹配(matching)到實際通信通道號碼的信息輸入存儲器。即，波長可變?yōu)V波器在各通道之間的溫度差距為8℃時，基準通道為2通道，基準通道被調(diào)諧的溫度為41℃時，設定通信通道3通道為49℃，通信通道4為57℃，通信通道1為65℃。作為又一例，基準通道為4通道，基準通道被調(diào)諧的溫度為47℃時，設定通信通道1通道為55℃，通信通道2為63℃，通信通道2為71℃。以這種過程，在特定溫度下使用任意具有透過波長的標準具濾波器，也可在40～72℃的32℃的溫度區(qū)間設定全通道，從而減少電力消耗，提高波長可變?yōu)V波器的利用度，同時獲得組件的熱穩(wěn)定性。這種本發(fā)明的特性是利用FP型標準具濾波器的透過模式中相鄰的兩個透過模式，并且作為在預先設定的溫度范圍內(nèi)選擇性地接收所有通信波長的通道的方法，隨著增加波長可變?yōu)V波器的溫度，所采用的通道具有cyclic(循環(huán)性)特性。本發(fā)明并不限定于上述實施例，在本發(fā)明所屬
技術領域：
具有一般知識的人，能夠在本發(fā)明的技術思想及以下專利權利要求范圍的均等范圍內(nèi)，可進行多種修改及變形。當前第1頁1 2 3