專利名稱：控制光學(xué)放大器性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光放大器，更具體地涉及光放大器的自動(dòng)增益，泵運(yùn)功率或電流和輸出功率控制，以及ASE補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br> 為了把由于相互交擾或其它原因(諸如光纖損壞，增加或減少信道)所產(chǎn)生的不利輸出信號(hào)功率起伏和功率瞬變減到最小，常常引入一種不是控制光纖放大器輸出信號(hào)功率就是控制增益的機(jī)制。增益是光信號(hào)輸出功率對(duì)光信號(hào)輸入功率的比率。
現(xiàn)在有兩種已知的控制光纖放大器輸出信號(hào)功率或增益的方法。第一種方法稱作電子反饋/前饋方法，它使用電路來控制由于在光纖放大器中的相互交擾導(dǎo)致的功率瞬變。更具體地說，通過電子元件的模擬調(diào)諧控制放大器增益或功率，例如通過改變電阻或電容值。這個(gè)方法能使諸如通信公司這樣的用戶通過或是控制放大器增益或是控制放大器輸出功率(不是兩個(gè)一同控制)把任意給定的光放大器的功率瞬變最小。在信號(hào)功率小時(shí)，這方法也限制了增益控制的準(zhǔn)確性結(jié)果，這個(gè)方法不補(bǔ)償放大器噪聲，諸如ASE(自發(fā)射放大)。
第二種方法稱作光學(xué)反饋控制方法，它只使用光學(xué)元件來控制光纖放大器的功率瞬變。這個(gè)方法比上面討論的全電子方法的靈活性更小，因?yàn)閷?duì)所需功率或增益控制的任何改變需要改變光學(xué)元件。
為了更完整的理解本發(fā)明，其目的和優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)參考下面的說明書和附圖。在下面的詳細(xì)說明中闡述了本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點(diǎn)。
可以理解本發(fā)明另外的特性和優(yōu)點(diǎn)將在下面的詳細(xì)描述中闡述，那些普通技術(shù)人員從那個(gè)描述中可以部分地清楚這個(gè)發(fā)明或通過實(shí)施這里所描述的發(fā)明，包括下面的詳細(xì)描述，權(quán)利要求，和附圖來達(dá)到認(rèn)識(shí)。
應(yīng)知道前面的一般描述和下面的詳細(xì)描述只是本發(fā)明示范性內(nèi)容，其目的是為理解本發(fā)明所要求的特性和特點(diǎn)提供本發(fā)明的概貌和框架。所包括的附圖能使人們能對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步理解，在這里將其合并而且組成這個(gè)說明書的一部分。附圖示出了本發(fā)明的不同實(shí)施例，并且和描述一起用于解釋本發(fā)明的原則和操作。


圖1B是示出圖1A中放大器控制器的更詳細(xì)方框圖。
圖2A-2D是示出當(dāng)輸入信號(hào)是常量時(shí)的圖1A和1B中放大器閉環(huán)增益控制模式性能的示意圖。
圖3A-3D是示出當(dāng)輸入信號(hào)下降時(shí)的圖1A和1B中放大器閉環(huán)增益控制模式性能的示意圖。
圖4A-4D是示出圖1A和1B中放大器閉環(huán)功率控制模式性能的示意圖。
該放大器10進(jìn)一步包括電子控制器40。電子控制器40通過接收關(guān)于輸入和輸出信號(hào)的光功率程度的信息控制泵源22(例如通過控制激光二極管的驅(qū)動(dòng)電流)。在這個(gè)實(shí)施例中，電子控制器40包括將來自光學(xué)探測(cè)器32和34的信號(hào)分別轉(zhuǎn)換到電信號(hào)的輸入和輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換器42和43，以及諸如放大由光學(xué)探測(cè)器32，34提供的電信號(hào)的互阻抗放大器44，45的電信號(hào)放大器。電子控制器40進(jìn)一步包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)換放大的電信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器46。電子控制器40也包括至少一個(gè)信號(hào)處理單元48，諸如用于將數(shù)字信號(hào)處理為一組新的數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理單元和用于將這一組新的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換到一組新的電信號(hào)的數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換器50。通過這一組新的電信號(hào)確定由泵源22產(chǎn)生的泵運(yùn)功率電平。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該放大器10的信號(hào)處理單元48耦合到能使用戶選擇并且指定放大器控制模式的用戶接口55。用戶通過指定適當(dāng)?shù)目刂颇Ｊ?，命令信?hào)處理單元48控制在DC偏移校準(zhǔn)中的變化，確定所需的放大器增益值；放大器輸出功率值，或光學(xué)噪聲(ASE)補(bǔ)償。DC偏移校準(zhǔn)是對(duì)由電子或光的裝置引入的常在誤差或噪聲信號(hào)(例如暗電流)的補(bǔ)償處理。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例使用了反饋回路來提供光纖放大器10的自動(dòng)增益和輸出功率控制。除反饋回路外，如果需要，可以使用前饋回路來改善功率瞬變。所揭示的控制方法使用下面描述的單值的控制算法器100。這個(gè)實(shí)施例的算法器100是根據(jù)比例加積分(PI)控制律并且在控制器40的數(shù)字信號(hào)處理單元48中實(shí)現(xiàn)。也可以使用其它的控制律。根據(jù)用戶通過用戶接口55指定的所選擇的控制模式和由分接頭28和30提供的關(guān)于光功率程度的數(shù)據(jù)，算法器100控制泵運(yùn)源22的輸出功率，從而控制放大器光功率輸出Pout。更具體地說，控制器40通過其信號(hào)處理單元48和控制算法器100指令一個(gè)或更多的泵運(yùn)驅(qū)動(dòng)單元22A來驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多的泵運(yùn)激光源22來增加或減少由泵運(yùn)激光源22提供的光功率。如上所述，這個(gè)光功率用于激發(fā)相當(dāng)于增益介質(zhì)20的摻稀土放大光纖中的稀土離子(例如鉺)能級(jí)。這樣，泵運(yùn)激光源22在特定波長通過將適應(yīng)程度的光功率注入到光增益介質(zhì)光纖20來控制該放大器。放大器控制模式可以包括放大器增益，輸出功率，溫度，激光二極管過量電流和ASE(自發(fā)發(fā)射放大器)的控制。終端用戶裝有控制模式的菜單從其中選擇。下面是放大器10和算法器100的較詳細(xì)描述。
如上所述，通過提供電流的電信號(hào)的探測(cè)器32，34探測(cè)由分接頭28，30分路來的光信號(hào)。由這些探測(cè)器32，34提供的電信號(hào)幅度相當(dāng)于入射到這些探測(cè)器中的光功率幅度。因此，這些電信號(hào)相當(dāng)于光放大器10的總輸入光信號(hào)功率Pin和總輸出功率Pout。該A/D轉(zhuǎn)換器46把模擬信號(hào)(也就是電的)轉(zhuǎn)換為由普通計(jì)算機(jī)或處理器使用的該信號(hào)的數(shù)字(也就是數(shù)字的)表示。A/D轉(zhuǎn)換器46較佳的是有至少12比特的分辯率來獲得好的動(dòng)態(tài)范圍(也就是大于30dB(1000∶1))。這個(gè)實(shí)施例的數(shù)字信號(hào)處理單元48在高頻率數(shù)率(也就是在1MHz或更高的采樣頻率)取通過A/D轉(zhuǎn)換器46提供給它的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的分離樣本而由數(shù)字信號(hào)處理單元48的算法器100處理這個(gè)數(shù)據(jù)。需要高的采樣速度來保持模擬功率信號(hào)的頻率特性。如果是低的采樣速度，將會(huì)丟失有關(guān)信號(hào)的部分信息。
為了在高頻率速率處理控制算法器100，需要數(shù)字信號(hào)處理單元48有足夠的速度和計(jì)算能力來完成所有的控制計(jì)算和諸如警告處理的附加信號(hào)處理，以及監(jiān)測(cè)有疑問的條件，諸如低信號(hào)功率，低輸出信號(hào)，輸入信號(hào)損耗，高溫度，低溫度或激光二極管過量電流。
更具體地說，輸入信號(hào)功率，輸出信號(hào)功率(并且可選擇地，放大器或它的元件溫度，激光二極管電流，輸出信號(hào)的頻譜特性)和其它需要監(jiān)測(cè)的參數(shù)是周期性測(cè)量的(大約每次5μs或更快，并且較佳為1μs一次或更快)。該信號(hào)處理單元48可以包括存儲(chǔ)器48A，存儲(chǔ)器包含了這些參數(shù)的最小和最大可接收值的表。數(shù)字信號(hào)處理單元的監(jiān)測(cè)軟件48B將相當(dāng)于實(shí)際條件的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)比作列表參數(shù)值，如果數(shù)據(jù)條件看來要越過可接受的范圍，則在信號(hào)處理單元48中揚(yáng)起警告標(biāo)志并且通過使用某數(shù)據(jù)總線發(fā)送警告信號(hào)到中央監(jiān)測(cè)位置60。為了響應(yīng)警告標(biāo)志，該信號(hào)處理單元48可以通過關(guān)掉泵源，減小經(jīng)過激光二極管的電流量或使用一個(gè)或更多的溫度調(diào)節(jié)器65(諸如冷卻器或電阻性加熱器)調(diào)整放大器或它的個(gè)別元件的溫度來使放大器斷路(為了防止它受到可能的損傷)。另外，如果數(shù)字信號(hào)處理單元48探測(cè)到了輸入信號(hào)的損耗，信號(hào)處理單元48可以使該泵運(yùn)源斷路，等待信號(hào)被恢復(fù)并且接著接通泵運(yùn)源來激活放大器。這可以避免在無進(jìn)位輸入信號(hào)信息時(shí)放大噪聲。最后，諸如濾光器，光柵或耦合器這樣的不同放大器元件的溫度也可以由信號(hào)處理單元48和一個(gè)或更多的加熱器/冷卻器驅(qū)動(dòng)器65A來調(diào)整，后者控制由加熱器/冷卻器65提供的溫度來提供增益譜的動(dòng)態(tài)調(diào)諧來補(bǔ)償放大器的老化，已被改變的環(huán)境條件或其它干擾。所使用的加熱器/冷卻器65，隨需要，可以是線圈加熱器，激光泵運(yùn)加熱器/冷卻器，或其它裝置。
這個(gè)實(shí)施例使用固定點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)(整數(shù)運(yùn)算)作為信號(hào)處理單元48，這是因?yàn)樗母咚?，低成本和小尺寸。這類DSP處理器的一個(gè)例子是摩托羅拉5630x系列處理器。它有24比特單精度分辨率并且以高速運(yùn)行(也就是至少100MHz的速度)。最近由摩托羅拉發(fā)布的工作在300MHz的DSP處理器提供了更強(qiáng)的計(jì)算能力，這樣可供更復(fù)雜的控制算法和響應(yīng)更快的放大器之用。但是，其它的信號(hào)處理單元48可能包括，例如，浮動(dòng)點(diǎn)DSP，復(fù)合編程邏輯裝置(CPLD)，場可編程門陳列(FPGA)，微處理器，微控制器或其組合。為了增加控制器40的計(jì)算能力，也可以使用多個(gè)信號(hào)處理單元48。
我們把來自A/D轉(zhuǎn)換器46的數(shù)字輸出表示為Pout(k)和Pin(k)，其中Pout(k)表示成比例的總輸出功率信號(hào)Pout(t)的分立值，而Pin(k)是成比例的總輸入功率Pin(t)的分立值。在這個(gè)實(shí)施例中，輸出和輸入功率是成比例的以便正確地把它們表示在可用數(shù)字范圍之內(nèi)。當(dāng)值Pout(k)和Pin(k)由電子元件側(cè)39的至少12比特分辨率表示，并且當(dāng)它們進(jìn)入數(shù)字處理器側(cè)41時(shí)它們對(duì)較高分辨率(對(duì)上述24位摩托羅拉DSP5630x處理器)是零填塞的(zero padded)(通過在12位數(shù)前或后面加零產(chǎn)生由更多位表示的數(shù)字)。
從這點(diǎn)看，通過使用一些標(biāo)準(zhǔn)的控制律可以計(jì)算數(shù)字控制信號(hào)u(k)。如上所述，在這個(gè)實(shí)施例中，我們以下面形式的比例加積分(PI)控制器u(t)=Kpe(t)+Ki∫0te(τ)dτ------(1)]]>其中u(t)代表了控制激光泵源的電流或功率；Kp是PI控制器的成比例常數(shù)；Ki是PI控制器的積分常數(shù)；e(t)代表了誤差信號(hào)，也就是，分別由設(shè)定點(diǎn)Gsp或Psp給出的放大器增益或輸出功率所需值之間的差。當(dāng)放大器，或是在增益或是在功率模式中工作時(shí)，誤差信號(hào)是 方程(1)應(yīng)被轉(zhuǎn)換到取樣間距為h秒的分立形式，因?yàn)樗怯蓴?shù)字信號(hào)處理器(DSP)48數(shù)字實(shí)現(xiàn)的。由雙線性變換得到的在方程(1)的Z空間中的分立移函數(shù)為U(z-1)=[Kp+Ki1-z-1]E(z-1)------(3)]]>其中U(z-1)是在頻率域的控制函數(shù)的復(fù)數(shù)形式。上述方程(3)可以表示為不同的方程形式u(k)＝u(k-1)+(Kp+Kih)e(k)-Kpe(k-1) (4)其中變量k表示電流取樣常數(shù)，也就是t＝kh，其中h是電流取樣間隔。下面給出的算法描述了在PI控制器下實(shí)現(xiàn)的增益/輸出功率控制。也可以使用更多的其它控制器算法。下面是示例算法器100的描述。
算法器100可以包括下面步驟1.選擇控制模式(增益或功率或恒定的泵運(yùn)功率)2.設(shè)置采樣間距h和控制器參數(shù)Kp和Ki。典型的采樣間隔大約1微秒并且根據(jù)放大器的類型選擇控制器的參數(shù)。
3.如果控制模式是增益，設(shè)置下面的參考值Gsp≠0并且Psp＝0到5。
4.如果控制模式是功率，設(shè)置下面的參考值Gsp＝0并且Psp≠0。
5.在取樣時(shí)間t(i)對(duì)輸入和輸出光功率的模擬值，通過AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到數(shù)字形式。
(ii)將增益設(shè)置點(diǎn)Gsp乘以輸入信號(hào)Pin(k)。
(iii)計(jì)算誤差信號(hào)e(k)e(k)＝Psp-e′(k)，其中e′(k)＝GSPPIN(t)-POUT(t)；和(iv)計(jì)算作為誤差信號(hào)函數(shù)的控制信號(hào)u(k)u(k)＝u(k-1)+(Kp+Kih)e(k)-Kpe(k-1)6.由D/A轉(zhuǎn)換器把控制信號(hào)轉(zhuǎn)換到模擬形式u(k)→u(t)。這個(gè)信號(hào)通過把電流轉(zhuǎn)換到光功率Pp(t)來控制泵運(yùn)激光。
7.一直等到采樣間隔h結(jié)束并且接著設(shè)置t+1→t并且回到步驟5。
注意到得到輸入和輸出功率電路DC偏移的步驟在放大器制造工藝中通常只做一次。控制器性能示例圖2A-D，3A-D，和4A-D示出了控制器40的閉環(huán)性能。(對(duì)于閉環(huán)，我們指控制算法是適當(dāng)?shù)牟⑶姨峁┝朔答伩刂啤?更具體地說，圖2A-2D和3A-3D示出了在增益控制模式中的放大器10的性能，而圖4A-4D示出了在輸出功率控制模式中的放大器10的性能。
圖2A，2B和2C分別示出了輸入信號(hào)Ps，輸出信號(hào)Pout(t)，和泵運(yùn)激光控制信號(hào)Pp(t)的行為。圖2D示出了設(shè)置點(diǎn)增益Gsp的變化和在實(shí)際增益G(t)的最后變化。圖2A-2D示出當(dāng)輸入功率Pin保持恒定時(shí)，在用戶對(duì)Gsp變化指定值時(shí)，由泵運(yùn)激光源22提供光功率Pp(t)發(fā)生變化以便改變放大器10的實(shí)際增益G(t)。圖2C也示出響應(yīng)泵運(yùn)功率Pp(t)的變化放大器10的輸出功率Pout的變化。圖2D表示在這個(gè)實(shí)施例中，增益值G(t)在3.5×10-3秒達(dá)到了指定的增益值。
圖3A-3D類似于圖2A-2D，唯一的不同是當(dāng)設(shè)定點(diǎn)增益Gsp在20dB保持不變時(shí)(見圖3D)，輸入信號(hào)Ps改變以模擬一些輸入信道的下降(見圖3A)。圖3D示出當(dāng)輸入信號(hào)Ps下降時(shí)增益G(t)快速下降，但控制器40在大約0.5×10-3秒將它恢復(fù)到設(shè)定值。圖3C示出由泵運(yùn)激光源22供應(yīng)的光學(xué)泵運(yùn)功率Pp(t)中通過快速增長而得到的?？刂破?0在輸出功率控制模式中。
圖4D示出輸出信號(hào)Psp的設(shè)定點(diǎn)值在t＝2.5ms時(shí)從20mW變化到40mW。在這個(gè)時(shí)間，控制器40增加泵運(yùn)功率Pout(t＝2.5ms)到大約70mw(見圖4C)并且因此在不到0.5ms中把放大輸出功率Pout(t)從20驅(qū)動(dòng)到40mW。所以，由圖4B示出的誤差信號(hào)e(k)下降到零。圖4A示出輸入信號(hào)Ps(t)在t＝4ms時(shí)下降。這相當(dāng)于輸出功率Po的下降并且在誤差信號(hào)中e(k)相應(yīng)的增加。圖4C和4D示出通過增加泵運(yùn)功率Pp快速消除了在輸出功率中的由輸入信號(hào)Ps(t)改變而產(chǎn)生的干擾。
已經(jīng)描述了改進(jìn)的光放大器和用于光放大器的自動(dòng)電子控制的簡單新方法。該改進(jìn)方法使用了數(shù)字處理器和簡單控制算法的功能來得到(1)增益控制模式或(2)輸出功率控制模式。它有為增益或輸出功率設(shè)置參考值和控制算法選擇的靈活性的功能。該改進(jìn)的放大器針對(duì)需要和數(shù)字信號(hào)處理器速度可以使用比傳統(tǒng)的比例加積分控制器更復(fù)雜的控制關(guān)系。這個(gè)控制方法適用于需要對(duì)該裝置遠(yuǎn)程控制的通信系統(tǒng)。
本發(fā)明覆蓋了這個(gè)發(fā)明的修改和變化，它們由附加的權(quán)利要求和它們的等價(jià)技術(shù)方案所限定。
權(quán)利要求
1.一種控制光學(xué)放大器性能的方法，其特征在于，所述方法包括下面步驟(i)取得輸入和輸出功率電路DC偏移值；(ii)在至少兩個(gè)控制模式間指定所需控制模式；(iii)選擇所需設(shè)定點(diǎn)值；(iv)取得所需值并且減去它的相應(yīng)DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的值；(v)通過使用所述調(diào)整的值得到控制誤差信號(hào)；(vi)從任意數(shù)目減去所述控制誤差信號(hào)來產(chǎn)生控制器輸入信號(hào)；(vii)通過控制算法把所述控制器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)控制信號(hào)的數(shù)字表示；(viii)把所述至少一個(gè)控制信號(hào)的數(shù)字表示轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)相應(yīng)的模擬控制信號(hào)；以及(ix)通過驅(qū)動(dòng)器電路把所述至少一個(gè)模擬控制信號(hào)施加到至少一個(gè)放大器元件。
2.如權(quán)利要求1所述的控制光學(xué)放大器性能的方法，其特征在于，其中所述控制信號(hào)是泵運(yùn)控制信號(hào)而其中所述放大器元件是泵運(yùn)源。
3.一種控制光學(xué)放大器增益的方法，其特征在于，所述方法包括下面步驟(i)取得輸入和輸出功率電路DC偏移數(shù)字值；(ii)如果控制模式是增益控制，那么選擇下面的設(shè)定點(diǎn)功率設(shè)定點(diǎn)＝0.0，增益設(shè)定點(diǎn)＝所需增益，(iii)取得代表信號(hào)輸入值的數(shù)字值并且減去輸入功率電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸入功率值；(iv)取得代表信號(hào)輸出值的值并且減去輸出功率電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸出功率值；(v)用增益設(shè)定點(diǎn)乘以取得的調(diào)整輸入功率值并且減去調(diào)整輸出功率值來得到增益控制誤差信號(hào)；(vi)從任意數(shù)目減去所述增益控制誤差信號(hào)來產(chǎn)生控制器輸入信號(hào)；(vii)通過控制算法把所述控制器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的數(shù)字表示；(viii)把所述至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的所述數(shù)字表示轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)相應(yīng)的模擬泵運(yùn)控制信號(hào)；以及(ix)通過泵運(yùn)驅(qū)動(dòng)器電路把至少一個(gè)所述模擬泵運(yùn)控制信號(hào)施加到至少一個(gè)泵源。
4.一種控制光學(xué)放大器增益的方法，其特征在于，所述方法包括下面步驟(i)取得輸入和輸出功率電路DC偏移值；(ii)如果控制模式是增益控制，那么選擇下面的設(shè)定點(diǎn)功率設(shè)定點(diǎn)＝0.0，增益設(shè)定點(diǎn)＝所需增益，(iii)取得代表信號(hào)輸入值的數(shù)字值并且減去輸出功率電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸入功率值；(iv)取得代表信號(hào)輸出值的數(shù)字值并且減去輸出功率電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸出功率值；(v)通過將取得的調(diào)整輸出功率值除以增益設(shè)定點(diǎn)并且用調(diào)整輸入功率值減去它來得到增益控制誤差信號(hào)；(vi)從任意數(shù)目減去所述增益控制誤差信號(hào)來產(chǎn)生控制器輸入信號(hào)；(vii)通過控制算法把所述控制器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)數(shù)字表示；(viii)把所述至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的所述數(shù)字表示轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)相應(yīng)的模擬泵運(yùn)控制信號(hào)；以及(ix)通過泵運(yùn)驅(qū)動(dòng)器電路把至少一個(gè)所述模擬泵運(yùn)控制信號(hào)施加到至少一個(gè)泵源。
5.一種控制光學(xué)放大器增益的方法，其特征在于，所述方法包括下面步驟(i)取得輸入和輸出功率電路DC偏移值；(ii)在至少兩個(gè)控制模式中指定所需控制模式，所述兩個(gè)控制模式為增益控制和輸出功率控制；(iii)如果控制模式是增益控制，那么選擇下面的設(shè)定點(diǎn)功率設(shè)定點(diǎn)＝0.0，增益設(shè)定點(diǎn)＝所需增益；(iv)取得代表信號(hào)輸入值的數(shù)字值并且減去輸入功率電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸入功率值；(v)取得代表信號(hào)輸出值的數(shù)字值并且減去輸出功率電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸出功率值；(vi)通過所述取得的調(diào)整輸入功率值乘以增益設(shè)定點(diǎn)并且減去調(diào)整的輸出功率值，或通過將增益設(shè)定點(diǎn)除以取得的調(diào)整輸出功率值并且用調(diào)整輸入功率值來減去它來得到增益控制誤差信號(hào)；(vii)從任意數(shù)目減去所述增益控制誤差信號(hào)來產(chǎn)生控制器輸入信號(hào)；(viii)通過控制算法轉(zhuǎn)換所述控制器輸入信號(hào)為至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)數(shù)字表示；(ix)轉(zhuǎn)換所述至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的所述數(shù)字表示為至少一個(gè)相應(yīng)的模擬泵運(yùn)控制信號(hào)；以及(x)通過泵運(yùn)驅(qū)動(dòng)器電路施加所述至少一個(gè)模擬泵運(yùn)控制信號(hào)到至少一個(gè)泵源。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括泵運(yùn)電流控制。
7.一種控制放大器輸出功率的方法，其特征在于，所述方法包括下面步驟(i)取得輸出功率電路DC偏移值；(ii)在至少兩個(gè)控制模式中指定所需控制模式，其中兩個(gè)控制模式中的一個(gè)為輸出功率控制；(iii)如果控制模式是輸出功率控制，那么選擇下面的設(shè)定點(diǎn)輸出功率設(shè)定點(diǎn)＝所需功率，增益設(shè)定點(diǎn)＝0.0；(iv)取得代表信號(hào)輸出值的數(shù)字值并且減去輸出功率電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸出功率值；(v)從輸出功率設(shè)定點(diǎn)減去所述調(diào)整的輸出功率來產(chǎn)生控制器輸入信號(hào)；(vi)通過控制算法把所述控制器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的數(shù)字表示；(vii)轉(zhuǎn)換所述至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的所述數(shù)字表示；以及(viii)通過泵運(yùn)驅(qū)動(dòng)器電路把所述至少一個(gè)模擬泵運(yùn)控制信號(hào)施加到至少一個(gè)泵源。
8.一種控制泵運(yùn)電流光功率的方法，其特征在于，包括下面步驟(i)取得饋入到泵源的電流值和電路DC偏移值；(ii)在至少兩個(gè)控制模式中指定所需控制模式，其中所述兩個(gè)控制模式中的一個(gè)為泵運(yùn)電流控制；(iii)如果控制模式是泵運(yùn)電流控制，那么選擇下面的設(shè)定點(diǎn)泵運(yùn)電流設(shè)定點(diǎn)＝所需泵運(yùn)電流，泵運(yùn)功率設(shè)定點(diǎn)＝0.0；(iv)取得代表泵運(yùn)電流值的數(shù)字值并且減去電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的泵運(yùn)電流值；(v)從泵運(yùn)電流設(shè)定點(diǎn)減去所述調(diào)整的泵運(yùn)電流值來產(chǎn)生控制器輸入信號(hào)；(vii)通過控制算法把所述控制器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的數(shù)字表示；(viii)把所述至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的所述數(shù)字表示轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)相應(yīng)的模擬泵運(yùn)控制信號(hào)；以及(ix)通過驅(qū)動(dòng)器電路把所述至少一個(gè)模擬泵運(yùn)控制信號(hào)施加到至少一個(gè)泵源。
9.一種控制泵運(yùn)光功率的方法，其特征在于，包括下面步驟(i)取得光泵運(yùn)功率和電路DC偏移值；(ii)在至少兩個(gè)控制模式中指定所需控制模式，其中所述兩個(gè)控制模式中的一個(gè)為光泵運(yùn)功率控制；(iii)如果控制模式是光泵運(yùn)功率控制，那么選擇下面的設(shè)定點(diǎn)泵運(yùn)電流設(shè)定點(diǎn)＝0.0，光泵運(yùn)功率設(shè)定點(diǎn)＝所需值；(iv)取得代表光泵運(yùn)功率值的數(shù)字值并且減去電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的光泵運(yùn)功率值；(v)從光泵運(yùn)功率設(shè)定點(diǎn)減去所述調(diào)整的光泵運(yùn)功率值來產(chǎn)生控制器輸入信號(hào)；(vi)通過控制算法把所述控制器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的數(shù)字表示；(vii)把所述至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的所述數(shù)字表示轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)相應(yīng)的模擬泵運(yùn)控制信號(hào)；以及(viii)通過驅(qū)動(dòng)器電路把所述至少一個(gè)模擬泵運(yùn)控制信號(hào)施加到至少一個(gè)泵源。
10.一種當(dāng)控制光放大器增益時(shí)在增益控制模式中對(duì)ASE補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，所述方法包括下面步驟(i)取得輸入和輸出功率電路DC偏移值；(ii)選擇下面的設(shè)定點(diǎn)功率設(shè)定點(diǎn)＝0.0，增益設(shè)定點(diǎn)＝所需增益，(iii)取得代表信號(hào)輸入值的數(shù)字值并且減去輸入功率電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸入功率值；(iv)取得代表信號(hào)輸出值的數(shù)字值并且減去輸出功率電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸出功率值；(v)或是使用查閱表或是使用公式取得所述調(diào)整的輸入功率值的ASE成分并且從所述調(diào)整的輸入功率值減去ASE成分來產(chǎn)生ASE調(diào)整的輸出功率值；(vi)或是將取得所述的ASE調(diào)整的輸入功率值乘以增益設(shè)定點(diǎn)并且從ASE調(diào)整的輸出功率值減去這個(gè)值，或是除ASE調(diào)整輸入功率來得到增益控制誤差信號(hào)；(vii)從任意數(shù)目減去所述增益控制誤差信號(hào)來產(chǎn)生控制器輸入信號(hào)；(viii)通過控制算法把所述控制器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的數(shù)字表示；(ix)把所述至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的數(shù)字表示轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)相應(yīng)的模擬泵運(yùn)控制信號(hào)；以及(x)通過所述驅(qū)動(dòng)器電路把至少一個(gè)模擬泵運(yùn)控制信號(hào)施加到至少一個(gè)泵源。
11.一種在放大器輸出功率控制模式中對(duì)ASE補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，所述方法包括下面步驟(i)取得輸出功率電路DC偏移值；(ii)指定所需控制模式是功率輸出控制；(iii)如果控制模式是輸出功率控制，那么選擇下面的設(shè)定點(diǎn)輸出功率設(shè)定點(diǎn)＝所需功率，增益設(shè)定點(diǎn)＝0.0。(iv)取得代表信號(hào)輸出值的數(shù)字值并且減去輸出電路DC偏移來產(chǎn)生調(diào)整的輸出功率值；(v)使用查閱表或公式從輸出功率值中取得ASE調(diào)整的輸出功率；(vi)從輸出功率設(shè)定點(diǎn)減去所述ASE調(diào)整的輸出功率來產(chǎn)生控制器輸入信號(hào)；(vii)通過控制算法把所述控制器輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)泵運(yùn)控制信號(hào)的數(shù)字表示；(viii)把所述至少一個(gè)泵運(yùn)信號(hào)控制的數(shù)字表示轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)相應(yīng)的模擬泵運(yùn)控制信號(hào)；以及(ix)通過泵運(yùn)驅(qū)動(dòng)器電路把至少一個(gè)模擬泵運(yùn)控制信號(hào)施加到至少一個(gè)泵源。
全文摘要
揭示了一種用于對(duì)光放大器(10)的增益控制模式中ASE補(bǔ)償?shù)男滦碗娐?圖1A)。電路(圖1A)包括增益介質(zhì)(20)，泵運(yùn)源(22)，和輸入部分(24)，輸出部分(26)，兩個(gè)光分接頭(28和30)，第一探測(cè)器(32)，和第二探測(cè)器(34)。圖1B還揭示了從兩個(gè)光探測(cè)器的輸出中取得控制信號(hào)的新方法。
文檔編號(hào)H04B10/155GK1436385SQ01811067
公開日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2001年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月13日
發(fā)明者K·S·格里什, M·勒利克 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司