专利名称：光模块工作参数调整方法及调整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术领域，具体地说，是涉及光模块工作参数调整方法及调整
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背景技术：
光模块是用于光通讯领域设备中的一种标准模块，一般作为光路由器等设备的一种标准配件来使用。近年来，随着用户对带宽的要求越来越高、光纤到户的普及等，光模块市场突飞猛进。光模块的核心器件之一是激光器，本质是一个激光二极管(LD—Laser diode)。LD是一个电流器件，只有在它通过的正向电流超过其阈值电流Ith (Threshold current)时发出激光。因此，为了使LD高速开关工作，必须对它加上略大于其阈值电流Ith的直流偏置电流Bias。LD的阈值电流Ith和斜效率S (Slope efficiency)这两个主要参数是温度的函数，且具有离散性。由光模块的工作性质所决定，当环境温度升高时，其阈值电流Ith增大，斜效率S降低。此外，光模块有两个比较重要的工作参数是与LD相关的，一个是消光比，另一个是平均光功率。为保证光模块正常工作，要求平均光功率和消光比保持不变。因此，当光模块工作在高温环境时，现有技术将根据环境温度与偏置电流的关系直接补偿给激光器一个所需的偏置电流，使得激光器在较大的偏置电流下工作；同时，根据偏置电流的变化等比例地改变激光器的调制电流，进而实现对光模块偏置电流和调制电流这两个驱动电流工作参数的调整。上述调整方法存在下述两个方面的缺点其一，偏置电流及调制电流的不断增大会使得激光器工作在发光的非线性区域，光模块的发射光眼图质量会变差，且极容易导致激光器内部温度急剧升高，激光器达到饱和状态，造成其平均光功率和消光比等技术参数迅速变差，影响激光器的正常工作，甚至会损坏激光器；其二，等比例地改变偏置电流和调制电流理论上能够保持平均光功率和消光比不变，但在实际应用中并不能保持一致，从而降低了光模块的工作性能。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种光模块工作参数调整方法，该方法根据不同条件对工作参数进行不同的调整，可以解决因激光器饱和而导致其性能下降、甚至损坏的问题。为实现上述发明目的，本发明提供的调整方法采用下述技术方案予以实现
一种光模块工作参数调整方法，所述方法包括下述步骤
a、检测并获取环境温度值，根据环境温度值查表获得需要补偿的基准偏置电流值和基准调制电流值；
b、将环境温度值与设定温度门限值进行比较，在环境温度值大于设定温度门限值时，将基准偏置电流值与不大于I的第一比例因子相乘获得的值作为实际偏置电流补偿值、将、基准调制电流值与不大于I的第二比例因子相乘获得的值作为实际调制电流补偿值，在环境温度值不大于设定温度门限值时，将基准偏置电流值作为实际偏置电流补偿值、将基准调制电流值作为实际调制电流补偿值；
C、根据实际偏置电流补偿值和实际调制电流补偿值对激光器的偏置电流和调制电流进行补偿，以调整激光器的偏置电流参数和调制电流参数。如上所述的调整方法，为确保激光器平均光功率和消光比的一致性，所述第一比例因子大于所述第二比例因子。如上所述的调整方法，所述第一比例因子与所述第二比例因子之差为O. 02-0. 04。优选的，所述第一比例因子与所述第二比例因子之差为O. 03。如上所述的调整方法，为进一步保护激光器、使其工作在正常状态下，在所述步骤c之后还包括下述步骤
d、实时检测并获取激光器的偏置电流值，将获取的偏置电流值与设定偏置电流上限值及设定偏置电流下限值进行比较，在所述环境温度值大于设定温度门限值、且偏置电流值大于设定偏置电流上限值时，控制所述第一比例因子和所述第二比例因子递减，在所述环境温度值大于设定温度门限值且偏置电流值小于设定偏置电流下限值时，控制所述第一比例因子和所述第二比例因子递增，并用递增或递减后的相应比例因子获取实际偏置电流补偿值和实际调制电流补偿值。如上所述的调整方法，所述设定温度门限值优选为60°，所述设定偏置电流上限值优选为7. 5mA，所述设定偏置电流下限值优选为7. 2mA。本发明的目的之二是提供一种光模块工作参数调整装置，利用该装置可以有效解决因激光器饱和而导致其性能下降甚至损坏的问题，提高了光模块参数调整的准确性和可靠性。为实现上述发明目的，本发明提供的调整装置采用下述技术方案来实现
一种光模块工作参数调整装置，所述装置包括
温度检测与获取单元，用于检测并获取环境温度值；
基准电流获取单元，用于根据环境温度值查表，获得需要补偿的基准偏置电流值和基准调制电流值；
温度比较单元，用于比较环境温度值与设定温度门限值，并输出比较结果；
比例因子生成单元，用于产生偏置电流用第一比例因子及调制电流用第二比例因子，第一比例因子与第二比例因子均不大于I;
实际电流计算单元，用于根据基准电流获取单元、温度比较单元及比例因子生成单元的结果计算实际偏置电流补偿值及实际调制电流补偿值；
电流补偿及控制单元，用于根据实际电流计算单元输出的实际电流值对激光器进行偏置电流补偿及调制电流补偿，并对调制装置各单元进行统一控制。如上所述的调制装置，为进一步保证激光器在正常工作状态下工作，所述装置还包括
偏置电流检测与获取单元，用于检测并获取激光器工作时的偏置电流值；
偏置电流比较单元，用于将偏置电流检测与获取单元获取的偏置电流值与设定偏置电流下限值与设定偏置电流上限值进行比较，并输出比较结果；以及比例因子调整单元，用于根据偏置电流比较单元的输出结果对所述比例因子生成单元所生成的第一比例因子和第二比例因子进行调整。如上所述的调制装置，为确保激光器平均光功率和消光比的一致性，所述第一比例因子大于所述第二比例因子。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是本发明根据环境温度的不同采用不同的调整方法调整光模块的工作参数，保证激光器在高温环境下仍能够正常工作，有效避免了激光器由于温度过高、驱动电流过大 造成的性能下降及使用寿命降低的问题，既保证了光模块的质量，又降低了光模块的功耗，且增大了光模块的工作温区，提高了其性能。结合附图阅读本发明的具体实施方式
后，本发明的其他特点和优点将变得更加清
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图I是本发明光模块工作参数调整装置一个实施例的结构示意 图2是本发明光模块工作参数调整方法一个实施例的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步详细的说明。首先，简要说明本发明的设计思想由于光模块工作温度升高时，其激光器发出相同功率的光所需要的驱动电流越大，容易导致光模块发射指标恶化的问题。基于此，本发明从驱动电流角度出发，在光模块高温工作时，采用一定措施降低其偏置电流和调制电流，以保证光模块正常工作。请参考图1，该图I示出了本发明光模块工作参数调整装置一个实施例的结构示意图。如图I所示，该实施例的调整装置所包含的单元部分、各部分的连接关系及功能如下
温度检测与获取单元101，用于检测并获取环境温度值，可以采用温度传感器来实现。偏置电流检测与获取单元102，用来检测并获取激光器工作时的偏置电流值，可以采用专用电流获取芯片或搭建电流采集电路来实现。基准电流获取单元106，与温度检测与获取单元101及偏置电流检测与获取单元102相连接，读取温度检测与获取单元101输出的环境温度值及偏置电流检测与获取单元102输出的偏置电流值，并根据这两个值获得需要对激光器进行补偿的基准偏置电流值和基准调制电流值。现有技术中，对于每一类型的光模块，均配置有一个温度值与驱动电流相对应的表，因此，可以通过查表的方式获得某一环境温度下所需要补偿的偏置电流值和调制电流值，然后，将所查得值作为基准值备用。温度比较单元103，和温度检测与获取单元101相连接，用于读取温度检测与获取单元101所获取的环境温度值，并将该值与设定温度门限值进行比较，然后输出比较结果。偏置电流比较单元104,和偏置电流检测与获取单元102相连接,用于读取偏置电流检测与获取单元102所获取的偏置电流值，并将该值与设定偏置电流上限值及下限值进行比较，然后输出比较结果。
比例因子生成单元105，用来产生调整偏置电流补偿值的第一比例因子和调整调制电流补偿值的第二比例因子，其中，这两个比例因子均不大于I。比例因子调整单元108，与偏置电流比较单元104和比例因子生成单元105相连接，用于根据偏置电流比较单元104的输出结果对比例因子生成单元105所生成的第一比例因子和第二比例因子进行调整，并输出调整结果。更具体的调整方法和过程可以参考图2方法实施例及下述对图2的描述。实际电流计算单元107，与基准电流获取单元106、温度比较单元103及比例因子调整单元108相连接，根据这三个单元所输出的结果计算实现偏置电流补偿值及实际调制电流补偿值并输出。更具体的计算方法及过程可以参考图2方法实施例及下述对图2的描述。电流补偿及控制单元109，一方面与实际电流计算单元107相连接，读取其所输出的实际电流补偿值对激光器进行偏置电流补偿和调制电流补偿，完成对激光器偏置电流参数和调制电流参数的调整，另一方面又作为调整装置的控制核心，与装置中的上述各单元 分别连接，以对各单元进行统一控制，协调各单元部分工作，最终实现光模块工作参数的调
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iF. O该实施例的调整装置更具体的工作过程可以参考图2方法实施例及下述对图2的描述。上述实施例作为一个优选实施例，设置了偏置电流检测与获取单元102、偏置电流比较单元104及比例因子调整单元108，从而能够根据偏置电流与设定门限值的不同动态对比例因子生成单元105所生成的两个比例因子进行调节，以实现光模块工作参数的动态调整。但并不局限于这个优选结构，如果对光模块性能及调整要求不是很高的应用场合，也可以不设置这几个单元，而直接采用比例因子生成单元105生成的固定比例因子对光模块工作参数进行调节，从而简化装置结构和调整过程。具体采用哪种结构的调整装置，可以根据实际应用环境及用户需求合理选择。请参考图2，该图2所示为本发明光模块工作参数调整方法一个实施例的流程图，该方法基于图I实施例的调整装置，可以应用在图I的调整装置中。如图2所示，该实施例对光模块工作参数、即激光器的偏置电流和调制电流这两个驱动电流参数调整的过程如下
步骤201 :流程开始。步骤202 :检测并获取环境温度值和偏置电流值。其中，环境温度值是光模块所处工作环境的温度，偏置电流值是光模块未进行调整的当前状态下的激光器偏置电流值。可以通过设置在光模块上的温度传感器检测环境温度值，通过设置在光模块内部的电流采样电路采集或通过监控单元直接获取偏置电流值。步骤203 :获取需要补偿的基准偏置电流值和基准调制电流值。具体来说，现有技术中，对于每一类型的光模块，均配置有一个温度值与驱动电流相对应的表，因此，可以通过查表的方式获得某一环境温度下所需要补偿的偏置电流值和调制电流值，然后，将所查得值作为基准值备用。步骤204 :判断环境温度值是否大于设定温度门限值。若是，转至步骤206 ;若否，执行步骤205。
该实施例中，设定温度门限值与光模块的性能指标及使用需求有关，优选的，将门限值设定为60°C。步骤205 :如果环境温度值不大于设定温度门限值，表明光模块不需要进行保护性的补偿调整，可以直接对其参数进行规定的调整。因此，以查表获得的基准偏置电流值和基准调制电流值作为实际的偏置电流补偿值和实际的调制电流补偿值即可。然后，执行步骤 212。步骤206，如果环境温度值大于设定温度门限值，为防止光模块发射性能指标劣化，将采用保护性参数补偿调整过程，首先生成两个不大于I的比例因子，即第一比例因子和第二比例因子，分别作为对偏置电流和调制电流进行控制的比例因子。在该实施例中，作为优选方式，第一比例因子大于第二比例因子，且两者之差为
O.02-0. 04，优选为O. 03，也即对偏置电流的调整比例大于对调整电流的调整比例，这样能够确保光模块发射指标的稳定性和一致性。 步骤207 :判断偏置电流值是否大于设定电流上限值。若是，执行步骤208 ;若否，转至步骤211。为进一步保护激光器、使其工作在正常状态下，作为优选实施方式，该实施例的保护性判断条件不仅包括温度的判断，还包括偏置电流的判断，具体来说，在环境温度大于设定温度门限值之后，再判断偏置电流值与设定电流上限值及下限值的关系，并根据判断结果控制比例因子。步骤208 :在偏置电流值大于设定电流上限值时，控制第一比例因子和第二比例因子递减。递减程度可以根据控制需要及计算速度合理选择。例如，比例因子可以采用k/128的表示形式，其中，k为不大于128的二进制，则可以采用k每次减I的方式进行递减。递减过程直至偏置电流值下降到设定电流下限值或者第一比例因子变为O时结束。步骤209 :判断偏置电流值是否小于设定电流下限值。若是，执行步骤209 ;若否，转至步骤211。在利用小于I的比例因子调整偏置电流补偿值及调制电流补偿值作为实际补偿值补偿给激光器后，激光器的平均光功率会在允许的范围内下降。在比例因子递减过程中，可能会因为比例因子递减幅度过大而使得实际偏置电流补偿值过小，进而导致激光器的偏置电流值降低到设定电流下限值。如果偏置电流值过小，会使得激光器的发射指标降到允许的范围一下，影响光模块的发射指标。为避免这种过度下降，该实施例随时判断偏置电流值与设定电流下限值的大小，并根据判断结果采用不同的处理方法。而且，在该实施例中，考虑到常用光模块的激光器性能指标及实际应用需求，设定偏置电流上限值优选为7. 5mA，而设定偏置电流下限值优选为7. 2mA。步骤210 :在偏置电流值小于设定电流下限值时，控制第一比例因子和第二比例因子递增，以增加补偿电流值。同样的，递增程度可以根据控制需要及计算速度合理选择。例如，比例因子可以采用k/128的表示形式，其中，k为不大于128的二进制，则可以采用k每次加I的方式进行递增。递增过程直至偏置电流值上升到设定电流上限值或者第一比例因子变为I时结束。步骤211 :利用第一、第二比例因子获取实际偏置电流补偿值和实际调值电流补偿值。然后，执行步骤212。具体来说，是将步骤203获得的基准偏置电流值与第一比例因子相乘获得的值作为实际偏置电流补偿值，而将步骤203获得的基准调制电流值与第二比例因子相乘获得的值作为实际调制电流补偿值。
步骤212:根据实际补偿值调整偏置电流参数和调制电流参数，也即用实际偏置电流补偿值和实际调制电流补偿值对激光器的偏置电流和调制电流进行补偿，从而实现对光模块的工作参数的调整。在光模块工作参数调制过程中，将随时检测环境温度，一旦环境温度值不大于设定温度门限值，则执行步骤205和步骤212的非保护性调整，而若环境温度值大于设定温度门限值，则执行步骤206至步骤212的保护性调整。·该实施例根据环境温度的不同采用不同的调整过程调整光模块的工作参数，能够保证激光器在高温环境下仍能够正常工作，有效避免了激光器由于温度过高、驱动电流过大造成的性能下降及使用寿命降低的问题，既保证了光模块的质量，又降低了光模块的功耗，且增大了光模块的工作温区，提高了其性能。此外，还需要说明的是，如果对光模块性能及调整要求不是很高的应用场合，也可以不对偏置电流进行判断，而在环境温度大于设定温度门限值时，直接采用固定的第一比例因子和第二比例因子对光模块的偏置电流补偿值和调制电流补偿值进行调整，进而调整相应的工作参数，这样可以简化调整方法和调整速度。具体采用哪种方法，可以根据实际应用环境及用户需求合理选择。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种光模块工作参数调整方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤 a、检测并获取环境温度值，根据环境温度值查表获得需要补偿的基准偏置电流值和基准调制电流值； b、将环境温度值与设定温度门限值进行比较，在环境温度值大于设定温度门限值时，将基准偏置电流值与不大于I的第一比例因子相乘获得的值作为实际偏置电流补偿值、将基准调制电流值与不大于I的第二比例因子相乘获得的值作为实际调制电流补偿值，在环境温度值不大于设定温度门限值时，将基准偏置电流值作为实际偏置电流补偿值、将基准调制电流值作为实际调制电流补偿值； C、根据实际偏置电流补偿值和实际调制电流补偿值对激光器的偏置电流和调制电流进行补偿，以调整激光器的偏置电流参数和调制电流参数。
2.根据权利要求I所述的调整方法，其特征在于，所述第一比例因子大于所述第二比例因子。
3.根据权利要求2所述的调整方法，其特征在于，所述第一比例因子与所述第二比例因子之差为O. 02-0. 04。
4.根据权利要求3所述的调整方法，其特征在于，所述第一比例因子与所述第二比例因子之差为O. 03。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的调整方法，其特征在于，在所述步骤c之后还包括下述步骤 d、实时检测并获取激光器的偏置电流值，将获取的偏置电流值与设定偏置电流上限值及设定偏置电流下限值进行比较，在所述环境温度值大于设定温度门限值、且偏置电流值大于设定偏置电流上限值时，控制所述第一比例因子和所述第二比例因子递减，在所述环境温度值大于设定温度门限值且偏置电流值小于设定偏置电流下限值时，控制所述第一比例因子和所述第二比例因子递增，并用递增或递减后的相应比例因子获取实际偏置电流补偿值和实际调制电流补偿值。
6.根据权利要求5所述的调整方法，其特征在于，所述设定温度门限值为60°。
7.根据权利要求5所述的调整方法，其特征在于，所述设定偏置电流上限值为7.5mA,所述设定偏置电流下限值为7. 2mA。
8.一种光模块工作参数调整装置，其特征在于，所述装置包括 温度检测与获取单元，用于检测并获取环境温度值； 基准电流获取单元，用于根据环境温度值查表，获得需要补偿的基准偏置电流值和基准调制电流值； 温度比较单元，用于比较环境温度值与设定温度门限值，并输出比较结果； 比例因子生成单元，用于产生偏置电流用第一比例因子及调制电流用第二比例因子，第一比例因子与第二比例因子均不大于I ; 实际电流计算单元，用于根据基准电流获取单元、温度比较单元及比例因子生成单元的结果计算实际偏置电流补偿值及实际调制电流补偿值； 电流补偿及控制单元，用于根据实际电流计算单元输出的实际电流值对激光器进行偏置电流补偿及调制电流补偿，并对调制装置各单元进行统一控制。
9.根据权利要求8所述的调制装置，其特征在于，所述装置还包括偏置电流检测与获取单元，用于检测并获取激光器工作时的偏置电流值； 偏置电流比较单元，用于将偏置电流检测与获取单元获取的偏置电流值与设定偏置电流下限值与设定偏置电流上限值进行比较，并输出比较结果；以及 比例因子调整单元，用于根据偏置电流比较单元的输出结果对所述比例因子生成单元所生成的第一比例因子和第二比例因子进行调整。
10.根据权利要求8或9所述的调制装置，其特征在于，所述第一比例因子大于所述第二比例因子。
全文摘要
本发明公开了一种光模块工作参数调整方法及调整装置，所述方法包括下述步骤检测并获取环境温度值，获得需要补偿的基准偏置电流值和基准调制电流值；在环境温度值大于设定温度门限值时，采用不大于1的比例因子获得实际偏置电流补偿值和调制电流补偿值，在环境温度值不大于设定温度门限值时，直接将基准偏置电流值及基准调制电流值分别作为实际偏置电流补偿值和实际调制电流补偿值；根据实际偏置电流补偿值和实际调制电流补偿值对激光器的偏置电流和调制电流进行补偿。通过根据不同条件对工作参数进行不同的调整，可以解决因激光器饱和而导致其性能下降、甚至损坏的问题。
文档编号H01S3/10GK102761052SQ20121026738
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者林青合, 程磊, 鲍晓东 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司