专利名称：一种波长检测器件的温度控制方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种波长检测器件的温度控制方法和装置。 随着光通信技术的发展，波分复用系统中相邻通道的波长间隔由50GHz向25GHz 变化，因而对波长的稳定性要求越来越高。光模块的波长锁定绝大部分是通过采用Etalon PD (Etalon Photonic Detector,以太龙波长检测器件)检测作为负反馈，对波长进行实时 控制。这是由Etalon的材料特性决定的，不同波长的光经过Etalon后透射的比例即波锁 因子(lock ratio)不同，并且呈规律性变化。通过检测波锁因子的变化可以判断波长是否 变化。 Etalon的工作曲线随温度变化会发生漂移的，如图1所示。粗线条和细线条分别 表示Etalon工作在不同的温度T1和T2时，波长和波锁因子(lock ratio)对应的关系。因 此波长受波锁因子和温度的共同影响。具体地通过如下公式确定频率和波锁因子、温度之 间的关系 入=f ((PD1/PD2) ， T) ; (1) 其中PD1/PD2表示波锁因子，T为Etalon器件内部的管芯温度，A为波长。其 中，f为波锁因子和Etalon器件内部的管芯温度的函数。 若Etalond的管芯温度T发生变化，则波长和波锁因子的关系也变化，从而不能通 过波锁因子来判断波长是否变化。因此在波长锁定的过程中，要求保证Etalon的温度稳 定。 现有技术Etalon的温度控制装置的示意图如图2所示。在现有技术中，使用热感 应器21检测Etalon器件A的温度Teta，根据Teta产生的温度控制信号与Etalon器件的目 标温度控制信号通过比较器22比较后输出相应的制冷电流，经过TEC(Thermal Electronic Cooler,热电制冷器)23后控制Etalon器件的温度保持不变，因TEC和Etalon器件位置接 近，从而实现通过负反馈控制TEC电流来稳定Etalon器件A的温度。 在实际工作中，环境温度会与Etalon器件产生热交换，影响Etalon器件的管芯温 度，当环境温度变化时，影响程度也随之变化，由于热感应器体积较小，而Etalon器件体积 及占用空间相对较大，不同地方受环境温度影响不同，因此，现有方案将热感应器检测到的 Etalon温度当作Etalon的真实温度是不准确的。由于现有技术方案没有考虑环境温度对 Etalon器件管芯温度的影响，试验结果表明，当环境温度从-5t:变化到75。C时，会导致波 长漂移1 1. 5GHz。
发明内容
本发明的实施例提供一种波长检测器件的温度控制方法，能够解决波长检测器件 的温度控制不准确导致的波长漂移的问题。
本发明的实施例采用如下技术方案
背景技术：
—种波长检测器件的温度控制方法，包括
获取波长检测器件的器件温度和环境温度；
设定所述波长检测器件的管芯温度的目标值； 根据所述器件温度、环境温度和目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器件的 管芯温度为所述目标值。 本发明的实施例波长检测器件的温度控制方法通过获取波长检测器件的器件温 度和环境温度，并设定所述波长检测器件的管芯温度的目标值，根据所述器件温度、环境温 度和目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值，从而能够准 确控制波长检测器件的温度，避免波长测量时产生的波长漂移。 本发明的实施例还提供一种波长检测器件的温度控制装置，能够解决波长检测器
件的温度控制不准确导致的波长漂移的问题。 本发明的实施例采用如下技术方案 —种波长检测器件的温度控制装置，包括 第一热感应器，用于获取波长检测器件的器件温度； 第二热感应器，用于获取所述波长检测器件的环境温度； 温度控制单元，用于根据所述器件温度、环境温度以及预先设定的所述波长检测 器件的管芯温度的目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标 值； 其中，所述热感应单元的输出端与所述温度控制单元的输入端相连接；所述温度 控制单元与波长检测器件相邻。 本发明的实施例波长检测器件的温度控制装置通过第一热感应器和第二热感应 器分别测量波长检测器件的器件温度和环境温度，温度控制单元根据所述器件温度、环境 温度以及预先设定的所述波长检测器件的管芯温度的目标值，产生制冷电流控制所述波长 检测器件的管芯温度为所述目标值，从而能够准确控制波长检测器件的温度，避免波长测 量时产生的波长漂移。
图1为Etalon的工作曲线随温度变化发生漂移的示意图； 图2为现有技术Etalon的温度控制装置的示意图； 图3为本发明的实施例波长检测器件的温度控制方法流程图； 图4为本发明的实施例一 Etalon的温度控制方法流程图； 图5为本发明的实施例二 Etalon的温度控制方法流程图； 图6为本发明的实施例波长检测器件的温度控制装置的示意图； 图7为本发明的实施例三Etalon的温度控制装置的示意图； 图8为本发明的另一实施例Etalon的温度控制装置的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明实施例波长检测器件的温度控制方法和装置进行详细描 述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。 本发明实施例波长检测器件的温度控制方法流程图，如图3所示，本发明的实施
例波长检测器件的温度控制方法，包括 S301、获取波长检测器件的器件温度和环境温度； S302、设定所述波长检测器件的管芯温度的目标值； S303、根据所述器件温度、环境温度和目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器 件的管芯温度为所述目标值。 本发明的实施例波长检测器件的温度控制方法通过获取波长检测器件的器件温
度和环境温度，并设定所述波长检测器件的管芯温度的目标值，根据所述器件温度、环境温
度和目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值，从而能够准
确控制波长检测器件的温度，避免波长测量时产生的波长漂移。 下面以Etalon的温度控制方法为例，对本发明实施例进行说明。 实施例一 如图4所示为本发明的实施例一Etalon的温度控制方法流程图，本发明实施例 Etalon的温度控制方法包括 S401、设定Etalon的管芯温度的目标值T'; S402、在Etalon的两侧分别获取Etalon的器件温度Teta和环境温度Tcase。
具体地，可以在Etalon的两侧对称的位置分别获取Etalon的器件温度Teta和 环境温度Tcase，利用这种方式获取的温度数据能够计算得到较为准确的Etalon的管芯温 度。 本发明并不局限于此，在本发明的其它实施例中，也可以在Etalon的周围其它区 域获取环境温度。 S403、根据测得的器件温度和环境温度，计算Etalon的管芯温度T。 根据以下方法计算Etalon的管芯温度T。设Etalon的管芯温度T与器件温度
Teta、环境温度Tease的函数为f，如下 T = f (Teta， Tease) (2)
在波锁因子附近，设定Teta和Tease对T的影响为线性，则可得
T = CXTeta+DXTcase+E (3)
其中，C、D、E均为常数。常数C、D、E的确定方法如下 当波长在ITU标准通道时，改变Etalon的器件温度Tease 4次，这4次中保证待 测波长和波锁因子不变，通过调节TEC保证Etalon的管芯温度T不变，分别记录4组Teta 和Tease的值，将4组Teta、 Tease的值代入公式(3)，组成四元(四个未知数分别为系数 C、D、E和管芯温度T) 一次方程组，通过解该方程组即可确定常数C、D、E的值。
可以通过计算器来实现对Etalon的管芯温度T的计算。 S404、根据计算得到的管芯温度T和步骤S401中设定的Etalon的管芯温度的目 标值T'，产生制冷电流。 具体地，将计算得到的管芯温度T和步骤S401中设定的目标值进行比较，根据所述二者的差值输出制冷电流。这个步骤可以通过比较器来实现。即，将所述计算得到的管 芯温度T和目标值T'产生的控制信号输入到比较器，产生制冷电流控制所述波长检测器 件的管芯温度为所述目标值。 上述S403和S404步骤还可以通过一个控制芯片完成。因而，本实施例提供的方 法既可以通过软件完成，也可以通过硬件完成。 S405、将所述制冷电流输入到热电制冷器TEC， TEC根据制冷电流控制Etalon的管 芯温度保持为目标值T'。 TEC能根据输入的制冷电流判断需要对Etalon进行加热还是制冷，并且根据制冷 电流的大小，控制加热或制冷的幅度，从而使得Etalon的管芯温度保持在目标值上不变。
本实施例通过获取环境温度和器件温度计算得到Etalon的管芯温度T，再将计算 得到的管芯温度T与设定的Etalon的管芯温度的目标值进行比较，根据二者的差值得到制 冷电流的增量，输入制冷电流到TEC控制Etalon的温度保持在目标值。本实施例可以克服 环境温度变化带来的影响，解决因外界环境的温度变化引起Etalon器件检测的波长不准
确的问题。 实施例二 如图5所示为本发明的实施例二 Etalon的温度控制方法流程图，本发明实施例 Etalon的温度控制方法包括 S501、分别获取Etalon的器件温度Tetal和环境温度Tcase。
S502、设定Etalon的管芯温度的目标值T'; S503、计算保持Etalon的管芯温度为目标值T'时所需的器件温度Teta2。
根据上述公式(3)可得 Teta2=(T' -DXTcase-E)/C (4) 为了保证检测到的波长稳定，S卩，要保证Etalon的管芯温度T'恒定不变，则需调 整器件温度Teta2。因此，在波长锁定的过程中，需要根据环境温度Tcase的变化，应利用公 式(4)实时控制TEC，以实现Etalon器件的真实管芯温度T'的稳定，从而达到波长稳定的 目的。 该步骤可以通过计算器完成，根据所述环境温度Tcase和目标值，通过计算器计
算保持所述波长检测器件的管芯温度在所述目标值T'时所需的器件温度。 S504、根据测得的器件温度Tetal和计算得到的器件温度Teta2，产生制冷电流。 该步骤可以通过比较器完成，将所述测得的器件温度Tetal以及保持管芯温度在
所述目标值时所需的器件温度Teta2产生的控制信号输入到比较器，产生制冷电流控制所
述波长检测器件的管芯温度为所述目标值。 上述步骤S502可以通过温度设置模块完成，S503和S504也可以通过控制芯片实 现。 S505、根据所述控制电流控制Etalon的管芯温度为目标值T'。 本实施例中，通过制冷电流控制Etalon的管芯温度为目标值T'的方法参照实施例一。 上述实施例一和实施例二并不局限于所述步骤，可以根据实际情况调整各步骤的 顺序。例如，实施例一中可以先在Etalon的两侧分别获取Etalon的器件温度Teta和环境温度Tcase，然后再设定Etalon的管芯温度的目标值T'。实施例二也可以先设定Etalon
的管芯温度的目标值T'，然后再分别获取Etalon的器件温度Tetal和环境温度Tease。 如图6所示为本发明的实施例波长检测器件的温度控制装置的示意图，本发明的
实施例波长检测器件A的温度控制装置，包括 第一热感应器601，用于获取波长检测器件的器件温度； 第二热感应器602，用于获取所述波长检测器件的环境温度； 温度控制单元603，用于根据所述器件温度、环境温度以及预先设定的波长检测器 件A的管芯温度的目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器件A的管芯温度为所述目标 值； 其中，所述热感应单元的输出端与所述温度控制单元的输入端相连接；所述温度 控制单元与波长检测器件A相邻。 本发明的实施例波长检测器件的温度控制装置通过第一热感应器和第二热感应 器分别测量波长检测器件的器件温度和环境温度，温度控制单元根据所述器件温度、环境 温度以及预先设定的所述波长检测器件的管芯温度的目标值，产生制冷电流控制所述波长 检测器件的管芯温度为所述目标值，从而能够准确控制波长检测器件的温度，避免波长测 量时产生的波长漂移。 以下以Etalon的温度控制装置为例，对本发明的实施例进行说明。
实施例三 如图7所示为本发明的实施例三Etalon的温度控制装置的示意图。本发明的实 施例Etalon器件A的温度控制装置包括第一热感应器71、第二感应器72、制冷电流产生 模块73、热电制冷器74。其中，热电制冷器为TEC。 其中，第一热感应器71，用于测量Etalon的器件温度Teta。第二热感应器72，用 于测量所述Etalon器件A的环境温度Tcase。通常，第二热感应器72与第一热感应器71 分列于Etalon器件的两侧，分别用于测量器件温度和环境温度。 第二热感应器也可以有一个以上，用于在Etalon的热电制冷器TEC74的周围各处 测量Etalon的环境温度，并获取环境温度的平均值。 制冷电流产生模块73，用于根据所述器件温度，环境温度和预先设定的所述 Etalon的管芯温度的目标值产生制冷电流。具体地，制冷电流产生模块73包括
温度设置模块731，用于设置Etalon的管芯温度的目标值T'。
运算器732 ，用于获取器件温度Teta和环境温度Tcase ，并根据所述器件温度和环 境温度计算所述波长检测器件的管芯温度T。如上面的实施例一所述，可以通过公式(3)计 算得到Etalon的管芯温度T。 比较器733，用于根据计算得到的管芯温度T和温度设置模块731设置的目标值 T'，输出制冷电流。 TEC74，用于在所述制冷电流的控制下保持Etalon的管芯温度为目标值T' 。TEC 能够根据输入的制冷电流来判断是需要对Etalon进行加热还是制冷，并且根据制冷电流 的大小，控制加热或制冷的幅度，从而保持Etalon的管芯温度在目标值T'上不变。
本实施例通过第一热感应器获取Etalon的器件温度，通过第二热感应器获取 Etalon的环境温度，从而能够通过预算器计算得到准确的Etalon管芯温度，并由TEC来控制Etalon的管芯温度为目标值，从而能够稳定Etalon的管芯温度，避免了 Etalon在波长 测量时由于温度变化产生的波长漂移。 本发明并不局限于此，如图8所示，上述的制冷电流产生模块73可以包括温度设 置模块731和控制芯片734。控制芯片用于通过计算保持Etalon的管芯温度为目标值T' 时所需的器件温度Teta2，并通过比较Tetal和Teta2的关系输出制冷电流。本发明的实施 例考虑了环境温度对管芯温度的影响，因而在计算保持Etalon的管芯温度为目标值T时所 需的器件温度Teta2时是以环境温度为基础的，并根据计算得到的器件温度Teta2和热感 应器获取的器件温度Tetal，输出制冷电流，再由TEC根据制冷电流来保持Etalon的管芯温 度为目标值T'。 控制芯片还可以按如下方式产生制冷电流根据器件温度Teta和环境温度 Tcase、公式(3)计算得到管芯温度T，将管芯温度T与目标值T'进行比较，根据二者的关 系输出控制电流。 本发明的实施例不但可以通过硬件实现，也可以通过软件实现。 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以
通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质
中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁
碟、光盘、只读存储记忆体(Read-0nly Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access
Memory,廳)等。 以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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权利要求
一种波长检测器件的温度控制方法，其特征在于，包括获取波长检测器件的器件温度和环境温度；设定所述波长检测器件的管芯温度的目标值；根据所述器件温度、环境温度和目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值。
2. 根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述获取波长检测器件的器件 温度和环境温度包括在波长检测器件的两侧分别获取所述波长检测器件的器件温度和环境温度。
3. 根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，根据所述器件温度、环境温度和 目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值，包括根据所述器件温度和环境温度，通过计算器计算所述波长检测器件的管芯温度； 将所述计算得到的管芯温度和目标值产生的控制信号输入到比较器，并产生制冷电流 控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值。
4. 根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，根据所述器件温度、环境温度和 目标值，产生制冷电流所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值，包括根据所述环境温度和目标值，通过计算器计算保持所述波长检测器件的管芯温度在所 述目标值时所需的器件温度；将所述测得的器件温度以及保持管芯温度在所述目标值时所需的器件温度产生的控 制信号输入到比较器，并产生制冷电流控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值。
5. 根据权利要求3或4所述的温度控制方法，其特征在于，所述产生制冷电流控制所述 波长检测器件的管芯温度为所述目标值包括产生制冷电流，所述制冷电流控制热电制冷器保持所述波长检测器件的管芯温度为所 述目标值。
6. —种波长检测器件的温度控制装置，其特征在于，包括 第一热感应器，用于获取波长检测器件的器件温度； 第二热感应器，用于获取所述波长检测器件的环境温度；温度控制单元，用于根据所述器件温度、环境温度以及预先设定的所述波长检测器件 的管芯温度的目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值； 其中，所述热感应单元的输出端与所述温度控制单元的输入端相连接。
7. 根据权利要求6所述的温度控制装置，其特征在于，所述第一热感应器与所述第二 热感应器分列于所述波长检测器件的两侧。
8. 根据权利要求6所述的温度控制装置，其特征在于，所述温度控制单元包括 制冷电流产生模块，用于根据所述器件温度，环境温度和预先设定的所述波长检测器件的管芯温度的目标值产生制冷电流；热电制冷器，用于在所述制冷电流的控制下保持所述波长检测器件的管芯温度为所述 目标值。
9. 根据权利要求8所述的温度控制装置，其特征在于，所述制冷电流产生模块包括 温度设置模块，用于设定所述波长检测器件的管芯温度的目标值；运算器，用于根据所述器件温度和环境温度计算所述波长检测器件的管芯温度；比较器，用于根据计算得到的管芯温度和所述温度设置模块设置的目标值，输出制冷 电流。
10. 根据权利要求8所述的温度控制装置，其特征在于，所述制冷电流产生模块包括 温度设置模块，用于设定所述波长检测器件的管芯温度的目标值；控制芯片，用于根据所述器件温度和环境温度计算所述波长检测器件的管芯温度，根 据计算得到的管芯温度与所述目标值输出制冷电流；或用于根据所述环境温度和目标值，计算所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值时 的器件温度，并根据计算得到的器件温度和测得的器件温度输出制冷电流。
11. 根据权利要求6至IO任一项所述的温度控制装置，其特征在于，所述波长检测器件 为以太龙波长检测器件。
全文摘要
本发明公开了一种波长检测器件的温度控制方法和装置，涉及光通信领域，能够解决波长检测器件的温度控制不准确导致波长漂移的问题。温度控制方法包括获取波长检测器件的器件温度和环境温度；设定所述波长检测器件的管芯温度的目标值；根据所述器件温度、环境温度和目标值，产生制冷电流控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值。波长检测器件的温度控制装置包括第一热感应器和第二热感应器，分别用于获取波长检测器件的器件温度和环境温度；温度控制单元，用于根据所述器件温度、环境温度以及预先设定的所述波长检测器件的管芯温度的目标值产生制冷电流控制所述波长检测器件的管芯温度为所述目标值。本发明适用于控制波长检测器件的温度。
文档编号G01J9/00GK101751048SQ200810186639
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月11日 优先权日2008年12月11日
发明者全家强, 王刘记, 谢良 申请人:华为技术有限公司