一种参数配置方法及电吸收调制激光器EML激光器与流程

本发明涉及激光器领域，特别涉及一种参数配置方法。本发明同时还涉及一种电吸收调制激光器eml激光器。

背景技术：

eml(electlro-absorptionmodulatedlaser，电吸收调制激光器)激光器的vea(voltageelectro-absorption，反向偏置电压)是影响激光器的啁啾和色散(通道代价)的关键参数。同时，vea值对激光器的输出光功率(aop)、消光比(er)、输出光眼图富裕量(mm,maskmargin)、以及激光器偏置电流(ibias)等有直接影响，而消光比、色散(dp)、输出光眼图富裕量、偏置电流则是针对eml激光器评价tosa质量的必要指标。

举例来说，如果vea值过小，那么就会导致激光器的aop变小和眼图变差(maskmargin变小)；如果vea值过大，虽然激光器眼图会变好，但会导致通道代价指标变差，因此，vea取值是否合理直接影响了eml激光器性能的优劣。

目前，在基于eml激光器的长距离光模块产品的生产调试中，vea值的选取主要采用以下两种方式，其各自的缺点如下：

1)固定vea电压调试方法

该方法采用光发射组件(tosa)供应商提供的数值或者采用实际生产过程的经验值作为vea电压，固定vea电压调试方法在调试过程中不在改变，如果光功率(aop)，眼图模板裕量(maskmargin)，偏置电流(ibias)，通道代价(dp)等性能不达标。就只能改变vea值重新调试，然后测试，如果测试不达标，又要重新改变vea值然后重新调试测试，如此往返，面对大规模生产，非常浪费人力物力，并且需要操作员有很强的专业知识。

2)步进式vea电压调试方法(最小色散法)。

步进式vea电压调试方法将vea电压从最小值逐渐增大，直到偏置电流、光功率、消光比、光眼图交叉点和光眼图模板裕量等光眼图核心参数均满足设定的要求范围，此时的vea值即为使eml激光器取得长距离传输时最小色散的vea值。该方法解决了固定vea电压调试方法重复测试的缺点，但vea电压每次步进，均要对光眼图核心重新配置，增加了调测时间，同时导致偏置电流、输出光功率、消光比、光眼图交叉点和光眼图富裕量光眼图核心参数整体性能较差。

由此可见，如何在保证激光器的光眼图等性能的前提下提高工作参数配置效率，进而使激光器的性能达到优良条件，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种参数配置方法，用以解决现有技术中激光器参数配置过程长且需要不断进行测试的问题。该方法包括：

所述激光器根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置；

其中，所述最佳vea根据所述激光器的vea与输出光功率aop的函数关系式的一阶导数极大值点确定。

相应的，本发明还提出了一种电吸收调制激光器eml激光器，包括：

配置模块，根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置；

其中，所述最佳vea根据所述激光器的vea与输出光功率aop的函数关系式的一阶导数极大值点确定。

由此可见，与现有技术相比，电吸收调制激光器eml激光器根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置，其中最佳vea是根据激光器的vea与输出光功率aop的函数关系式的一阶导数极大值点确定的。通过运用本发明提出的技术方案，能够保证激光器工作运行时的各项达到优良条件，提高了激光器的生产良率，以及减少了繁多的测试工作给技术人员带来的负担。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提出的一种参数配置方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提出的反向偏置电压veavs输出光功率aop散点图及其对应的n次多项式曲线示意图；

图3为本申请实施例提出的veavsaop(n-1)次多项式的一阶导数曲线示意图；

图4为本申请实施例提出的eml激光器电吸收反向偏压调优算法流程示意图；

图5为本申请实施例提出的一种电吸收调制激光器eml激光器的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，现有技术中的固定vea电压调试方法存在灵活性差和生产量率波动大的缺陷，而步进式vea电压调试方法存在生产效率低和光眼图性能无法达到最优的缺陷，从而导致激光器生产效率低，测试工作也给技术人员带来的负担。

有鉴于以上现有技术中的问题，本申请通过测试eml激光器的电吸收反向偏置电压与发射光功率数据，再将测试数据经过特殊方法后，得出一个理论最优的电吸收反向偏置电压。在该最优电吸收反向偏置电压的基础上，调试eml激光器的输出光功率、消光比、交叉点及光眼图富裕量等核心参数，并根据调试情况决定是否对电吸收反向偏置电压进行微调，直至各项光眼图核心参数均满足设计规格。这样一来，就获取了一个最优的vea值，再此基础上，激光器根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置，由于最佳vea根据所述激光器的vea与输出光功率aop的函数关系式的一阶导数极大值点确定，因此提高了eml激光器及光模块产品的整体性能及生产效率。

如图1所示，为本申请实施例提出的一种反向偏置电压参数配置方法的流程示意图，包括以下步骤：

步骤101、所述激光器根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置，所述最佳vea根据所述激光器的vea与输出光功率aop的函数关系式的一阶导数极大值点确定。

如背景技术所述，现有技术中的固定vea电压调试方法需要多次重复的测试，如果测试不达标，又要重新改变vea值然后重新调试测试，如此往返，面对大规模生产，非常浪费人力物力，并且需要操作员有很强的专业知识，而对于步进式vea电压调试方法来说，vea电压的每次步进，均要对光眼图核心重新配置，因此，便会增加调测时间，同时导致偏置电流、输出光功率、消光比、光眼图交叉点和光眼图富裕量光眼图核心参数整体性能较差的问题。

因此，本发明提出了通过vea的特殊方法可以准确的找出最优的vea值，避免了因为vea设定失效而误判断激光器的某个指标失效而导致的激光器报废或降级使用，进而提高了eml激光器及光模块产品的生产良率的目的。

在本申请的优选实施例中，最佳vea具体通过以下步骤确定：

步骤a)将所述激光器的工作温度设定为目标温度，以及将所述vea设置为所述激光器的最大值；

步骤b)通过调节自动功率控制apc值使所述激光器的偏置电流处于所述目标电流范围；

经大量的实验验证，当vea值在该一阶导数极大值点附近时，能得到最佳的aop、er、mm及dp等性能，因此，在使最佳vea根据函数关系式的一阶导数极大值点附近的数值确定的基础上，本发明在获取vea以及aop在指定条件下的对应关系时，首先将激光器的工作温度设定为目标温度，以及将vea设置为激光器的最大值；通过调节apc值使激光器的偏置电流处于目标电流范围；将vea逐步减少至激光器的最小值，并依次记录与各vea数值对应的aop数值。这样以来，就得到了基本的vea和aop的各项参数、vea以及aop在指定条件下的对应关系，接下来就可以通过特殊的确定方式及测试，推导出一个最优vea电压值。在此最优vea的基础上调试各项性能参数，大大调高了参数配置速度，从而提高生产效率。

步骤c)将所述vea逐步减少至所述激光器的最小值，并依次记录与各所述vea数值对应的aop数值，以确定所述vea以及所述aop的对应关系；

步骤d)根据所述对应关系将所述vea以及所述aop对应的数据拟合为函数关系式，将经过求导处理后的所述函数关系式的最大值与所述修正值之和作为所述最佳vea。

在已经得到vea以及aop在指定条件下的对应关系后，本申请优选实施例根据由对应关系确定的函数关系式以及修正值确定最佳vea，具体地，首先根据对应关系将vea以及aop对应的数据拟合为函数关系式，然后将经过求导处理后的函数关系式的最大值与修正值之和作为最佳vea。

在这里需要说明的是，本发明经过求导处理后的函数关系式确定出的vea最大值已经为可用的较佳参数，但是由于各设备的生产工艺略有不同，因此才将经验修正值作为修正值，并与确定出的最大值之和确定最佳的vea，当然，在一些具体的使用场景中，也可以直接将经过求导处理后的函数关系式确定出的最大值直接作为最佳vea。

在具体的应用场景中，技术人员可在最佳vea的基础上进一步进行调整，在本发明的优选实施例中，激光器可按照以下流程根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置：

步骤a)根据所述最佳vea获取处于输出光功目标范围内的aop，并判断与所述aop对应的偏置电流是否处于目标电流范围内；

本步骤旨在通过确定出的最佳vea对工作参数进行调整，在本发明的实施方式中，需要对偏置电流、输出光功率、光眼图交叉点和光眼图富裕量进行调试及测试，然后将偏置电流、输出光功率、消光比、光眼图交叉点和光眼图富裕量等参数按照范围要求设置为两个目标范围，这两个目标范围可以结合实际使用场景进行设置，例如：第一目标范围内，主要是eml激光器的各项指标的富裕量较小，因此，优先保证色散性能，无需增大vea电压获取更好的光眼图性能；第二目标范围内，主要是eml激光器的各项指标的富裕量充足，因此，可进一步优化减小vea电压，获得更小的色散。具体的调整过程以及方法将在后续的论述中详尽阐述，在此不再赘述。

步骤b)若所述偏置电流在所述目标电流范围内，根据所述aop以及所述偏置电流配置所述激光器的工作参数；

需要注意的是，本发明根据最佳vea获取处于输出光功目标范围内的aop，并判断与aop对应的偏置电流是否处于目标电流范围内，存在一下几种情况：

情况一、没有获取到处于输出光功目标范围内的aop，对于该种情况需要重新确定最佳vea；

情况二、获取到了处于输出光功目标范围内的aop，且与aop对应的偏置电流处于目标电流范围内，对于该种情况需要根据aop以及偏置电流配置激光器的工作参数；

情况三、获取到了处于输出光功目标范围内的aop，但与aop对应的偏置电流未处于目标电流范围内，对于该种情况需要对最佳vea进行调整，并重新获取aop以及aop对应的偏置电流并进行检测。

在本发明中主要考虑上述三种情况中的情况二以及情况三，针对情况二，在获取到了处于输出光功目标范围内的aop，且与aop对应的偏置电流处于目标电流范围内时，根据aop以及偏置电流配置激光器的工作参数，具体实施方式为：依次获取各工作参数，并对工作参数进行测试；若工作参数均满足第一目标要求范围但不满足第二目标值，配置所述激光器的工作参数；若工作参数均满足第一目标要求范围减少最佳vea，并在最佳vea达到vea电压范围最小值时配置所述激光器的工作参数。

步骤c)若所述偏置电流不在所述目标电流范围内，按照步进幅度减少所述最佳vea，并在所述最佳vea达到vea电压范围最小值时配置所述激光器的工作参数。

本步骤主要是针对上述情况三，在获取到了处于输出光功目标范围内的aop，但与aop对应的偏置电流未处于目标电流范围内时，对最佳vea做出的调整，该步骤的主要目的是，在保证偏置电流、输出光功率、消光比、光眼图交叉点和光眼图富裕量满足第二目标值得基础上，进一步减小vea电压，提升色散性能。当有任一项指标不满足第二目标值时，则表明上一次的vea值为为兼顾色散及光眼图各个指标允许的最小vea值，即最优vea值，此时，从系统上下载上一次的调试参数并写入模块，调试成功。

还需要注意的是，在上述情况二和情况三中，若工作参数调试失败，按照步进幅度增加最佳vea，并根据增加步进幅度后的最佳vea重新获取处于输出光功目标范围内的aop，以及判断与aop对应的偏置电流是否处于目标电流范围内；若工作参数调试失败，且最佳vea达到vea电压范围最大值，确认调试失败。这样，调试参数直至确认调试失败，然后重新开始确认最佳vea以及后续的调试步骤。

由此可见，与现有技术相比，

电吸收调制激光器eml激光器根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置，其中最佳vea是根据激光器的vea与输出光功率aop的函数关系式的一阶导数极大值点确定的。通过运用本发明提出的技术方案，能够保证激光器工作运行时的各项达到优良条件，提高了激光器的生产良率，以及减少了繁多的测试工作给技术人员带来的负担。

为了进一步阐述本发明的技术思想，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。

正如本申请背景技术所述，现有技术中的eml激光器vea电压对激光器的输出光功率(aop)、消光比(er)、光眼图富裕量(mm)、偏置电流(ibias)及色散(dp)等性能评价参数有直接影响。其中，vea值越大，输出光功率和光眼图富裕量越大，偏置电流越小；但vea值越大，色散越大，激光器长距离传输性能越差，如图2所示。通过对vea与aop、ibias、mm及dp的数据进行相关性分析，可发现vea与aop的一阶导数存在一极大值点，如图3所示，由图可知，当vea值在该一阶导数极大值点附近时，能得到最佳的aop、er、mm及dp等性能。

为了实现本发明的目的，基于上述原理，本发明的主要实施方法包括以下几步：

第一步：vea与aop数据采集；

设置eml激光器工作在目标温度和目标偏置电流ibias条件下，步进设置vea电压，并检测并记录对应的输出光功率值；

第二步：数据处理(求出最佳vea值)；

将第一步采集到的vea电压与输出功率值的数据拟合成曲线图，并求出其n次多项式；将该n次多项式求导，得出(n-1)次多项式，并求出(n-1)次多项式的最大值vmax。计算出了最优vea＝vmax+r,其中r为一个常数(vea电压的修正值)。

第三步：设置最佳vea值，进行偏置电流、输出光功率、光眼图交叉点和光眼图富裕量调试及测试；

将偏置电流、输出光功率、消光比、光眼图交叉点和光眼图富裕量等参数范要求围设定为两个目标范围：1)第一目标范围时，eml激光器的各项指标的富裕量较小，优先保证色散性能，无需增大vea电压获取更好的光眼图性能；2)第二目标范围时，eml激光器的各项指标的富裕量充足，可进一步优化减小vea电压，获得更小的色散。

第四步：利用数据存储系统，保存各阶段的调试数据。避免重复调试，提高生产效率。

具体的，结合本发明的附图4，为本申请实施例提出的eml激光器电吸收反向偏压调优算法流程示意图，对本发明作进一步的详细描述，具体的实施方案包括以下步骤：

步骤(1)：根据具体的tosa性能设定tec(tosa工作温度值)和vea设定为tosa规定的最大值；

步骤(2)：调节apc值，使ibias电流处于设定的目标范围；

步骤(3)：逐渐将vea值减小到激光器规定的最小值，并依次记录输出光功率aop；

步骤(4)：利用数据处理工具，将vea与aop对应的数据拟合为6次多项式函数关系式(例如y＝-5.2515x⁶-14.3x⁵-3.8054x⁴+10.436x³+0.0307x²+5.7352x+2.9552，其中y表示aop，x表示vea),参考图1；

步骤(5)：将步骤(4)中得到的6次多项式函数求一阶导数，得到一个5次多项式函数的其最大值vmax(例如y’＝-31.509x⁵-71.5x⁴-15.2216x³+31.308x²+0.0614x¹+5.7352，得vmax＝-0.75)，参考图2。得出最佳vea＝vmax+r，其中r是与tosa对应的经验修正值，与不同厂商的生产工艺相关。

步骤(6)：判断最佳vea值是否在eml激光器vea规格范围内：1)在规格范围内，执行步骤(7)；2)不在规格范围内，执行步骤(8)。

步骤(7)：设置最佳vea值为初始值，设置tec、er为典型值。进入步骤(9)；

步骤(8)：设置典型vea值为初始值。进入步骤(9)；

步骤(9)：光功率、消光比、光眼图富裕量及偏置电流等参数调试；

步骤(9-1)：通过调节apc_adc电压值调节apc，使输出光功率处于设定的输出光功率目标范围。如果调试成功，且偏置电流满足目标范围，则执行步骤(9-2)；如果调试成功，但偏置电流不满足目标范围，则进行步骤(10)。调试失败，进入步骤(11)结束调试。

步骤(9-2)：通过调节tec_adc电压值调节tec，使eml激光器稳定的工作于需要的波长段(仅限于dwdm产品)。如果调试成功，则执行步骤(9-3)。调试失败，进入步骤(11)结束调试

步骤(9-3)：通过调节er_adc电压调节光眼图的幅度，进而控制er保持在要求的范围。如果调试成功，则执行步骤(9-4)。调试失败，进入步骤(11)结束调试

步骤(9-4)：通过调整crossing_adc电压调节交叉点，控制光眼图的交叉点保持在要求的范围。如果调试成功，则执行步骤(9-5)。调试失败，进入步骤(11)结束调试

步骤(9-5)：测试光功率、消光比、光眼图富裕量、偏置电流等参数。如果均满足设定的第一目标要求范围，但不满足第二目标值，则调试成功，进入步骤(12)将调试参数保存并上传数据存储系统；如果满足设定的第二目标要求范围，则将调试参数保存并上传数据存储系统，进入步骤(10)；如果，不满足第一目标要求，则调试失败，进入步骤(14)。在该步骤中，对光功率、消光比、光眼图富裕量、偏置电流等关键性能参数进行分档，决定vea电压的进一步优化方向。例如，如果满足第一目标值但不满足第二目标值，则表示增大vea电压会导致色散性能降低。如果满足第二目标值，则表示光功率等光眼图性能参数富裕量充足，可进一步提升色散性能。

步骤(10)：判断步骤(9)中的vea值步进减小为vea＝vea-a后偏置电压是否达到设定的vea电压范围的最小值(其中参数a为vea电压步进幅度，如0.05v、0.1v等)，如果是则调试成功，进入步骤(14)，否则返回重新执行步骤(9)。该步骤的主要目的是，在保证偏置电流、输出光功率、消光比、光眼图交叉点和光眼图富裕量满足第二目标值得基础上，进一步减小vea电压，提升色散性能。当有任一项指标不满足第二满足值时，则表明上一次的vea值为为兼顾色散及光眼图各个指标允许的最小vea值，即最优vea值，从系统上下载上一次的调试参数并写入模块，调试成功。

步骤(11)：将步骤(9)中的vea值步进增大为vea＝vea+a，判断步进后vea向偏置电压是否达到设定的vea电压范围的最大值，如果是则结束算法，执行步骤(13)，否则重新执行步骤(9)。直至偏置电流、输出光功率、消光比、光眼图交叉点和光眼图富裕量均满足设定的第一目标要求范围，此时的vea值即为最小色散的最小vea值。

步骤(12)：检查数据存储记录；如果上一次记录调试成功，则下载该数据并写入eeprom。如果上一次没有调试成功或没有记录，则将本次调试数据上传数据存储系统，并写入eeprom。调试完成，执行步骤(13)。

步骤(13)：调试失败；

步骤(14)：调试成功。

由此可见，与现有技术相比，电吸收调制激光器eml激光器根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置，其中最佳vea是根据激光器的vea与输出光功率aop的函数关系式的一阶导数极大值点确定的。通过运用本发明提出的技术方案，能够保证激光器工作运行时的各项达到优良条件，提高了激光器的生产良率，以及减少了繁多的测试工作给技术人员带来的负担。

为达到以上技术目的，本发明还提出了一种电吸收调制激光器eml，如图5所示，包括：

配置模块510，根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置；

其中，所述最佳vea根据所述激光器的vea与输出光功率aop的函数关系式的一阶导数极大值点确定。

在具体的应用场景中，所述最佳vea具体通过以下方式确定：

将所述激光器的工作温度设定为目标温度，以及将所述vea设置为所述激光器的最大值；

通过调节自动功率控制apc值使所述激光器的偏置电流处于所述目标电流范围；

将所述vea逐步减少至所述激光器的最小值，并依次记录与各所述vea数值对应的aop数值，以确定所述vea以及所述aop的对应关系；

根据所述对应关系将所述vea以及所述aop对应的数据拟合为函数关系式，将经过求导处理后的所述函数关系式的最大值与所述修正值之和作为所述最佳vea。

在具体的应用场景中，所述激光器根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置，具体为：

根据所述最佳vea获取处于输出光功目标范围内的aop，并判断与所述aop对应的偏置电流是否处于目标电流范围内；

若所述偏置电流在所述目标电流范围内，根据所述aop以及所述偏置电流配置所述激光器的工作参数；

若所述偏置电流不在所述目标电流范围内，按照步进幅度减少所述最佳vea，并在所述最佳vea达到vea电压范围最小值时配置所述激光器的工作参数。

在具体的应用场景中，所述配置模块具体用于：

依次获取各所述工作参数，并对所述工作参数进行测试；

若所述工作参数均满足第一目标要求范围但不满足第二目标值，配置所述激光器的工作参数；

若所述工作参数均满足第一目标要求范围以及第二目标值，按照步进幅度减少所述最佳vea，并在所述最佳vea达到所述vea电压范围最小值时配置所述激光器的工作参数。

在具体的应用场景中，还包括：

调试模块，在所述工作参数调试失败时按照步进幅度增加所述最佳vea，并根据增加所述步进幅度后的最佳vea重新获取处于输出光功目标范围内的aop，以及判断与所述aop对应的偏置电流是否处于目标电流范围内，以及，在所述工作参数调试失败且所述最佳vea达到所述vea电压范围最大值时确认调试失败。

由此可见，与现有技术相比，

电吸收调制激光器eml激光器根据最佳反向偏置电压vea对自身的工作参数进行配置，其中最佳vea是根据激光器的vea与输出光功率aop的函数关系式的一阶导数极大值点确定的。通过运用本发明提出的技术方案，能够保证激光器工作运行时的各项达到优良条件，提高了激光器的生产良率，以及减少了繁多的测试工作给技术人员带来的负担。

在本发明具体实施例中各个模块可以集成于一体，也可以分离部署，上述模块合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。