一种硅光模块全温度光功率调节方法、系统及介质与流程

文档序号:41738910发布日期:2025-04-25 17:14阅读:73来源:国知局

本发明涉及光通信,具体涉及一种硅光模块全温度光功率调节方法、系统及介质。


背景技术:

1、随着信息通信技术的快速发展,尤其是在高速数据传输和网络通信领域,光通信系统在高速数据传输中的应用逐渐成为主流。硅光模块(si l icon photonics modu le)作为一种新型的光电集成技术,因其高带宽、低功耗以及较低的成本优势,逐渐成为光通信、数据中心及光网络中不可或缺的核心器件。

2、在硅光模块中,光源激光器的输出光功率是影响系统性能的重要因素。光功率的稳定性对于信号传输的质量至关重要,尤其在高频率、高速率的光信号传输中,任何微小的功率波动都会引起信号衰减或失真,严重时可能导致数据丢失或误码。因此,如何实现激光器光功率的精准调节、提高信号传输的稳定性和可靠性,一直是硅光模块技术研究中的关键难点。

3、当前,在实际应用中,硅光模块的光功率控制面临一些技术挑战,如光功率波动,非线性失真,功率调节滞后,功率过低或过高等问题;

4、其中光功率波动问题:由于环境温度变化、器件老化或其他外部因素的影响,激光器的输出光功率往往会出现波动,导致传输过程中信号质量下降,进而影响数据传输的可靠性和精度。

5、非线性失真问题:在高速光调制过程中,光信号的传输可能会受到非线性效应的影响,导致信号失真,影响系统的传输性能。

6、功率过低或过高问题:如果光信号的功率过低,接收端可能无法正确接收和解调信号;而功率过高则可能导致信号饱和或光组件损伤,造成系统不稳定。

7、动态调节问题:现有的功率控制方法无法快速响应实时的信号变化,导致无法在不同环境条件下精确调整输出功率,从而影响系统性能。

8、现有的一些硅光模块会利用温度控制来调节激光器的输出功率。通过温度的变化影响半导体激光器的工作状态,进而影响其输出光功率。因此,通常通过制作heater lut,即温度查找表的方式进行调节,查找表内不同的温度对应不同的heater电压,即电压设置值,在硅光模块的实际使用过程中,模块可以根据当前所处的环境温度查找到对应的heater电压,从而在一定程度上缓解因温度波动造成的功率变化;

9、但是这种方案在硅光模块长期使用过程中,由于光器件或者模块元件的老化等问题,最初生产时找到的lut,即查找表已经无法再准确控制模块的出光大小了,如果单纯依赖初始的lut进行调节,随着时间推移,lut的准确性肯定逐渐下降,因此在硅光模块的使用寿命中后期,可能无法满足模块所需的指标要求,并且在生产过程中因需要制作lut而造成生产效率的降低以及时间成本的增加;

10、另外,还可以基于电流控制的光功率调节技术,电流控制是另一种常见的调节激光器输出功率的方法。通过调节激光器的注入电流,可以控制激光器的输出功率;但是由于电流与激光器功率之间的关系通常是非线性的,且受温度、老化等因素的影响较大,这使得仅依靠电流控制很难做到精准的功率调节,尤其是在高速光通信系统中,需要较为复杂的电路来进行电流与功率的匹配,且调节过程可能存在滞后性。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种硅光模块全温度光功率调节方法、系统及介质,其用于解决硅光模块的光功率调节效率低的问题。

2、本发明通过以下技术方案实现:

3、一种硅光模块全温度光功率调节方法,具体包括:

4、s1.获取硅光模块的当前温度t;

5、s2.基于当前温度和与当前温度相近温度的电压设置值,利用线性插值计算出目标值;

6、s3.分别实时采集硅光模块中某一光通道的前向光功率值,以及相应的激光器输出光功率值,并将二者的比值定义为实际值;

7、s4.计算目标值与实际值之间差值的绝对值,判断该绝对值是否小于目标值的10%;

8、s5.若否,则调整电压设置值,并重复s2-s4;

9、s6.若是,则结束调节,输出目标值。

10、进一步的,所述目标值tratio的计算公式如下:

11、tratio=targetset1+(t-t1)*(targetset2-targetset1)/(t2-t1);

12、

13、其中t1和t2分别为温度查找表中最接近t的两个温度值,且t1<t<t2,targetset1为温度查找表中t1对应的电压设置值,targetset2为温度查找表中t2对应的电压设置值,pdf1和pd1是处于t1温度点下调制器的前向光功率值和激光器输出光功率值;pdf2和pd2是处于t2温度点下调制器的前向光功率值和激光器输出光功率值。

14、进一步的,所述实际值cratio的计算公式如下:

15、

16、其中为当前硅光模块中第n个光通道的前向光功率,为当前硅光模块中第n个光通道的激光器输出光功率。

17、进一步的,所述调整电压设置值的步骤,具体包括:

18、s51.若目标值大于实际值,则降低电压设置值,且升高分路器的分路比设置值;

19、s52.若目标值大于实际值,则升高电压设置值,且降低分路器的分路比设置值。

20、一种硅光模块全温度光功率调节系统,包括硅光模块和处理模块,所述硅光模块用于接收光源输出的激光,并输出调节后的光信号;

21、所述处理模块用于生成电压调节控制信号和目标值,其中电压调节控制信号发送至硅光模块,用于控制硅光模块的电压调节时机;所述目标值则是硅光模块调节后的光信号的电压目标值。

22、进一步的,所述硅光模块由4组光处理单元构成,光处理单元包括分路器和两个调制器,其中分路器用于将激光分为两束直流光,两束直流光分别进入一调制器,调制器与处理模块电连接;

23、任一所述调制器的前端均设有光敏电阻pd,任一所述调制器的后端设有光敏电阻pdf。

24、进一步的,所述调制器包括差分调制部和相位调节部,差分调制部用于将差分信号调制进直流光中,形成调制光信号;所述相位调节部用于接收处理模块的控制信号,并对调制光信号进行电压调节。

25、一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信,所述机器可读指令被所述处理器运行时执行硅光模块全温度光功率调节方法的步骤。

26、一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行硅光模块全温度光功率调节方法的步骤。

27、本发明的技术方案为至少具有如下优点和有益效果:

28、本发明公开了一种硅光模块全温度光功率调节方法、系统及介质,通过精确的实时监测和调节机制,能够精确监测光源激光器的输出功率。相比现有技术中的温度控制、电流控制等方法,本发明提供了更加稳定且精准的调节方式,显著减少了功率波动,从而保证了信号传输的稳定性和系统的可靠性。

29、另外,通过采用更快速的反馈机制,使得系统能够在光功率发生变化时迅速进行调节,减少功率滞后对系统性能的影响。尤其适用于高速和高频率的光通信系统,能够保证高质量的数据传输。

30、此外,本方法能够实时有效地调节光功率,它能够在更广泛的环境条件下保持光功率的稳定,避免因功率过低或过高导致的信号丢失、失真或接收误差,从而提高了硅光模块的稳定性和整体可靠性。

31、并且,本方法更加高效,能够减少不必要的功耗,并且由于其结构简化,相比传统的温控、电流调节等方案,成本更低。这使得硅光模块不仅性能优越,而且具有更高的性价比,能够广泛应用于各种光通信场景;而且本系统能够兼容现有的硅光模块设计,并可无缝集成到现有的光通信系统中,具备较强的市场适应性和广泛的应用前景。

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