CN102510310A - 小型可插拔光模块维持消光比恒定的闭环控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型可插拔光模块维持消光比恒定的闭环控制方法，该方法包括：1）在寄存器中输入一个预期的消光比值Er；2）设置一个固定频率的调制信号，使激光器二极管发射固定频率的数字信号，通过检测流入激光器驱动芯片的背光电流Imd，跟踪激光器二极管在发送数字信号“1”和“0”时候的背光电流Imd1和Imd0，P1/P0=Imd1/Imd0，计算Imd1/Imd0的比值Ep，并将Ep存储到寄存器，将该比值Ep与Er进行比较，来调整流过激光器二极管的偏置电流Ibias和调制电流Imod，达到预期的消光比值Er。本发明的方法通过闭环控制，能实现在温度变化或者光模块工作寿命老化范围内维持消光比的恒定。

Description

小型可插拔光模块维持消光比恒定的闭环控制方法
技术领域
本发明有关一种小型可插拔光模块的消光比的控制方法，特别是指一种小型可插拔光模块维持消光比恒定的闭环控制方法。
背景技术
目前小型化可插拔光模块（Small Form-factor Pluggables，SFP）只对平均光功率（Pavg=（P0+P1）/2，其中P1、P0分别为激光器二极管在发送数字信号“1”和“0”时的光功率）采用闭环控制，即随着温度变化或者工作寿命老化维持平均光功率Pavg恒定。而消光比（Er=P1/P0）采用的开环控制，当温度变化的时候，不能维持消光比恒定。目前小型化可插拔光模块（SFP）激光器驱动耦合电路如图1所示，通过激光器二极管（laser diode）1的总电流由偏置电流Ibias和调制电流Imod两部分组成，背光二极管2的输出电流为背光电流Imd，激光器二极管1与背光二极管2连接至激光器驱动芯片3。
当温度由T1变化为T2时或者光模块工作寿命老化，激光器的阈值电流Ith和出光效率Kld发生变化，如图2所示，温度升高时阈值电流Ith增加，出光效率Kld降低，温度下降时阈值电流Ith减小，出光效率Kld增大；工作寿命老化趋势是阈值电流Ith增加，出光效率降低，平均光功率Pavg也随之变化，自动功率控制（Automatic Power Control）调整偏置电流Ibias以达到光发射次模块（Transmitter Optical Subassembly，TOSA）中的背光二极管2输出电流等于设定的电流指，维持了平均光功率Pavg恒定。
由于出光效率Kld发生变化，原来的调制电流Imod产生消光比也会发生变化。平均光功率Pavg、消光比Er、偏置电流Ibias和调制电流Imod的关系如图3所示。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种能维持消光比恒定的小型可插拔光模块维持消光比恒定的闭环控制方法。
为达到上述目的，本发明提供一种小型可插拔光模块维持消光比恒定的闭环控制方法，该方法包括：
1）在寄存器中输入一个预期的消光比值Er，激光器的背光二极管的背光电流Imd与激光器光功率P成正比；
2）设置一个固定频率的调制信号，使激光器二极管发射固定频率的数字信号，通过检测流入激光器驱动芯片的背光电流Imd，跟踪激光器二极管在发送数字信号“1”和“0”时候的背光电流Imd1和Imd0，激光器二极管在发送数字信号“1”和“0”时的光功率为P1、P0，P1/P0= Imd1/Imd0，计算Imd1/Imd0的比值Ep，并将Ep存储到寄存器；
3）将该比值Ep与Er进行比较，来调整流过激光器二极管的偏置电流Ibias和调制电流Imod，达到预期的消光比值Er。
所述步骤3）中根据Ep与Er的大小关系来调整流过激光器二极管的偏置电流Ibias和调制电流Imod进一步包括：
a、当Ep<Er，逐步减小偏置电流Ibias，同步增加调制电流Imod，直至Ep=Er；
b、当Ep>Er，逐步增加偏置电流Ibias，同步减小调制电流Imod，直至Ep=Er；
c、当Ep=Er,不调整偏置电流Ibias和调制电流Imod。
本发明的方法通过闭环控制，能实现在温度变化或者光模块工作寿命老化范围内维持消光比的恒定。
附图说明
图1为激光器驱动耦合电路示意图；
图2为激光器阈值电流Ith和出光效率Kld的关系坐标图；
图3为平均光功率、消光比、偏置电流和调制电流的关系坐标图；
图4为背光二极管响应效率Kmd的坐标图；
图5为本发明的方法的流程图。
具体实施方式
为便于对本发明的方法有进一步的了解，现结合附图并举较佳实施例详细说明如下。
如图5所示，为使小型可插拔光模块的消光比随温度变化及工作寿命老化时能维持稳定，进行如下闭环控制步骤：
1、首先在寄存器中输入一个预期的消光比值Er；
激光器的背光二极管2可以检测激光器的光强度，且背光二极管输出电流Imd与激光器光功率P成正比，且温度稳定性好，如图4所示；
2、设置一个固定频率的调制信号，使激光器二极管1发射固定频率的数字信号，通过检测流入激光器驱动芯片3的背光电流Imd，跟踪激光器二极管1在发送数字信号“1”和“0”时候的背光电流Imd1和Imd0，P1/P0= Imd1/Imd0（其中P1、P0分别为激光器二极管1在发送数字信号“1”和“0”时的光功率），计算Imd1/Imd0的比值Ep，并将Ep存储到寄存器；
3）将比值Ep与Er进行比较，来调整偏置电流Ibias和调制电流Imod，达到预期的消光比值Er：
1）当Ep<Er，逐步减小偏置电流Ibias，同步增加调制电流Imod，直至Ep=Er；
2）当Ep>Er，逐步增加偏置电流Ibias，同步减小调制电流Imod，直至Ep=Er；
3）当Ep=Er,不调整偏置电流Ibias和调制电流Imod。
当温度由T1变化为T2时或者光模块工作寿命老化，激光器的阈值电流Ith和出光效率Kld发生变化，然后通过Ep与Er进行比较，来调整偏置电流Ibias和调制电流Imod，达到预期的消光比值Er，这样通过闭环控制，满足在温度变化或者光模块工作寿命老化范围内维持消光比的恒定。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种小型可插拔光模块维持消光比恒定的闭环控制方法，其特征在于，该方法包括：
1）在寄存器中输入一个预期的消光比值Er，激光器的背光二极管的背光电流Imd与激光器光功率P成正比；
2）设置一个固定频率的调制信号，使激光器二极管发射固定频率的数字信号，通过检测流入激光器驱动芯片的背光电流Imd，跟踪激光器二极管在发送数字信号“1”和“0”时候的背光电流Imd1和Imd0，激光器二极管在发送数字信号“1”和“0”时的光功率为P1、P0，P1/P0= Imd1/Imd0，计算Imd1/Imd0的比值Ep，并将Ep存储到寄存器；
3）将该比值Ep与Er进行比较，来调整流过激光器二极管的偏置电流Ibias和调制电流Imod，达到预期的消光比值Er。
2.如权利要求1所述的小型可插拔光模块维持消光比恒定的闭环控制方法，其特征在于，所述步骤3）中根据Ep与Er的大小关系来调整流过激光器二极管的偏置电流Ibias和调制电流Imod进一步包括：
a、当Ep<Er，逐步减小偏置电流Ibias，同步增加调制电流Imod，直至Ep=Er；
b、当Ep>Er，逐步增加偏置电流Ibias，同步减小调制电流Imod，直至Ep=Er；
c、当Ep=Er,不调整偏置电流Ibias和调制电流Imod。
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