CN106505406B - 激光器工作状态的控制方法及光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器工作状态的控制方法及光模块，属于光通信技术领域。所述方法应用于光模块中，所述方法包括：在所述光模块启动预设时长之后，检测所述光模块中的TEC的电流是否大于第一电流阈值；当所述TEC的电流大于第一电流阈值时，使所述光模块中的激光器关断。由于微控制器检测TEC的电流是否大于第一电流阈值时，激光器已处于稳定工作状态，TEC的电流变化也趋于稳定。因此可以避免微控制器上电启动后立即检测时，由于TEC电流突变而导致的误判，从而可以避免激光器上电启动后被错误关断。

Description

激光器工作状态的控制方法及光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种激光器工作状态的控制方法及光模块。

背景技术

激光器是光模块中的光源器件，其工作性能和使用寿命与工作温度有着紧密联系。一般情况下，需要尽可能使激光器工作在稳定的低温环境下。

相关技术中，为了避免激光器的工作温度过高，影响器件寿命，光模块中通常还设置有用于控制激光器工作温度和工作状态的控制电路。该控制电路主要包括：微控制器、半导体致冷器(英文：Thermo Electric Cooler；简称：TEC)、TEC驱动器和温度传感器。其中，该TEC可以贴附在激光器上，用于在TEC驱动器的驱动下，为该激光器降温；该温度传感器可以采集激光器的温度，并向TEC驱动器上报该温度；TEC驱动器可以根据该激光器的温度，控制向TEC输出的电流的大小(一般激光器温度越高，TEC驱动器输出的电流越大，TEC的降温效果越好)；该微控制器分别与激光器和TEC连接，用于检测TEC的电流，当TEC的电流大于电流阈值时，微控制器可以确定此时激光器的温度过高，为了避免激光器的性能和寿命受影响，微控制器可以及时关断激光器。

但是，光模块上电启动时，激光器温度变化会较大，进而会使得TEC的电流有较大变化。若微控制器在激光器启动时检测到的TEC电流大于电流阈值，可能会产生误判，导致激光器上电后被错误关断。

发明内容

为了解决相关技术中光模块上电时，激光器可能无法有效启动的问题，本发明提供了一种激光器工作状态的控制方法及光模块。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种激光器工作状态的控制方法，应用于光模块中，所述方法包括：

在所述光模块启动预设时长之后，检测所述光模块中的TEC的电流是否大于第一电流阈值；

当所述TEC的电流大于第一电流阈值时，使所述光模块中的激光器关断。

另一方面，提供了一种光模块，所述光模块包括：微控制器、半导体致冷器TEC和激光器，所述微控制器分别与所述TEC和所述激光器电连接；

所述微控制器，用于：

在所述光模块启动预设时长之后，检测所述TEC的电流是否大于第一电流阈值；

当所述TEC的电流大于第一电流阈值时，使所述激光器关断。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明提供了一种激光器工作状态的控制方法及光模块，通过该方法，光模块可以在启动预设时长之后，再检测TEC的电流是否大于第一电流阈值，因此可以避免微控制器上电启动后立即检测时，由于TEC电流突变而导致的误判，从而可以避免激光器上电启动后被错误关断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例提供的一种激光器工作状态的控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种光模块的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种激光器工作状态的控制方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种TEC电流的变化示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种光模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种激光器工作状态的控制方法的流程图，该方法可以应用于图2所示的光模块中，如图2所示，该光模块可以包括微控制器01、TEC 02和激光器03，参考图1，该方可以包括：

步骤101、在光模块启动预设时长之后，检测该光模块中的TEC的电流是否大于第一电流阈值。

其中，光模块启动可以是指对光模块上电后，光模块中的各个组件，如微控制器(英文：Microcontroller Unit；简称：MCU)01、TEC 02和激光器03的启动。该预设时长可以为TEC 02从上电启动到电流稳定所需的时长。光模块中的微控制器01可以在启动后开始计时，并在启动预设时长之后，对该TEC 02的电流进行检测。

步骤102、当该TEC的电流大于第一电流阈值时，使该光模块中的激光器关断。

该第一电流阈值可以为根据激光器03正常工作时的温度上限设定的。由于TEC 02的电流与激光器03的工作温度是正相关的，因此在微控制器01检测到TEC 02的电流超过第一电流阈值时，可以确定激光器03的工作温度已经超过了其正常工作时的温度上限，因此可以及时关断激光器03，以避免激光器03工作温度过高，影响其寿命。

综上所述，本发明实施例提供了一种激光器工作状态的控制方法，通过该方法，光模块可以在启动预设时长之后，再检测TEC的电流是否大于第一电流阈值。由于此时激光器已处于稳定工作状态，TEC的电流变化也趋于稳定，因此可以避免由于激光器上电启动时TEC电流突变而产生的误判，从而避免激光器启动后被错误关断，保证激光器上电后可以正常发光。

图3是本发明实施例提供的另一种激光器工作状态的控制方法的流程图，该方法可以应用于如图2所示的光模块中，参考图3，该方法可以包括：

步骤201、在光模块上电启动后的预设时长之内，禁止对TEC的电流进行检测。

由于光模块中的激光器03在上电启动的过程中，其温度会急剧上升，为了保证激光器03的正常工作，TEC 02的电流会存在一个较大的过冲电流来维持激光器03温度的稳定。当该激光器03的温度稳定后，TEC 02的电流也趋于稳定。该预设时长即指该TEC 02从上电启动到电流稳定所需的时长。

在本发明实施例中，由于光模块上电启动后的预设时长之内，该光模块中的微控制器01不会对TEC 02的电流进行检测。因此，在该预设时长内，即使TEC 02的电流因激光器03的上电启动而产生过冲，超过了该第一电流阈值，也不会对激光器03的工作状态造成影响，从而可以避免激光器03上电启动后被错误关断。

需要说明的是，在实际应用中，根据光模块中所采用的激光器的类型和TEC的类型的不同，该预设时长也有所不同，本发明实施例对该预设时长的具体数值不做限定。

步骤202、在光模块启动预设时长之后，检测该TEC的电流是否大于第一电流阈值。

当该光模块启动预设时长之后，该TEC 02的电流已趋于稳定，此时再由微控制器01对TEC 02的电流进行检测，并判断该TEC 02的电流是否超过第一电流阈值。当TEC的电流大于第一电流阈值时，可以执行步骤203；当TEC的电流不大于第一电流阈值时，可以执行步骤204。

具体的，该光模块中可以设置有计时器，在光模块启动后，该计时器可以开始计，并能够在预设时长之后，向该微控制器01发送检测指令，以指示该微控制器01检测TEC 02的电流是否大于第一电流阈值。或者，该微控制器01中可以预先存储有该预设时长，该微控制器01可以在上电启动预设时长之后，自动检测该TEC 02的电流是否大于第一电流阈值。

示例的，图4是本发明实施例提供的一种TEC上电启动后的电流变化示意图，如图4所示，光模块中的TEC 02在上电启动后，需要经过T0时长(例如1至2秒)后，其工作电流才能趋于稳定。在该T0时长内，TEC 02中可能会存在一个较大的过程电流，例如图4中T1时刻的电流。因此该光模块中的微控制器01可以在启动T0时长后，再检测TEC 02的电流是否大于第一电流阈值，以避免激光器03启动过程中TEC 02的电流超过第一电流阈值而产生的误判，从而保证激光器03上电后可以正常发光。

步骤203、使激光器关断。

在本发明实施例中，微控制器01检测到TEC 02的电流大于第一电流阈值时，可以确定激光器03的工作温度已经超过了其正常工作时的温度上限，因此可以及时关断激光器03，并使得该激光器03关断。激光器03关断后，在TEC 02和外界环境的作用下，激光器03的温度会逐渐降低，相应的，TEC 02的电流也会逐渐减小。同时，微控制器01可以继续执行步骤202，即持续对TEC 02的电流进行检测，当该TEC 02的电流逐渐减小并不大于该第一电流阈值时，可以执行步骤204。

步骤204、使激光器启动。

当该TEC 02的电流不大于第一电流阈值时，该微控制器01可以确定该激光器03的温度处于正常工作的温度范围内，因此可以使得该激光器03处于启动状态，此时激光器03正常发光。

图5是本发明实施例提供的另一种光模块的结构示意图，参考图5，该光模块中还可以包括：温度传感器04和TEC驱动器05。进一步的，参考图3，该方法还可以包括：

步骤205、检测该TEC的温度。

在本发明实施例中，从图5中可以看出，该温度传感器04与该TEC 02接触，TEC 02与激光器03接触，TEC驱动器05与该TEC 02电连接。该TEC驱动器05作为TEC 02的驱动器件，能够向该TEC 02输出驱动电流，以调节TEC 02的降温效果。该温度传感器04可以实时检测该TEC 02的温度，并能够向TEC驱动器05实时上报该TEC 02的温度。

步骤206、根据该TEC的温度，调整向该TEC输出的电流的大小。

TEC驱动器05接收到该温度传感器04上报的TEC 02的温度后，可以根据该TEC 02的温度，调整向该TEC 02输出的电流的大小，从而调节TEC 02该激光器03的降温效果，以保证激光器03可以工作在恒定的温度环境下。

具体的，从图5中可以看出，该TEC 02与激光器03接触(一般与激光器03上的热沉材料接触)。根据热传导原理可知，该温度传感器04采集到的TEC 02的温度即为该激光器03的工作温度，为了实现对激光器03工作温度的调节，该TEC驱动器05可以将接收到的TEC 02的温度与预设的温度阈值进行对比，当该TEC 02的温度大于预设温度阈值时，TEC驱动器05可以增大向TEC 02输出的电流，以提高TEC 02的降温效果，即降低激光器03的工作温度；当该TEC 02的温度不大于预设温度阈值时，TEC驱动器05可以减小向TEC 02输出的电流，以降低TEC 02的冷却效果，即提高激光器03的工作温度。由此可以实现对激光器03的工作温度的动态调节，使得激光器03保持恒定的工作温度。

此外，作为本发明实施例另一种可选的实现方式，上述步骤201中，在该光模块启动预设时长之内，该微控制器01还可以检测该TEC 02的电流是否大于第二电流阈值。当该TEC 02的电流大于第二电流阈值时，关断该激光器；当该TEC 02的电流不大于第二电流阈值时，不做其他操作，即允许激光器03正常发光。其中，该第二电流阈值大于第一电流阈值。

也即是，在光模块上电，该微控制器01和TEC 02均启动之后，微控制器01可以立即开始对该TEC 02的电流进行分阶段检测。在光模块启动后的预设时长之内，微控制器01可以将检测到的电流大小与第二电流阈值进行对比；在经过该预设时长之后，则可以将检测到的电流大小与第一电流阈值进行对比。由于在该预设时长之内，TEC 02的电流波动较大，通过将第二电流阈值设置的较高，可以避免微控制器01误判导致激光器03被错误关断。但是，若该TEC 02的电流波动过大，以至于超过该第二电流阈值时，该微控制器01也可以关断该激光器03，不仅可以避免激光器03温度过高影响其性能和使用寿命，也可以避免TEC 02电流过高，影响TEC 02的性能。

需要说明的是，在实际应用中，该第二电流阈值可以为TEC驱动器05允许输出的最大电流，该第一电流阈值的大小可以为该第二电流阈值的80％。示例的，假设光模块中TEC驱动器允许输出的最大电流为1安培(A)，则该第二电流阈值可以为1A，该第一电流阈值可以为0.8A。

还需要说明的是，在实际应用中，参考图5，该光模块中还可以包括激光驱动器06，该激光驱动器06用于驱动激光器03将电信号转换成光信号，并进行信号发送。微控制器01可以通过该激光驱动器06与激光器03连接，并可以通过该激光驱动器06控制激光器03的工作状态。

还需要说明的是，本发明实施例提供的激光器工作状态的控制方法的步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减。例如，步骤205和步骤206可以在步骤202之前执行，也可以与步骤202同步执行，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，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供了一种激光器工作状态的控制方法，通过该方法，光模块可以在启动预设时长之后，再检测TEC的电流是否大于第一电流阈值。由于此时激光器已处于稳定工作状态，TEC的电流变化也趋于稳定，因此可以避免由于激光器上电启动时TEC电流突变而产生的误判，从而避免激光器启动后被错误关断，使得激光器上电后可以正常发光。

本发明实施例还提供了一种光模块，参考图2，该光模块可以包括：微控制器01、TEC 02和激光器03，该微控制器01分别与该TEC 02和该激光器03电连接。其中，该微控制器01，用于：

在该光模块启动预设时长之后，检测该TEC的电流是否大于第一电流阈值；

当该TEC的电流大于第一电流阈值时，使该激光器03关断。

在本发明实施例中，该微控制器01可以为单片机、单板机或者可编程控制器等；该激光器03可以为激光二极管。

可选的，该微控制器01，还用于：在该光模块启动预设时长之内，禁止该微控制器01对该TEC 02的电流进行检测；

或者，该微控制器01，还用于：在光模块启动后的预设时长之内，检测该TEC 02的电流是否大于第二电流阈值；

当该TEC 02的电流大于第二电流阈值时，使该激光器03关断。

其中，该第二电流阈值大于该第一电流阈值。

可选的，该微控制器01，还用于：当该TEC 02的电流不大于第一电流阈值时，使该激光器03启动。

进一步的，参考图5，该光模块还可以包括：温度传感器04以及与该温度传感器04电连接的TEC驱动器05，该温度传感器04与该TEC 02接触，该TEC驱动器05与该TEC 02电连接。

该温度传感器04可以为热敏电阻，用于检测该TEC 02的温度，并向该TEC驱动器05上报该TEC 02的温度。

该TEC驱动器05，用于根据该TEC 02的温度，调整向该TEC 02输出的电流的大小。

可选的，该预设时长可以为该TEC 02从上电启动到电流稳定所需的时长。

需要说明的是，在实际应用中，该光模块中的TEC 02、激光器03、TEC驱动器05和激光驱动器06均可以芯片的形式集成在该光模块中，以减小该光模块的体积。

综上所述，本发明实施例提供了一种光模块，该光模块可以在启动预设时长之后，再通过微控制器对TEC的电流进行检测，由于此时激光器已处于稳定工作状态，TEC的电流变化也趋于稳定，可以避免由于激光器上电启动时TEC电流突变而产生的误判，从而保证激光器启动后可以正常发光。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的模块和器件的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种激光器工作状态的控制方法，其特征在于，应用于光模块中，所述方法包括：

在所述光模块启动预设时长之后，检测所述光模块中的TEC的电流是否大于第一电流阈值；

当所述TEC的电流大于第一电流阈值时，使所述光模块中的激光器关断；

其中，所述预设时长为所述TEC从上电启动到电流稳定所需的时长。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述光模块启动预设时长之内，禁止对所述TEC的电流进行检测；

或者，在所述光模块启动后的预设时长之内，检测所述TEC的电流是否大于第二电流阈值；

当所述TEC的电流大于第二电流阈值时，使所述激光器关断；

其中，所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在检测所述光模块中的TEC的电流是否大于第一电流阈值之后，所述方法还包括：

当所述TEC的电流不大于第一电流阈值时，使所述激光器启动。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述光模块启动后，所述方法还包括：

检测所述TEC的温度；

根据所述TEC的温度，调整向所述TEC输出的电流的大小。

5.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括：微控制器、半导体致冷器TEC和激光器，所述微控制器分别与所述TEC和所述激光器电连接；

所述微控制器，用于：在所述光模块启动预设时长之后，检测所述TEC的电流是否大于第一电流阈值；

当所述TEC的电流大于第一电流阈值时，使所述激光器关断；

其中，所述预设时长为所述TEC从上电启动到电流稳定所需的时长。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，

所述微控制器，还用于：在所述光模块启动预设时长之内，禁止对所述TEC的电流进行检测；

或者，所述微控制器，还用于：在所述光模块启动后的预设时长之内，检测所述TEC的电流是否大于第二电流阈值；

当所述TEC的电流大于第二电流阈值时，使所述激光器关断；

其中，所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值。

7.根据权利要求5或6所述的光模块，其特征在于，

所述微控制器，还用于：当所述TEC的电流不大于第一电流阈值时，使所述激光器启动。

8.根据权利要求5或6所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括：温度传感器以及与所述温度传感器电连接的TEC驱动器，所述温度传感器与所述TEC接触，所述TEC驱动器与所述TEC电连接；

所述温度传感器，用于检测所述TEC的温度，并向所述TEC驱动器上报所述TEC的温度；

所述TEC驱动器，用于根据所述TEC的温度，调整向所述TEC输出的电流的大小。

Images