CN107275923A - 一种激光器的dbr电流的控制方法、装置以及光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种激光器的DBR电流的控制方法、装置以及光模块，用于提高输出DBR电流值的精度。本发明实施例中，根据目标波长和DBR电流值的对应关系，确定待输出DBR电流值；使用差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值，所述差值为待输出DBR电流值与多个量程的差值；通过准量程输出待输出DBR电流值，以使激光器输出目标波长。由于本发明实施例中待输出DBR电流是通过使用待输出DBR电流值与多个量程的差值中差值小于电流阈值的准量程输出的；因此，输出待输出DBR电流时使用与该待输出DBR电流值接近的准量程输出的，在芯片bit位相同的条件下，使用量程小的准量程输出DBR电流值的精度较高。

Description

一种激光器的DBR电流的控制方法、装置以及光模块
技术领域
本发明实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种激光器的DBR电流的控制方法、装置以及光模块。
背景技术
密集波分复用是一种波长复用技术，指在同一根光纤上同时传输多个不同波长的光信号，每个波长承载着一个TDM等业务信号。随着密集波分复用技术的发展，人们成功研制出可调谐激光器，即在同一激光器模块上控制输出一定带宽内的不同波长，且这些波长和间隔满足国际电信联盟远程通信标准化组织(ITU-T)的要求。
可调谐激光器中单片集成分布式布拉格反射(Distributed Bragg Reflective，简称DBR)型激光器凭借其较快的波长切换速度和交款的波长调谐范围，被认为是光网络的关键器件之一，可能为可重构光网络提供自动波长配置、波长转换和波长路由功能，从而大大提高了网络的灵活性和宽带的利用率。DBR型激光器采用温度调制的方式结合电流调制的方式来实现波长调谐，具有高效快速的优点，其中，DBR型激光器指含有DBR区的激光器。
现有的可调谐激光器想要实现波长的精确输出就需要对其DBR区的电流实现精确控制，目前实现方式为使用微控制器/激光器的DBR电流控制装置(MicroprogrammedControl Unit，简称MCU)中集成有高精度14位以上的电流型数模转换(I-Digital AnalogConverter，简称IDAC)输出DBR电流，但是采用集成有高精度14位以上IDAC的MCU的所需的成本很高。
发明内容
本发明实施例提供一种激光器的分布式布拉格反射DBR电流的控制方法、装置以及光模块，用以提高输出DBR电流值的精度。
本发明实施例提供一种激光器的分布式布拉格反射DBR电流的控制方法，包括：根据目标波长和DBR电流值的对应关系，确定待输出DBR电流值；使用差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值，所述差值为待输出DBR电流值与多个量程的差值；通过准量程输出待输出DBR电流值，以使激光器输出目标波长。
本发明实施例提供一种激光器的DBR电流的控制装置，包括：确定单元，用于根据目标波长和DBR电流值的对应关系，确定待输出DBR电流值；处理单元，用于使用差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值，所述差值为待输出DBR电流值与多个量程的差值；通过准量程输出待输出DBR电流值，以使激光器输出目标波长。
本发明实施例中提供了一种光模块，包括：含有DBR区的激光器以及激光器的DBR电流的控制装置；其中，激光器的DBR电流的控制装置用于控制提供给激光器的DBR区的电流。
由于本发明实施例中待输出DBR电流是通过使用待输出DBR电流值与多个量程的差值中差值小于电流阈值的准量程输出的；因此，输出待输出DBR电流时使用与该待输出DBR电流值接近的准量程输出的，如此，在待输出DBR电流值较小时，确定出的准量程较小，在芯片bit位相同的条件下，使用量程小的准量程输出DBR电流值的精度较高，因此，通过本发明实施例可以提高输出DBR电流值的精度。
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要介绍。
图1为本发明实施例提供的一种系统架构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种激光器的DBR电流的控制方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种激光器的DBR电流与输出波长关系的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种激光器的DBR电流的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了应用本发明实施例的一种系统的示意性架构图。如图1所示，该系统可以包括终端设备101、激光器的DBR电流控制装置102、激光器103；终端设备101、激光器的DBR电流控制装置102以及激光器103通过无线连接或有线连接或其它方式连接。
终端设备101可以经无线接入网(Radio Access Network，简称RAN)与一个或多个核心网进行通信，终端设备可以指个人计算机(personal computer，简称PC)端、用户设备(User Equipment，简称UE)、接入终端、用户单元、无线通信设备、个人数字处理(PersonalDigital Assistant，简称PDA)、具有无线通信功能的手持设备以及未来5G网络中的终端设备等。终端设备用于向电激光器的DBR电流控制装置102输入待输出DBR电流值。
激光器的DBR电流控制装置102对终端设备输入的待输出DBR电流值进行处理，通过串行外设接口(Serial Peripheral Interface，简称SPI)通信协议或者两线式串行总线(Inter－Integrated Circuit)通讯或其他方式控制激光器使用合适的量程输出待输出DBR电流值。
激光器的DBR电流控制装置102对终端设备输入的待输出DBR电流值使用合适的量程输出到激光器103，通过改变激光器的DBR电流控制装置的输出量程来精确控制输出到激光器103的电流。激光器的DBR电流控制装置102可以是IDAC芯片。本发明实施例中IDAC芯片上的模数转换引脚与激光器的DBR电流控制装置102以及激光器103通过导线或者其他方式连接。
激光器103可以包括含有DBR区的激光器。含有DBR区的激光器通过改变各电极上的注入电流实现波长的调谐，注入电流的变化引起载流子浓度发生变化。可以从两个角度来解释DBR激光器的调谐机理：调谐机理1：注入电流引起载流子浓度发生变化，由于等离子效应导致折射率发生改变,从而实现波长调谐。调谐机理2：由于注入电流可以引起载流子浓度的变化，从而改变增益系数，增益系数通过K-K关系式改变折射率的实部，从而引起布喇格波长漂移。
图2示例性示出了本发明实施例提供的一种激光器的DBR电流的控制方法流程示意图。
基于图1所示的系统架构，如图2所示，本发明实施例提供的一种激光器的DBR电流的控制方法，包括以下步骤：
步骤S201，根据目标波长和DBR电流值的对应关系，确定待输出DBR电流值；
步骤S202，使用差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值，所述差值为待输出DBR电流值与多个量程的差值；
步骤S203，通过准量程输出待输出DBR电流值，以使激光器输出目标波长。
由于本发明实施例中待输出DBR电流是通过使用待输出DBR电流值与多个量程的差值中差值小于电流阈值的准量程输出的；因此，输出待输出DBR电流时使用与该待输出DBR电流值接近的准量程输出的，如此，在待输出DBR电流值较小时，确定出的准量程较小，在芯片bit位相同的条件下，使用量程小的准量程输出DBR电流值的精度较高，因此，通过本发明实施例可以提高输出DBR电流值的精度。
本发明实施例中，激光器包括DBR区的DBR电流和有源区的Bais电流，本发明实施例中针对的是DBR区的DBR电流的控制。该激光器可以输出一定带宽的不同波长。根据DBR激光器的调谐机理可以知在激光器上输入不同的电流，对应输出不同的波长。根据国际电信联盟电信标准(International Telecommunication Union，简称ITU)中的波长和间隔的要求，可以确定出激光器的目标波长。根据目标波长确定出该目标波长对应的待输出DBR电流值，将确定出来的待输出DBR电流值输入到PC端，PC端将该待输出电流输入到激光器的DBR电流控制装置进行处理，之后选择合适的准量程将DBR电流输出到激光器的DBR区，将待输出DBR电流值输入到激光器后，激光器会输出相应的目标波长，通过光谱仪测量可以测量激光器输出的目标波长。由于输入激光器的DBR电流控制装置的待输出DBR电流值受电路等的影响，输入的电流值不一定可以精确的输出到激光器，可能会需要通过不断调试待输出DBR电流值，不断测试激光器输出的波长直到达到目标波长。此时该目标波长对应的DBR电流值即为待输出DBR电流值；其中，目标波长满足ITU。
本发明实施例中，由于输入到激光器DBR区的DBR电流值的对激光器输出的波长影响比较大，特别是在待输出DBR电流值较小的情况下，待输出DBR电流值对激光器输出的波长影响更大。即待输出DBR电流值变化一个较小的值，波长的改变较大，甚至会漏掉几个目标波长，因此，在待输出DBR电流值较小的时候，需要用精度较高的激光器的DBR电流的控制装置可以精确地输出待输出DBR电流值，进而使得激光器输出的目标波长。
本发明实施例中提供了另一种可选地输出高精确DBR电流值的实现方式：使用差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值，所述差值为待输出DBR电流值与多个量程的差值，包括：确定出小于电流阈值的差值中的最小值；使用差值中最小值对应的准量程输出待输出DBR电流值。
本发明实施例中，以激光器的DBR电流的控制装置为IDAC芯片为例，IDAC芯片的bit位越高，输出的电流的精度越高，则相应的成本也越高。本发明实施例中可以实现在较低的IDAC芯片的bit位下，提高输出DBR电流值的精度。为了便于理解，本发明实施例中的以12位IDAC芯片的预设的量程分别为2mA、100mA为例来说明。
假设待输出DBR电流值为1.02mA；12位的IDAC的芯片的预设量程为2mA和100mA，使用待输出DBR电流值1.02mA与两个量程2mA和100mA的差值0.98mA和98.98mA中差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值。本发明实施例中，电流阈值的设置根据实际需要确定，通常将电流阈值设置的较小，特别是在待输出DBR电流值较小的时候，便于使用合适的量程来输出待输出DBR电流值。本发明实施例中，在该实施例中电流阈值设置为1mA，待输出DBR电流值为1.02mA与量程为2mA的差值为0.98mA，小于电流阈值，因此，使用2mA的准量程输出待输出DBR电流值1.02mA。如此，使用2mA的准量程输出，电流的精确度为2/4095，相比于使用全量程输出电流的精度100/4095来说，使用2mA的准量程输出1.02mA的精度更高。也就是说，在使用相同bit12位的IDAC的芯片的情况下，使用2mA的量程输出电流的精度比于使用100mA的量程输出的精度提高了50倍。本发明实施例中，待输出DBR电流值要小于量程
本发明实施例中，可以使用待输出DBR电流值与多个量程一个一个比较，将使用第一个确定出的待输出DBR电流值与量程的差值小于电流阈值的准量程输出。也可以先确定出多个量程中的每个量程与待输出的DBR电流值的差值，之后确定差值中的最小值，使用差值中的最小值对应的量程输出待输出DBR电流值。
图3示例性示出了本发明实施例提供的一种激光器的DBR电流与输出波长关系的示意图。如图3所示，横坐标表示待输出DBR电流值，纵坐标表示激光器的输出波长。I3-I6表示待输出DBR电流值，I6表示的电流大于I3表示的电流且I3-I6之间的间隔相等；λ1-λ5表示激光器输出的波长值，λ5表示的波长大于λ1表示的波长且λ1-λ5之间的间隔相等，每个间隔中还包括多个波长；如图3所示，在[0-I1]范围内，即小电流范围内，电流的变化对波长的影响比较大，即波长对电流的变化比较敏感；但是在[I3-I5]的范围内，电流的改变对波长的影响不明显。因此，本发明实施了中待输出DBR电流是通过使用待输出DBR电流值与多个量程的差值中差值小于电流阈值的准量程输出的；因此，输出待输出DBR电流时使用与该待输出DBR电流值接近的准量程输出的，如此，在待输出DBR电流值较小时，确定出的准量程较小，在芯片bit位相同的条件下，使用量程小的准量程输出DBR电流值的精度较高，因此，通过本发明实施例可以提高输出DBR电流值的精度。，而且在待输出DBR电流值较大时，确定出的准量程较大，实现的电流的大范围输出。
进一步，本发明实施例中，当待输出DBR电流值较小时，激光器上输入小电流对波长的影响比较敏感。因此，在待输出DBR电流值较小的时候，使用与待输出DBR电流值的差值小于电流阈值的量程输出，进而使得输出电流的精度高，因此，可以增加了激光器输出的目标波长的准确性。在电流较大的时候，激光器上输入的电流对波长的影响比较小，可以使用电大量程来的输出待输出DBR电流，可以满足大电流的输出；如此，既可以满足激光器输出波长的准确性又可以满足输出较大的待输出DBR电流值的需求。
可选地，通过激光器的DBR电流的控制装置的准量程输出待输出DBR电流，以使激光器输出目标波长，本发明实施例提供以下两种实现方式。
实现方式一
将准量程对应的开关闭合，以使激光器输出目标波长。即本发明实施例中可以对每个准量程外置小封装开关，通过程序控制目标量程对应的开关闭合，进而使得该激光器既满足待输出DBR电流较小时，输出精度高；又可以满足待输出DBR电流的较大，实现大电流输出。
实现方式二
配置准量程，以使激光器输出目标波长。即本发明实施例中，可以直接使用IDAC芯片配置电流驱动电路的准量程，进而使得该电流驱动电路既满足待输出DBR电流较小时，输出精度高；又可以满足待输出DBR电流的较大，实现大电流输出。
图4示例性示出了本发明实施例提供的一种激光器的DBR电流的控制装置的结构示意图。
基于相同构思，图4示例性示出了本发明实施例提供的一种激光器的DBR电流的控制装置的结构示意图。如图4所示，激光器的DBR电流的控制装置400包括确定单元401、处理单元402。其中：
确定单元，用于根据目标波长和DBR电流值的对应关系，确定待输出DBR电流值；
处理单元，用于使用差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值，所述差值为待输出DBR电流值与多个量程的差值；通过准量程输出待输出DBR电流值，以使激光器输出目标波长。
可选地，确定单元，用于：确定出小于电流阈值的差值中的最小值；处理单元，用于：使用差值中最小值对应的准量程输出待输出DBR电流值。
可选地，处理单元，包括：将准量程对应的开关闭合，以使激光器输出目标波长；或者；配置准量程，以使激光器输出目标波长。
本发明实施例中提供了一种光模块，包括：含有DBR区的激光器以及激光器的DBR电流的控制装置；其中，激光器的DBR电流的控制装置用于控制提供给激光器的DBR区的电流。
从上述内容可以看出：本发明实施例中，由于本发明实施例中待输出电流通过使用确定出的电流驱动电路的目标量程来输出；其中，电流驱动电路的目标量程与待输出电流的值的差值小于电流阈值。如此，在待输出电流的值较小时，确定出的电流驱动电路的目标量程较小，量程小对应的精度较高；在待输出电流的值较大时，确定出的电流驱动电路的目标量程较大，实现的电流输出范围大。
进一步，由于待输出电流较小时，电流驱动电路输出的电流对激光器的输出波长影响较大；因此，需要高精度的输出电流；本发明实施例中，在待输出电流较小时，使用的电流驱动电路的目标量程与待输出电流的值的差值小于电流阈值，即使用的电流驱动电路的输出量程较小，可以实现输出电流的精度高；进而，可以实现激光器输出波长的精确输出。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种激光器的分布式布拉格反射DBR电流的控制方法，其特征在于，包括：
根据目标波长和DBR电流值的对应关系，确定待输出DBR电流值；
使用差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值，所述差值为待输出DBR电流值与多个量程的差值；
通过准量程输出待输出DBR电流值，以使激光器输出目标波长。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，所述使用差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值，所述差值为待输出DBR电流值与多个量程的差值，包括：
确定出小于电流阈值的差值中的最小值；
使用差值中最小值对应的准量程输出待输出DBR电流值。
3.如权利要求1的方法，其特征在于，通过准量程输出待输出DBR电流值，以使激光器输出目标波长，包括：
将准量程对应的开关闭合，以使激光器输出目标波长；
或者；
配置准量程，以使激光器输出目标波长。
4.一种激光器的分布式布拉格反射DBR电流的控制装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于根据目标波长和DBR电流值的对应关系，确定待输出DBR电流值；
处理单元，用于使用差值小于电流阈值的准量程输出待输出DBR电流值，所述差值为待输出DBR电流值与多个量程的差值；通过准量程输出待输出DBR电流值，以使激光器输出目标波长。
5.如权利要求4的装置，其特征在于，确定单元，用于：
确定出小于电流阈值的差值中的最小值；
处理单元，用于：
使用差值中最小值对应的准量程输出待输出DBR电流值。
6.如权利要求4的装置，其特征在于，处理单元，包括：
将准量程对应的开关闭合，以使激光器输出目标波长；
或者；
配置准量程，以使激光器输出目标波长。
7.一种光模块，其特征在于，包括：含有DBR区的激光器以及激光器的DBR电流的控制装置；其中，激光器的DBR电流的控制装置用于控制提供给激光器的DBR区的电流。
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