CN107483111A - 一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法和装置 - Google Patents

一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提出的一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法和装置，基于校准映射关系确定与光模块当前温度值所对应的校准系数，并根据所述校准系数与所述光模块的光电流模拟量，确定所述光模块的发射光功率的校准值；其中，所述校准映射关系是用于表征光模块温度值与校准系数之间的关系，所述发射光功率的监测温度区间由分段温度节点划分为多个温度调整区间，各所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数根据该温度区间对应的分段温度节点确定。本申请提供的光模块的发射光功率的监测方法，采用分段校准的方式对光电流模拟量进行校准，可以有效的减小监测光模块的发射光功率时因温度变化而造成的监控误差。

Description

一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法和装置
技术领域
本申请属于光电控制领域，具体涉及一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法和光模块。
背景技术
数字诊断光模块(DDMI)也称智能模块，主要用于监控光模块运行过程中的动态参数，主要动态参数包括：温度、电压、Bias(偏置)电流、TxPower(发射光功率)、RxPower(接收光功率)等。其中对发射光功率监控主要是通过背光PD(光电探测器)监控激光器光源发射的光功率实现的。但是由于激光器出光的光耦合效率以及背光PD的监控误差会随温度变化而变化，因此监控值和实际光功率计测试值在不同的温度下出现不同的误差。
这种误差主要是光组件内部受热胀冷缩现象导致的，通过模块硬件电路无法规避此问题。现有技术中虽然采用的对监控值一次校准的方式减小监控值和实际光功率计测值之间的误差，但是由于监控值和实际光功率计测值之间的误差随温度的变化而变化，一次校准的方式并不能在光模块的温度变化较大时达到很好的校准效果。
因此如何减小光模块的发射光功率因温度变化而造成的监控误差，便成为亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法和装置，该方法根据获取的当前温度值所对应的校准系数和当前光模块的光电流模拟量，确定当前发射光功率的校准值，可以减小光模块的发射光功率因温度变化而造成的监控误差。
为了达到上述目的，本申请提出了一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法，其特征在于，包括，
基于校准映射关系确定与光模块当前温度值所对应的校准系数，并根据所述校准系数与所述光模块的光电流模拟量，确定所述光模块的发射光功率的校准值；
其中，所述校准映射关系是用于表征光模块温度值与校准系数之间的关系，所述发射光功率的监测温度区间由分段温度节点划分为多个温度调整区间，各所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数根据该温度区间对应的分段温度节点确定。
优选的，所述各所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数根据该温度区间对应的分段温度节点确定，具体包括，
获取各所述温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数；
根据所述各温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数设置各温度调整区间内的各温度值对应的校准系数。
优选的，所述根据所述各温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数设置各温度调整区间内的各温度值对应的校准系数，具体包括，
按照下述公式，设置所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数：
K＝K1+(K2-K1)(T-T1)/(T2-T1)；
其中，T为光模块当前温度值，T1，T2为需设置的温度调整区间对应的两个分段温度节点的温度值，T1＜T2，K1为温度为T1时对应的校准系数，K2为温度为T2时对应的校准系数。
优选的，该方法还包括，将低于所述监测温度区间的最低温度的温度值对应的校准系数设置为所述最低温度值对应的校准系数；
将高于所述监测温度区间的最高温度的温度值对应的校准系数设置为所述最高温度值对应的校准系数。
优选的，所述各分段温度节点对应的校准系数的获取方法包括，
根据各所述分段温度节点对应的发射光功率的监测值和发射光功率的实际测量值获取各所述分段温度节点对应的校准系数。
相应的，本申请还提出了一种光模块的发射光功率的监控装置，其特征在于，包括，处理模块，
所述处理模块，用于根据当前温度值基于校准映射关系所确定的校准系数，并根据所述校准系数与当前光模块的光电流模拟量，确定当前发射光功率的校准值；
其中，所述温度值与所述校准系数的映射关系，根据所述发射光功率的监测温度区间的分段温度节点对应的校准系数设置；
所述分段温度节点将所述发射光功率的监测温度区间分为多个温度调整区间。
优选的，所述处理模块，具体用于获取各所述温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数；
根据所述各温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数设置各温度调整区间内的各温度值对应的校准系数。
优选的，所述处理模块，具体用于按照下述公式，设置所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数：
K＝K1+(K2-K1)(T-T1)/(T2-T1)；
其中，T为光模块当前温度值，T1，T2为需设置的温度调整区间对应的两个分段温度节点的温度值，T1＜T2，K1为温度为T1时对应的校准系数，K2为温度为T2时对应的校准系数。
优选的，所述处理模块，还用于将低于所述监测温度区间的最低温度的温度值对应的校准系数设置为所述最低温度值对应的校准系数；
将高于所述监测温度区间的最高温度的温度值对应的校准系数设置为所述最高温度值对应的校准系数。
优选的，所述处理模块，用于根据各所述分段温度节点对应的发射光功率的监测值和发射光功率的实际测量值获取各所述分段温度节点对应的校准系数。
由此可见，与现有技术相比，本申请所提出的技术方案的有益技术效果包括：
本申请实施例提出的一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法和装置，基于校准映射关系确定与光模块当前温度值所对应的校准系数，并根据所述校准系数与所述光模块的光电流模拟量，确定所述光模块的发射光功率的校准值；其中，所述校准映射关系是用于表征光模块温度值与校准系数之间的关系，所述发射光功率的监测温度区间由分段温度节点划分为多个温度调整区间，各所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数根据该温度区间对应的分段温度节点确定。本申请提供的光模块的发射光功率的监测方法，采用分段校准的方式对光电流模拟量进行校准，可以有效的减小监测光模块的发射光功率时因温度变化而造成的监控误差。
附图说明
图1为本申请实施例提出的一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法的步骤流程图；
图2为本申请实施例提出的一种在具体的应用场景中设置各温度调整区间内各温度值对应的校准系数的方法的步骤流程图；
图3为使用本申请实施例提出的设置各温度调整区间内各温度值对应的校准系数的方法获取的校准系数随温度的变化曲线；
图4为本申请实施例提出的一种光模块的发射光功率的校准装置的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所述，现有技术中在监测发射光功率时，采用一次校准的方式对获取的发射光功率的监测值进行校准，但是由于激光器出光的光耦合效率以及背光PD的监控误差会随温度变化而变化，因此，采用一次校准的方式校准发射光功率的监测值会存在较大误差。
为了解决上述问题，本申请提出了一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法和装置，该方法根据获取的当前温度值所对应的校准系数和当前光模块的光电流模拟量，确定当前发射光功率的监测值，可以减小光模块的发射光功率因温度变化而造成的监控误差。
如图1所示，为本申请实施例提出的一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法的流程示意图。所述方法，包括
步骤S101：基于校准映射关系确定与光模块当前温度值所对应的校准系数，并根据所述校准系数与所述光模块的光电流模拟量，确定所述光模块的发射光功率的校准值；
其中，所述校准映射关系是用于表征光模块温度值与校准系数之间的关系，所述发射光功率的监测温度区间由分段温度节点划分为多个温度调整区间，各所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数根据该温度区间对应的分段温度节点确定。
在具体的应用场景中，一般使用下述公式获取发射光功率的校准值：
发射光功率的校准值＝光电流模拟量*校准系数。
由于监控值和实际光功率计测值之间的误差随温度的变化而变化，因此当温度值改变，相应的光电流模拟量的校准系数也会改变。本申请实施例中校准映射关系是用于表征光模块的温度值与校准系数之间的关系，该校准映射关系会根据温度变化对校准系数进行调整以减小温度在在监测发射光功率时的影响。
本申请实施例提出的技术方案中每个温度值对应校准系数的设置方法可以为：首先将发射光功率的监测温度区间划分为多个温度调整区间，再使用该温度调整区间对应的分段温度节点确定温度调整区间内的各温度对应的校准系数的方式来设置各温度值对应的校准系数。因此，本申请实施例提出的技术方案中每个温度值对应的校准系数都与该温度值所处的温度调整区间对应的分段温度节点相关，实现对获取的光模块的光电流模拟量分段校准。
在确定了校准映射关系后，使用本申请提出的方法对获取的光电流模拟量进行校准时，首先需要获取光模块的当前温度值，再根据当前温度值和校准映射关系确定当前光电流模拟量的校准系数，最后使用该校准系数对当前光电流模拟量进行校准获取发射光功率的校准值。
在实施本申请实施例的技术方案时，会根据实际情况将需监测的温度范围全部纳入到所述监测温度区间，但是在存在例外情形时，可以将低于所述监测温度区间的最低温度的温度值对应的校准系数设置为所述最低温度值对应的校准系数；将高于所述监测温度区间的最高温度的温度值对应的校准系数设置为所述最高温度值对应的校准系数。
需要说明的是，在设置不在所述监测温度区间的温度值对应的校准系数时，还可以通过增加分段温度节点等方式进行设置，而本申请实施例提出的低于所述监测温度区间的最低温度的温度值对应的校准系数设置为所述最低温度值对应的校准系数；将高于所述监测温度区间的最高温度的温度值对应的校准系数设置为所述最高温度值对应的校准系数仅是在设置不在所述监测温度区间的温度值对应的校准系数时一种优选的实施方式。
在实施本申请实施例提出的预设发射光光功率的监测温度区间的分段温度节点时，设置的分段温度节点的个数可以根据实际情形进行设置。理论上设置的分段节点个数越多，获取的发射光功率的校准值越精确。但是在具体的应用场景中，设置的分段节点个数过多，各温度值对应的校准系数时的设置难度也会相应增大。因此，在实际应用时需根据精度要求合理选择分段温度节点的个数。一般情况下可以设置低温温度节点，常温温度节点和高温温度节点将所述监测温度区间划分。
需要说明的是，设置低温温度节点，常温温度节点和高温温度节点将所述监测温度区间划分只是实施本申请实施例的技术方案的一种优选实施方
式，在可以根据设置的分段温度节点可以设置温度调整区间内各温度值对应的校准系数的前提下，在监测区间内设置的分段温度节点的个数并不会影响本申请的保护范围。
在具体的应用场景中，可以根据分段温度节点对应发射光功率的监测值和发射光功率的实际测量值获取该温度值对应的校准系数。
在具体的应用场景中，在根据各温度调整区间对应的分段温度节点设置各温度调整区间内的各温度值对应的校准系数时，可以使用如下公式设置各温度调整区间内各温度值对应的校准系数：K＝K1+(K2-K1)(T-T1)/(T2-T1)；其中，T为光模块当前温度值，T1，T2为需设置的温度调整区间对应的两个分段温度节点的温度值，T1＜T2，K1为温度为T1时对应的校准系数，K2为温度为T2时对应的校准系数。
与现有技术相比，本申请实施例所提出的技术方案的有益技术效果包括：
本申请实施例提出的一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法和装置，基于校准映射关系确定与光模块当前温度值所对应的校准系数，并根据所述校准系数与所述光模块的光电流模拟量，确定所述光模块的发射光功率的校准值；其中，所述校准映射关系是用于表征光模块温度值与校准系数之间的关系，所述发射光功率的监测温度区间由分段温度节点划分为多个温度调整区间，各所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数根据该温度区间对应的分段温度节点确定。本申请提供的光模块的发射光功率的监测方法，采用分段校准的方式对光电流模拟量进行校准，因此，在校准光模块的光电流模拟量时获取的校准系数会随温度做出适应性调整，可以有效的减小监测光模块的发射光功率时因温度变化而造成的监控误差。
下面将结合本申请中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
如图2所示为本申请实施例提出的一种设置各温度调整区间内各温度值对应的校准系数的方法的步骤流程图。
步骤S201：设定温度TA-TC为发射光功率的监测温度区间，将TA设为低温分段温度节点TA、将TC设为高温分段温度节点，使用常温分段温度节点TB将发射光功率的监测温度区间分为2个温度调整区间。将低于TA的温度作为低温区间，将高于TC的温度作为高温区间。
步骤S202：根据各分段温度节点对应的发射光功率的监测值和发射光功率的实际测量值获得低温分段温度节点对应的校准系数为KA，常温分段温度节点对应的校准系数为KB,高温分段温度节点对应的校准系数为KC。
步骤S203：根据KA、KB设置TA-TB之间温度值对应的校准系数，根据KB、KC设置TB-TC之间温度值对应的校准系数。
具体设置方式为：根据公式K＝KA+(KB-KA)(T-TA)/(TB-TA)设置TA-TB之间温度值对应的校准系数。
根据公式K＝KB+(KC-KB)(T-TB)/(TC-TB)设置TA-TB之间温度值对应的校准系数。
步骤S204：将低于TA的温度值对应的校准系数设为KA；将高于TC的温度值对应的校准系数设为KC。
根据本申请实施例提出的设置各温度值对应的校准系数，最终获得如图3所示的校准系数随温度的变化曲线。
在具体的应用场景中，根据上述方法设置的各温度值对应校准系数对获取光模块的光电流模拟量进行校准。具体为：获取当前光电流模拟量ADC和当前温度值T，并根据当前温度值T所对应的校准系数K和所述当前光模块的光电流模拟量ADC，确定当前发射光功率的校准值Y。
即：Y＝ADC*K；其中，Y为当前发射光功率的校准值；ADC为当前光电流模拟量；K为当前温度值T所对应的校准系数。
为更清楚地说明本申请前述实施例提供的方案，基于与上述方法同样的发明构思，本申请实施例还提出了一种光模块的发射光功率的监控装置，其结构图如图4所示。该监控装置包括，处理模块410，处理模块410，用于根据当前温度值基于校准映射关系所确定的校准系数，并根据所述校准系数与当前光模块的光电流模拟量，确定当前发射光功率的校准值。
其中，所述温度值与所述校准系数的映射关系，根据所述发射光功率的监测温度区间的分段温度节点对应的校准系数设置；所述分段温度节点将所述发射光功率的监测温度区间分为多个温度调整区间。
优选的，所述处理模块410，具体用于获取各所述温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数；
根据所述各温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数设置各温度调整区间内的各温度值对应的校准系数。
优选的，所述处理模块410，具体用于按照下述公式，设置所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数：
K＝K1+(K2-K1)(T-T1)/(T2-T1)；
其中，T为光模块当前温度值，T1，T2为需设置的温度调整区间对应的两个分段温度节点的温度值，T1＜T2，K1为温度为T1时对应的校准系数，K2为温度为T2时对应的校准系数。
优选的，所述处理模块410，还用于将低于所述监测温度区间的最低温度的温度值对应的校准系数设置为所述最低温度值对应的校准系数；
将高于所述监测温度区间的最高温度的温度值对应的校准系数设置为所述最高温度值对应的校准系数。
优选的，所述处理模块410根据各所述分段温度节点对应的发射光功率的监测值和发射光功率的实际测量值获取各所述分段温度节点对应的校准系数。
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实施例可以通过硬件实现，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，本发明实施例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，或网络侧设备等)执行本发明实施例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实施例所必须的。
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。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。
以上公开的仅为本发明实施例的几个具体实施场景，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明实施例的业务限制范围。

Claims (10)

1.一种基于温度的光模块发射光功率的校准方法，其特征在于，包括，
基于校准映射关系确定与光模块当前温度值所对应的校准系数，并根据所述校准系数与所述光模块的光电流模拟量，确定所述光模块的发射光功率的校准值；
其中，所述校准映射关系是用于表征光模块温度值与校准系数之间的关系，所述发射光功率的监测温度区间由分段温度节点划分为多个温度调整区间，各所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数根据该温度区间对应的分段温度节点确定。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数根据该温度区间对应的分段温度节点确定，具体包括，
获取各所述温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数；
根据所述各所述温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数设置各温度调整区间内的各温度值对应的校准系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述各所述温度调整区间对应的分段温度节点设置各所述温度调整区间内的各温度值对应的校准系数，具体包括，
按照下述公式，设置所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数：
K＝K1+(K2-K1)(T-T1)/(T2-T1)；
其中，T为光模块当前温度值，T1，T2为需设置的温度调整区间对应的两个分段温度节点的温度值，T1＜T2，K1为温度为T1时对应的校准系数，K2为温度为T2时对应的校准系数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括，
将低于所述监测温度区间的最低温度的温度值对应的校准系数设置为所述最低温度值对应的校准系数；
将高于所述监测温度区间的最高温度的温度值对应的校准系数设置为所述最高温度值对应的校准系数。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述各分段温度节点对应的校准系数的获取方法包括，
根据各所述分段温度节点对应的发射光功率的监测值和发射光功率的实际测量值获取各所述分段温度节点对应的校准系数。
6.一种光模块的发射光功率的校准装置，其特征在于，包括，处理模块，
所述处理模块，用于根据当前温度值基于校准映射关系所确定的校准系数，并根据所述校准系数与当前光模块的光电流模拟量，确定当前发射光功率的校准值；
其中，所述温度值与所述校准系数的映射关系，根据所述发射光功率的监测温度区间的分段温度节点对应的校准系数设置；
所述分段温度节点将所述发射光功率的监测温度区间分为多个温度调整区间。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体用于获取各所述温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数；
根据所述各所述温度调整区间对应的分段温度节点对应的校准系数设置各所述温度调整区间内的各温度值对应的校准系数。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体用于按照下述公式，设置所述温度调整区间内各温度值对应的校准系数：
K＝K1+(K2-K1)(T-T1)/(T2-T1)；
其中，T为光模块当前温度值，T1，T2为需设置的温度调整区间对应的两个分段温度节点的温度值，T1＜T2，K1为温度为T1时对应的校准系数，K2为温度为T2时对应的校准系数。
9.如权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，还用于将低于所述监测温度区间的最低温度的温度值对应的校准系数设置为所述最低温度值对应的校准系数；
将高于所述监测温度区间的最高温度的温度值对应的校准系数设置为所述最高温度值对应的校准系数。
10.如权利要求6-8任一项所述的监控装置，其特征在于，
所述处理模块，用于根据各所述分段温度节点对应的发射光功率的监测值和发射光功率的实际测量值获取各所述分段温度节点对应的校准系数。
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