CN110071768B - 一种调制激光器输出光功率的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种调制激光器输出光功率的控制方法。所述控制方法包括步骤：获取调制器初始电流值；获取当前状态下调制器电流值；根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个目标电流值；将调制器电流值调节至小于目标电流值。通过获取调制器初始电流值和当前状态下调制器电流值及其变化速度，不断推算更新目标电流值，将调制器电流值调节至小于目标电流值，借此使调制激光器的光吸收比率保持稳定，而达到输出光功率的恒定，保证调制激光器的正常使用。

Description

一种调制激光器输出光功率的控制方法
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种调制激光器输出光功率的控制方法。
背景技术
电吸收调制器(EAM，Electro Absorption Modulator)是利用半导体中激子吸收效应制作而成的光信号调制器件，因其具有响应速度快，功耗低的特点，而被广泛应用于高速光纤通信中信号的调制编码。
调制激光器(EML)为电吸收调制器(EAM)与DFB激光器(LD)的集成器件，是由利用量子限制Stark效应(QCSE)工作的电吸收调制器和利用内光栅耦合确定波长的DFB激光器集成的体积小、波长啁啾低的高性能光通信用光源，为当前国内外高速光纤传输网中信息传输载体的通用理想光源。
调制激光器长时间工作后会出现老化的现象，而调制激光器老化可能出现一些问题，输出光功率降低是其一。
电吸收调制器的原理是用电压改变光信道的折射来产生调制作用。随环境变化折射效果会有些微改变导致吸光率增加，因而输出光功率降低，影响调制激光器的正常使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种调制激光器输出光功率的控制方法，克服现有的调制激光器因老化输出光功率降低，影响正常使用的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种调制激光器输出光功率的控制方法，包括步骤：
获取调制器初始电流值；
获取当前状态下调制器电流值；
根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个目标电流值；
将调制器电流值调节至小于目标电流值。
本发明的更进一步优选方案是：所述根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个目标电流值包括步骤：
获取调制器电流的初始值；
实时监测获取调制器电流的当前值与上一监测值并进行比较；
若调制器电流的当前值超过上一监测值，获取目标电流值；
将调制器电流值调节至小于目标电流值。
本发明的更进一步优选方案是：所述根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个目标电流值还包括步骤：
若调制器电流的当前值小于上一监测值，重复实时监测获取调制器电流的当前值与上一监测值。
本发明的更进一步优选方案是：所述根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个目标电流值还包括步骤：
若调制器电流的当前值与上一监测值相比超过一预设值，获取目标电流值。
本发明的更进一步优选方案是：所述预设值为上一监测值的a％，其中，a为正数。
本发明的更进一步优选方案是：通过调高调制器的偏压值将调制器电流值调节至小于目标电流值。
本发明的更进一步优选方案是：所述控制方法还包括步骤：
将调制器的偏压值调高0.02V，监测获取调制器电流的当前值；
直到调制器电流的当前值小于目标电流值为一循环。
本发明的更进一步优选方案是：所述控制方法还包括步骤：
监测获取调制器的偏压值并与预设的偏压值进行比较；
若调制器的偏压值超过预设的偏压值，停止调制激光器输出光功率的调节。
本发明的更进一步优选方案是：所述目标电流值通过以下公式计算获取：
EAMIT＝EAMIN-(EAMIN-EAMIo)*(EAMIN/EAMII)*n,其中，EAMIT为调制器的目标电流值，EAMIN为调制器电流的当前值，EAMIO为调制器电流的上一监测值，EAMII为调制器电流的初始值，n为常系数。
本发明的更进一步优选方案是：所述常系数n根据调制激光器的电路设计及调制激光器特性进行设置。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，通过获取调制器初始电流值和当前状态下调制器电流值并根据当前状态下调制器电流值及其变化速度，不断推算更新获取目标电流值，将调制器电流值调节至小于目标电流值，借此使调制激光器的光吸收比率保持稳定，而达到输出光功率的恒定，保证调制激光器的正常使用。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的调制激光器输出光功率的控制方法的流程框图；
图2是本发明的推算获取下一目标电流值的流程框图；
图3是本发明的调制激光器输出光功率的控制方法的具体实施流程框图；
图4是本发明的调制激光器中调制器的偏压电路的电阻网络示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1及图2所示，本发明提供一种调制激光器输出光功率的控制方法的优选实施例。
一种调制激光器输出光功率的控制方法，包括步骤：
S11、获取调制器初始电流值；
S12、获取当前状态下调制器电流值；
S13、根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个目标电流值；
S14、将调制器电流调节至小于目标电流值。
由于调制激光器的长时间工作后会出现老化的现象，其调制器电流会增大，导致输出光功率降低，通过获取调制器初始电流值和当前状态下调制器电流值并根据当前状态下调制器电流值及其变化速度，不断推算更新获取目标电流值，将调节器电流调节至小于目标电流值，借此使调制激光器的光吸收比率保持稳定，而达到输出光功率的恒定，保证调制激光器的正常使用。
其中，调制激光器的光吸收比率是指调制器电流与激光器光电流的比值。在调制激光器中，调制激光器电流为调制器电流与激光器光电流的和，将调制器电流调节至小于推算更新的目标电流值，使光功率吸收比率保持稳定，在光吸收比率保持稳定的情况下，调制激光器中调制器的折射系数才会保持稳定，此时，调制激光器的输出光功率便保持稳定。
参考图2，在步骤S13中，所述根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个目标电流值包括步骤：
S21、获取调制器电流的初始值；
S22、实时监测获取调制器电流的当前值与上一监测值并进行比较；
S23、若调制器电流的当前值超过上一监测值，获取目标电流值；
S26、将调制器电流值调节至小于目标电流值。
通过获取比较调制器电流的当前值和上一监测值来监测调制器电流是否异常，监测调制激光器的输出光功率是否异常，调制器电流增大表征调制激光器的输出光功率降低。在调制器电流的当前值超过上一监测值，获取目标电流值，并及时将调制器电流值调节至小于目标电流值，保证调制激光器输出光功率处于正常状态。
在步骤13中，所述根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个目标电流值还包括步骤：
若调制器电流的当前值小于上一监测值，重复实时监测获取调制器电流的当前值与上一监测值。
其中，在步骤S23中，还具体包括步骤：
若调制器电流的当前值与上一监测值相比超过一预设值，获取目标电流值。
当调制器电流的当前值与上一监测值相比超过这一预设值，则调制激光器处于异常工作的状态，其输出光功率相比于正常工作状态下低。根据调制器电流的当前值及其变化速度不断更新获取目标电流值，将调制器电流调节至此目标电流值，使调制激光器的输出光功率处于正常工作状态，保持输出光功率的稳定。
其中，所述预设值与调制器电流的上一监测值相关。具体地，所述预设值为上一监测值的a％，其中，a为正数，其具体数值根据实际调制激光器的相关设计电路、调制激光器特性通过实验进行确定。
本实施例中，通过调高调制器的偏压值将调制器的电流值调节至小于目标电流值。
具体地，在步骤S23后，所述控制方法还包括步骤：
S24、将调制器的偏压值调高0.02V，监测获取调制器电流的当前值；
S25、直到调制器电流的当前值小于目标电流值为一循环。
在通过调高调制器的偏压值来调节调制器电流的过程中，通过每一次将调制器的偏压值调高0.02V，并在调高后监测获取调制器电流的当前值并与目标电流值进行比较，当调制器电流的当前值还超过目标电流值时，继续将偏压值调高0.02V，直至监测获取的当前值小于目标电流值，此时，在调节调制器的偏压值，直到调制器电流的当前值小于目标电流值为一循环，当调制器电流的当前值小于目标电流值，便可停止调节，调制激光器的输出光功率恢复到正常工作状态。通过以0.02V的幅度调节调制器的偏压值，避免调制激光器工作的突变，减少对调制激光器工作的影响。当然，在其他实施例中，调制器的偏压值的调节幅度也可根据实际电路设计来确定。本实施例中优选以0.02V的幅度进行调节。
本实施例中，在整个调制激光器输出光功率的控制调节过程中，所述控制方法还包括步骤：
监测获取调制器的偏压值并与预设的偏压值进行比较；
若调制器的偏压值超过预设的偏压值，停止调制激光器输出光功率的调节。
通过调整调制器的偏压值来调节调制器电流值，由于调制器偏压值的调整会影响调制激光器的其他性能，而且调制器不会有过大的变化，当调制器的偏压值调高到一定值时，调制激光器的其他性能会发生改变，且说明调制激光器已老化过度，因此，预设一偏压值，在整个调制激光器输出光功率的控制调节过程中，实时监测获取调制器的偏压值并与预设的偏压值比较，当偏压值超过预设的偏压值时，调制激光器的其他性能会出现异常，停止对调制激光器输出光功率的调节。
本实施例中，在步骤S23中，所述目标电流值通过以下公式计算获取：
EAMIT＝EAMIN-(EAMIN-EAMIo)*(EAMIN/EAMII)*n,其中，EAMIT为调制器的目标电流值，EAMIN为调制器电流的当前值，EAMIO为调制器电流的上一监测值，EAMII为调制器电流的初始值，n为常系数。
其中，所述常系数n根据调制激光器的电路设计及其特性进行设置。
如图3所示，图3是本发明的调制激光器输出光功率的控制方法的具体实施流程框图。
参考图3，所述调制激光器输出光功率的控制方法包括步骤：
S31、对调制器电流的初始值和偏压值进行初始化，且预设一数模转换器的输出电压(为调制器偏压值的负值)：init_iea＝now_iea，init_vea＝inital_setting，max_vea(DAC)＝init_vea(DAC)-0.2V；S32、不断监测更新调制器电流的上一监测值：old_iea＝now_iea；S33、每隔5s监测获取一次调制器电流的当前值now_iea；S34、判断now_iea>old_iea+0.3mA是否成立；S35、计算获取调制器的目标电流值target_iea＝now_iea-(now_iea-old_iea)*(now_iea/init_iea)*1.3；S36、将当前的数模转化器的输出电压降低0.02V；S37、判断now_iea>target_iea是否成立；S38、判断vea(DAC)<max_vea(DAC)是否成立。
具体地，步骤S34中，若now_iea>old_iea+0.3mA成立，则执行步骤S35，若不成立，则执行步骤S33。步骤S37中，若now_iea>target_iea成立，则返回执行步骤S36，若不成立，则执行步骤S38。步骤S38中，若vea(DAC)<max_vea(DAC)不成立，则返回执行步骤S32，若成立，则结束调制激光器输出光功率的调节。
其中，步骤S36中，因调制器的偏压值是通过微处理器的数模转换器产生的，调制器的偏压值为数模转换器的输出电压的负值，所以减少数模转换器的输出电压，便会增大对应的调制器的偏压值。
以及，步骤S34中，0.3mA为预设值，其值为监测获取的调制器电流的上一监测值的10％，其值根据实际电路设计和调制激光器特性确定。
以及，步骤S35中，参数1.3是根据实际电路设计确定的。具体地，参考图4，图4是调制激光器中调制器Modulator的偏压电路的电阻网络设计，其中，电阻R1为15欧姆，电阻R2为50欧姆，实际的总调制器电流为20mA，电阻R29的电流为16mA，根据偏压电路的电阻网络，可知总调制器电流约为所测调制器电流的1.3倍。
本发明的调制激光器输出光功率的控制方法能实现调制激光器在出现老化现象后，仍能保持调制激光器输出光功率的稳定输出，保证调制激光器的正常使用。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种调制激光器输出光功率的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括步骤：
获取调制器初始电流值；
获取当前状态下调制器电流值；
根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个 目标电流值；
将调制器电流值调节至小于 目标电流值；
所述根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个 目标电流值包括步骤：
获取调制器电流的初始值；
实时监测获取调制器电流的当前值与上一监测值并进行比较；
若调制器电流的当前值超过上一监测值，获取目标电流值；
将调制器电流值调节至小于目标电流值；
所述目标电流值通过以下公式计算获取：
EAMIT＝EAMIN-(EAMIN-EAMIo)*(EAMIN/EAMII)*n,其中，EAMIT为调制器的目标电流值，EAMIN为调制器电流的当前值，EAMIO为调制器电流的上一监测值，EAMII为调制器电流的初始值，n为常系数。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个 目标电流值还包括步骤：
若调制器电流的当前值小于上一监测值，重复实时监测获取调制器电流的当前值与上一监测值。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据当前状态下调制器电流值及其变化速度推算获取下一个 目标电流值还包括步骤：
若调制器电流的当前值与上一监测值相比超过一预设值，获取目标电流值。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述预设值为上一监测值的a％，其中，a为正数。
5.根据权利要求1-4任一所述的控制方法，其特征在于，通过调高调制器的偏压值将调制器电流值调节至小于目标电流值。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括步骤：
将调制器的偏压值调高0.02V，监测获取调制器电流的当前值；
直到调制器电流的当前值小于目标电流值为 一循环 。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括步骤：
监测获取调制器的偏压值并与预设的偏压值进行比较；
若调制器的偏压值超过预设的偏压值，停止调制激光器输出光功率的调节。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述常系数n根据调制激光器的电路设计及调制激光器特性进行设置。
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