CN111327358A - 用于补偿光器件跟踪误差的控制方法和控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于补偿光器件跟踪误差的控制方法和控制系统，该控制方法包括：给定在第一工作温度下光器件的第一目标光功率；获取光器件的实际发射光功率；如果实际发射光功率与第一目标光功率之间的差值大于预设功率差值，则根据实际发射光功率与第一目标光功率之间的差值大于预设功率差值得到第二目标光功率；向自动功率控制电路输入第二目标光功率，以通过自动功率控制电路控制激光器的工作电流。本发明具有如下优点：可以控制光模块的TE处于协议标准的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及光通信系统，具体涉及一种用于补偿光器件跟踪误差的控制方法和控制系统。
背景技术
光器件(Optical Sub-Assembly，OSA)生产过程中，跟踪误差(Tracking Error，TE)是评价其性能的一个重要指标，当TE＞±3dB时，不符合协议要求，也不能满足实际工程使用要求。
现阶段OSA的TE性能，尤其是单纤双向光器件(Bi-Directional Optical Sub-Assembly，BOSA)的TE性能很难进行控制，不同批次之间甚至同批次不同个体之间可能会存在较大差异，无一致性。光器件TE性能不合格，会导致光器件报废，无法使用，生产损耗很大。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
本申请的发明人经过大量创造性的劳动发现，光模块的TE主要是光模块的光器件(OSA)造成的。OSA在耦合焊接时存在应力，工作环境温度变化导致应力释放，使光器件的光路发生位移，导致光模块发射光功率和其监控值不同，从而产生TE。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，可以控制光模块的TE处于协议标准的范围内。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，包括以下步骤：给定在第一工作温度下光器件的第一目标光功率，其中，所述光器件包括激光器和光路模块，通过自动功率控制电路控制所述激光器的工作电流，以使在所述第一工作温度下所述光器件的发射光功率等于所述第一目标光功率；获取所述光器件的实际发射光功率；如果所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值大于预设功率差值，则根据所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率；向所述自动功率控制电路输入所述第二目标光功率，以通过所述自动功率控制电路控制所述激光器的工作电流。
根据本发明实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，使用自动功率控制(Automatic Power Control，APC)电路对光器件的TE进行自动调整，并在光模块的实际发射光功率与在第一温度下(即标准温度下)的第一目标光功率差值超出了预设功率差值时，通过调整向APC电路输入的目标功率，从而控制光模块的TE处于协议标准的范围内。
另外，根据本发明上述实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，所述根据所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率的步骤包括：如果所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值大于零，则降低所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率。
进一步地，所述减小所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率的步骤，具体包括：逐步降低所述第一目标光功率，将与所述光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为所述第二目标光功率。
可选地，所述根据所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率的步骤包括：如果所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值小于零，则提升所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率。
进一步地，所述提升所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率的步骤，具体包括：逐步提升所述第一目标光功率，将与所述光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为所述第二目标光功率。
本发明的第二个目的在于提出一种用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，可以控制光模块的TE处于协议标准的范围内。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，包括：
实际光功率获取模块，用于获取光器件的实际发生光功率，其中，所述光器件包括激光器和光路模块；自动功率控制电路，用于控制所述激光器的工作电流；控制模块，用于给定在第一工作温度下所述光器件的第一目标光功率，并将所述第一目标光功率输入给所述自动功率控制电路，以使在所述第一工作温度下所述光器件的发射光功率等于所述第一目标光功率，所述控制模块还用于在所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值大于预设功率差值时，根据所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率，并向所述自动功率控制电路输入所述第二目标光功率。
根据本发明实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，使用自动功率控制(Automatic Power Control，APC)电路对光器件的TE进行自动调整，并在光模块的实际发射光功率与在第一温度下(即标准温度下)的第一目标光功率差值超出了预设功率差值时，通过调整向APC电路输入的目标功率，从而控制光模块的TE处于协议标准的范围内。
另外，根据本发明上述实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，所述控制模块具体用于在所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值大于零时，降低所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率。
进一步地，所述控制模块进一步用于逐步降低所述第一目标光功率，将与所述光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为所述第二目标光功率。
可选地，所述控制模块具体用于在所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值小于零时，提升所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率。
进一步地，所述控制模块进一步用于逐步提升所述第一目标光功率，将与所述光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为所述第二目标光功率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法的流程图；
图2是本发明一个实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法中APC电路光器件的TE进行自动调整的原理图；
图3是本发明一个实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述本发明。
图1是本发明一个实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法的流程图。如图1所示，本发明的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，包括以下步骤：
S1:给定在第一工作温度下光器件的第一目标光功率。
图2是本发明一个实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法中APC电路光器件的TE进行自动调整的原理图。如图2所示，光器件包括激光器(即激光器CHIP)和光路模块(即OSA光路)。控制模块通过APC电路与光器件相连。激光器CHIP发射光功率C是指光器件内部还未通过OSA光路耦合输出的光功率值，是通过对激光器CHIP进行背光检测得到的电流值确定的。光模块发射光功率E是指经过OSA光路耦合输出到外部的光功率，即光器件的实际发射光功率。
控制模块给定在第一工作温度下光器件的第一目标光功率。其中，第一工作温度可以为常温(例如25℃)，则第一目标功率为常温下该光器件的实际发射光功率。当光器件的工作温度不变(即始终工作在常温)时，光器件的发射光功率等于第一目标光功率，第一目标光功率定义为E0。当光器件的温度变化后，激光器CHIP发光效率发生变化，导致C发生变化。此时APC电路开始工作，根据背光检测值向激光器驱动芯片补偿一个功率值D，由A+D作为激光器驱动芯片的输入功率，然后由激光器驱动芯片驱动激光器CHIP，使得激光器CHIP发射光功率C保持不变。
S2：获取光器件的实际发射光功率，实际发射光功率定义为E1。
S3：如果实际发射光功率与第一目标光功率之间的差值大于预设功率差值(例如为3db)，即︱E1-E0︱>3db时，则根据实际发射光功率与第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率，第二目标光功率定义为E2。
在本发明的一个实施例中，在步骤S3中，如果︱E1-E0︱>3db的情况下且E1-E0>0时，即E1-E0>3db，此时降低E0会使得︱E1-E0︱随着降低，因此通过降低E0得到E2。进一步地，当︱E1-E0︱>3db的情况下且E1-E0>0时，逐步降低E1并在每次降低E1重新检测︱E1-E0︱，将与光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为第二目标光功率E2，可以避免一次性降低过多的光功率值导致出现E1-E0<-3db的情况。
在本发明的另一个实施例中，在步骤S3中，如果︱E1-E0︱>3db的情况下且E1-E0<0时E1-E0<-3db，即，此时提升E0会使得︱E1-E0︱随着降低，因此通过提升E0得到E2。进一步地，当︱E1-E0︱>3db的情况下且E1-E0<0时，逐步提升E1并在每次提升E1重新检测︱E1-E0︱，将与光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为第二目标光功率E2，可以避免一次性提升过多的光功率值导致出现E1-E0>3db的情况。
S4：向自动功率控制电路(APC电路)输入第二目标光功率(E2)，以通过自动功率控制电路控制激光器的工作电流。
根据本发明实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，使用自动功率控制(Automatic Power Control，APC)电路对光器件的TE进行自动调整，并在光模块的实际发射光功率与在第一温度下(即标准温度下)的第一目标光功率差值超出了预设功率差值时，通过调整向APC电路输入的目标功率，从而控制光模块的TE处于协议标准的范围内。
图3是本发明一个实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统的结构框图。如图3所示，本发明实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，包括实际光功率获取模块100、自动功率控制电路200和控制模块300。
其中，实际光功率获取模块100用于获取光器件的实际发生光功率。其中，光器件包括激光器和光路模块。自动功率控制电路200用于控制激光器的工作电流。控制模块300用于给定在第一工作温度下光器件的第一目标光功率，并将第一目标光功率输入给自动功率控制电路200，以使在第一工作温度下光器件的发射光功率等于第一目标光功率。控制模块300还用于在实际发射光功率与第一目标光功率之间的差值大于预设功率差值时，根据实际发射光功率与第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率，并向自动功率控制电路200输入第二目标光功率。
根据本发明实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，使用自动功率控制(Automatic Power Control，APC)电路对光器件的TE进行自动调整，并在光模块的实际发射光功率与在第一温度下(即标准温度下)的第一目标光功率差值超出了预设功率差值时，通过调整向APC电路输入的目标功率，从而控制光模块的TE处于协议标准的范围内。
可选地，控制模块300具体用于在实际发射光功率与第一目标光功率之间的差值大于零时，降低第一目标光功率得到第二目标光功率。
进一步地，控制模块300进一步用于逐步降低第一目标光功率，将与光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为第二目标光功率。
可选地，控制模块300具体用于在实际发射光功率与第一目标光功率之间的差值小于零时，提升第一目标光功率得到第二目标光功率。
进一步地，控制模块300进一步用于逐步提升第一目标光功率，将与光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为第二目标光功率。
需要说明的是，本发明实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统的具体实施方式与本发明实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法的具体实施方式类似，具体参见用于补偿光器件跟踪误差的控制方法部分的描述，为了减少冗余，不做赘述。
另外，本发明实施例的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法和控制系统的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
给定在第一工作温度下光器件的第一目标光功率，其中，所述光器件包括激光器和光路模块，通过自动功率控制电路控制所述激光器的工作电流，以使在所述第一工作温度下所述光器件的发射光功率等于所述第一目标光功率；
获取所述光器件的实际发射光功率；
如果所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值大于预设功率差值，则根据所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率；
向所述自动功率控制电路输入所述第二目标光功率，以通过所述自动功率控制电路控制所述激光器的工作电流。
2.根据权利要求1所述的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率的步骤包括：
如果所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值大于零，则降低所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率。
3.根据权利要求2所述的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，其特征在于，所述减小所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率的步骤，具体包括：
逐步降低所述第一目标光功率，将与所述光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为所述第二目标光功率。
4.根据权利要求1所述的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率的步骤包括：
如果所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值小于零，则提升所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率。
5.根据权利要求4所述的用于补偿光器件跟踪误差的控制方法，其特征在于，所述提升所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率的步骤，具体包括：
逐步提升所述第一目标光功率，将与所述光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为所述第二目标光功率。
6.一种用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，其特征在于，包括：
实际光功率获取模块，用于获取光器件的实际发生光功率，其中，所述光器件包括激光器和光路模块；
自动功率控制电路，用于控制所述激光器的工作电流；
控制模块，用于给定在第一工作温度下所述光器件的第一目标光功率，并将所述第一目标光功率输入给所述自动功率控制电路，以使在所述第一工作温度下所述光器件的发射光功率等于所述第一目标光功率，所述控制模块还用于在所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值大于预设功率差值时，根据所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值得到第二目标光功率，并向所述自动功率控制电路输入所述第二目标光功率。
7.根据权利要求6所述的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，其特征在于，所述控制模块具体用于在所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值大于零时，降低所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率。
8.根据权利要求7所述的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，所述控制模块进一步用于逐步降低所述第一目标光功率，将与所述光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为所述第二目标光功率。
9.根据权利要求6所述的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，其特征在于，所述控制模块具体用于在所述实际发射光功率与所述第一目标光功率之间的差值小于零时，提升所述第一目标光功率得到所述第二目标光功率。
10.根据权利要求9所述的用于补偿光器件跟踪误差的控制系统，其特征在于，所述控制模块进一步用于逐步提升所述第一目标光功率，将与所述光器件的实际发射光功率相等时的光功率作为所述第二目标光功率。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: Control method and control system for compensating tracking error of optical device Effective date of registration: 20210924 Granted publication date: 20210813 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Co.,Ltd. Zibo High tech Branch Pledgor: CHINA CLOUD ELECTRO OPTICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980009818 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20221109 Granted publication date: 20210813 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Co.,Ltd. Zibo High tech Branch Pledgor: CHINA CLOUD ELECTRO OPTICS TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2021980009818 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Control methods and systems for compensating tracking errors in optical devices Effective date of registration: 20230823 Granted publication date: 20210813 Pledgee: Zibo sub branch of qishang Bank Co.,Ltd. Pledgor: CHINA CLOUD ELECTRO OPTICS TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980053410 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20210813 Pledgee: Zibo sub branch of qishang Bank Co.,Ltd. Pledgor: CHINA CLOUD ELECTRO OPTICS TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980053410 |