CN112671469A - 基于dml的波长控制方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于DML的波长控制方法，包括：获取DML输出的波长，并将波长和预设波长进行对比；当波长大于预设上限波长时，确定DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法；当波长小于预设下限波长时，确定DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法；获取DML的偏置电流和发射光功率，根据波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、偏置电流和发射光功率，对DML的输出波长进行控制。本发明还公开了一种基于DML的波长控制装置、系统和存储介质。本发明通过波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法对DML输出的波长进行控制，并对DML的偏置电流和输出的光功率进行调节，以保证波长控制在有效规格范围内，提高了产品的可靠性。

Description

基于DML的波长控制方法、装置、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及基于DML的波长控制方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

光通信是指以激光作为载体、以光纤作为传输媒介的通信方式。随着云计算、物联网和虚拟数据中心的普及，人们对更高带宽的需求推动了光通信市场的发展，也推动着高带宽网络的发展，其中，以IP为代表的数据业务的急剧增长，以及Internet在全球范围内的迅速发展，使得网络带宽的需求不断增加，从而出现了“光纤耗尽”、对带宽“无限渴求”的现象。

如何提高通信系统的带宽已成为焦点问题，而波分复用技术(WDM)正是解决这一问题的关键技术，通过波分复用技术可在一根光纤里同时传输多路光信号，能大量减少光纤铺设数量，从而更有效地提供带宽。

在高速光模块领域中，由于EML(Electlro-absorption Modulated Laser，电吸收调制激光器)传输距离远，啁啾小，目前一般采用EML来控制激光器的波长，而随着DML(Directly Modulated Laser，直接调制激光器)特性的提高，包括啁啾现象的进一步改善和DML带宽的进一步提高，使得DML开始逐步取代EML。

将DML应用于产品的生产制造工艺时，若DML输出的波长偏移情况严重，会导致产品的可靠性降低，在实际现网应用中会出现链路信号大量丢失的情况。因此，如何通过DML进行波长控制，特别是多通道DML激光器的波长控制，成为光通信研发人员的重要研究方向。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种基于DML的波长控制方法、装置、系统及存储介质，旨在解决DML输出的波长偏移严重，导致产品的可靠性降低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种基于DML的波长控制方法，所述方法包括如下步骤：

获取DML输出的波长，并将所述波长和预设波长进行对比；

当所述波长大于预设上限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法；

当所述波长小于预设下限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法；

获取所述DML的偏置电流和发射光功率，根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述DML包括温度控制单元、光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，所述获取所述DML的偏置电流和发射光功率，根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制的步骤包括：

当所述波长控制算法为波长偏上限控制算法时，获取所述DML的初始温度，并通过所述温度控制单元将所述初始温度降低至目标温度；

获取所述DML的初始发射光功率，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率升高至第一光功率；

获取所述DML的初始偏置电流，通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流减小至第一目标偏置电流；

基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，对所述DML的输出波长进行控制的步骤包括：

基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，控制所述DML输出第一目标光功率，并检测所述第一目标光功率是否在预设光功率范围内；

若是，则基于所述第一目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述DML包括光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，所述根据所述波长控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制的步骤包括：

当所述波长控制算法为波长偏下限控制算法时，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率降低至第二光功率；

通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流增大至第二目标偏置电流；

基于所述第二光功率、所述第二目标偏置电流，控制所述DML输出第二目标光功率，并检测所述第二目标光功率是否在预设光功率范围内；

若是，则基于所述第二目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述光路耦合光功率控制单元还包括准直透镜和准直透镜耦合控制子单元，所述通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节的步骤包括：

通过所述准直透镜耦合控制子单元耦合所述准直透镜的三维位置，以对所述初始发射光功率进行调节。

优选地，所述对所述DML的输出波长进行控制的步骤之后，还包括：

实时检测所述DML的输出波长是否在预设波长范围内；

若不在预设波长范围内，则根据所述输出波长，重新对所述DML的输出波长进行控制。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于DML的波长控制装置，所述基于DML的波长控制装置包括：

波长对比模块，用于获取DML输出的波长，并将所述波长和预设波长进行对比；

第一确定模块，用于当所述波长大于预设上限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法；

第二确定模块，用于当所述波长小于预设下限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法；

波长控制模块，用于获取所述DML的偏置电流和发射光功率，根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述DML包括温度控制单元、光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，所述波长控制模块还用于：

当所述波长控制算法为波长偏上限控制算法时，获取所述DML的初始温度，并通过所述温度控制单元将所述初始温度降低至目标温度；

获取所述DML的初始发射光功率，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率升高至第一光功率；

获取所述DML的初始偏置电流，通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流减小至第一目标偏置电流；

基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述波长控制模块还用于：

基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，控制所述DML输出第一目标光功率，并检测所述第一目标光功率是否在预设光功率范围内；

若是，则基于所述第一目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述DML包括光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，所述波长控制模块还用于：

当所述波长控制算法为波长偏下限控制算法时，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率降低至第二光功率；

通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流增大至第二目标偏置电流；

基于所述第二光功率、所述第二目标偏置电流，控制所述DML输出第二目标光功率，并检测所述第二目标光功率是否在预设光功率范围内；

若是，则基于所述第二目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述光路耦合光功率控制单元还包括准直透镜和准直透镜耦合控制子单元，所述波长控制模块还用于：

通过所述准直透镜耦合控制子单元耦合所述准直透镜的三维位置，以对所述初始发射光功率进行调节。

优选地，所述基于DML的波长控制装置还包括实时检测单元，所述实时检测单元用于：

实时检测所述DML的输出波长是否在预设波长范围内；

若不在预设波长范围内，则根据所述输出波长，重新对所述DML的输出波长进行控制。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于DML的波长控制系统，应用于多通道DML，所述基于DML的波长控制系统包括偏置电流控制单元、光器件单元、温度控制单元、光路耦合光功率控制单元、光功率及波长检测单元，

所述偏置电流控制单元通过激光器差分驱动芯片为所述DML提供偏置电流；

所述光器件单元包括不同波长的多个激光器；

所述温度控制单元通过热电制冷器控制芯片对多通道DML进行温度控制；

所述光路耦合光功率控制单元包括准直透镜、集成薄膜滤波器、汇聚透镜、耦合控制子单元，其中，所述准直透镜用于将激光器发出的发散光转换为平行光输出，所述集成薄膜滤波器用于将多路经过所述准直透镜后的平行光转换成单路平行光输出，所述汇聚透镜用于将所述单路平行光进行汇聚输出，所述耦合控制子单元用于根据波长控制算法对所述准直透镜进行光路耦合控制，以输出光功率；

所述光功率及波长检测单元用于实时检测激光器的发射光功率和中心波长，为所述DML的波长控制算法提供发射光功率及波长参数。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有基于DML的波长控制程序，所述基于DML的波长控制程序被处理器执行时实现如上所述的基于DML的波长控制方法的步骤。

本发明提出的基于DML的波长控制方法，通过获取DML输出的波长，并将波长和预设波长进行对比；当波长大于预设上限波长时，确定DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法；当波长小于预设下限波长时，确定DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法；获取DML的偏置电流和发射光功率，根据波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、偏置电流和发射光功率，对DML的输出波长进行控制。本发明通过波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法对DML输出的波长进行控制，并对DML的偏置电流和输出的光功率进行调节，保证波长控制在有效规格范围内，提高了产品的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的系统结构示意图；

图2为本发明基于DML的波长控制方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明基于DML的波长控制方法四通道DML激光器LANWDM的波长控制系统结构框图；

图4为本发明基于DML的波长控制方法光路耦合光功率控制单元的功能结构框图；

图5为本发明基于DML的波长控制方法n通道DML激光器LANWDM的波长控制系统结构框图；

图6为本发明基于DML的波长控制方法中的波长控制算法为波长偏上限控制算法的流程示意图；

图7为本发明基于DML的波长控制方法中的波长控制算法为波长偏下限控制算法的流程示意图；

图8为本发明基于DML的波长控制方法较佳实施例的功能模块示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的系统结构示意图。

本发明实施例系统包括偏置电流控制单元、光器件单元、温度控制单元、光路耦合光功率控制单元、光功率及波长检测单元等。

如图1所示，该系统可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的系统结构并不构成对系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于DML的波长控制程序。

其中，操作系统是管理和控制基于DML的波长控制系统与软件资源的程序，支持网络通信模块、用户接口模块、基于DML的波长控制程序以及其他程序或软件的运行；网络通信模块用于管理和控制网络接口1002；用户接口模块用于管理和控制用户接口1003。

在图1所示的基于DML的波长控制系统中，所述基于DML的波长控制系统通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于DML的波长控制程序，并执行下述基于DML的波长控制方法各个实施例中的操作。

基于上述硬件结构，提出本发明基于DML的波长控制方法实施例。

参照图2，图2为本发明基于DML的波长控制方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括：

步骤S10，获取DML输出的波长，并将所述波长和预设波长进行对比；

本实施例基于DML的波长控制方法运用于光通信研究的基于DML的波长控制系统中，尤其是多通道DML的波长控制系统中。在本实施例中，基于DML的波长控制系统包括偏置电流控制单元、光器件单元、温度控制单元、光路耦合光功率控制单元、光功率及波长检测单元等，参照图3，图3为本发明基于DML的波长控制方法四通道DML激光器LANWDM(局域网波分复用)的波长控制系统结构框图。其中，偏置电流(BIAS电流)控制单元包括偏置电流控制单元1、偏置电流控制单元2、偏置电流控制单元3、偏置电流控制单元4，用于为LANWDM的激光器提供偏置电流，BIAS电流控制单元内部可采用激光器差分驱动芯片来实现；光器件单元包括激光器1、激光器2、激光器3、激光器4这四路LANWDM激光器，激光器的中心波长分别为1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm、1308.09nm；温度控制单元用于采用热电制冷器控制芯片实现四路激光器的温度控制，且DML的温度与波长存在一个温度系数，这个温度系数一般是(0.08nm-0.1nm)/℃，且温度升高时激光器输出的波长增加，温度降低时激光器输出的波长降低；光路耦合光功率控制单元包括光路耦合光功率控制单元1、光路耦合光功率控制单元2、光路耦合光功率控制单元3、光路耦合光功率控制单元4，参照图4，每个光路耦合光功率控制单元内部包括激光器、Lens准直透镜(球状准直透镜)、TFF BLOCK(集成薄膜滤波器)、汇聚透镜、耦合控制单元，具体的，激光器用于输出发射功率为P0的发散光，Lens准直透镜用于将发散光转换为平行光输出，TFF BLOCK用于将四路经过Lens准直透镜后的平行光转换成单路平行光输出，汇聚透镜用于将经过TFF BLOCK后的单路平行光进行汇聚输出，Lens耦合控制单元用于根据精准的波长控制算法，对Lens准直透镜进行光路耦合控制，以控制DML输出需要的光功率P1；光功率及波长检测单元包括光功率及波长检测单元1、光功率及波长检测单元2、光功率及波长检测单元3、光功率及波长检测单元4，用于实时检测DML四个通道的激光器的发射光功率和中心波长，为多通道DML激光器LANWDM的波长控制算法提供发射光功率及波长参数。

需要说明的是，本发明基于DML的波长控制方法可以推广到多通道DML激光器LANWDM的波长控制系统中，如图5所示，图5为本发明基于DML的波长控制方法n通道DML激光器LANWDM的波长控制系统结构框图，其中，n为自然数。n通道DML激光器LANWDM的波长控制系统包括n个偏置电流控制单元、n个激光器组成的光器件单元、n个光路耦合光功率控制单元、n个光功率及波长检测单元。

随着云计算、物联网和虚拟数据中心的普及，人们对更高带宽的需求推动了光通信市场的发展。光纤通信从1G模拟通信到5G的高速度、低延时、大容量、万物互联，推动着高带宽网络的发展。在高速光模块领域，基于VCSEL(Vertical-Cavity Surface-EmittingLaser，垂直腔面发射激光器)的SWDM(短波分复用)、DML的CWDM(粗波分复用)、LANWDM技术的发展，波分复用技术(WDM)应运而生，通过波分复用技术可在一根光纤里同时传输多路光信号，能大量减少光纤铺设数量，从而更有效地提供带宽。且波分复用技术在100G高速光模块中广泛应用，特别是具有四路激光器100G SWDM4100m(采用SWDM4技术，传输距离为100m)、100G CWDM4 2km(采用CWDM4技术，传输距离为2km)、100G LANWDM 10km-30km(采用LANWDM技术，传输距离为10km-30km)的光模块中。

由于EML(Electlro-absorption Modulated Laser，电吸收调制激光器)传输距离远，啁啾小，目前一般采用EML来控制激光器的波长，其中，一个光脉冲的啁啾即为其瞬时频率随时间的变化而变化的特性，啁啾越小，光传输性能越好。而随着DML激光器特性的提高，包括啁啾现象的改善，激光器带宽的提高，DML开始逐步取代EML，并大量应用于以太网，Telecom(电信)2km-30km的长距离传输的光模块中。但将DML应用于产品的生产制造工艺时，若DML输出的波长偏移情况严重，会导致产品的可靠性较低。因此，如何通过DML进行波长控制，成为光模块设计开发人员的重要研究方向。

在本实施例中，由于DML在晶圆制造工艺控制中光栅波长控制存在偏差，会导致DML输出的波长会出现波长偏上限或偏下限的情况，使得DML输出的波长不符合出厂规格。从DML的检测单元中获取DML输出的波长，并将波长和预设波长进行对比，可根据不同的波长选择不同的波长控制算法，从而有效地保证DML每路光输出的波长控制在出厂规格范围内，提高了产品的可靠性。

步骤S20，当所述波长大于预设上限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法；

在本实施例中，若符合出厂规格的预设上限波长为λb和预设下限波长为λa，那么，可确定符合出厂规格的波长范围为λa≤λ≤λb。当检测到DML输出的波长大于预设上限波长时，也即波长偏上限时，确定DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法，以针对波长偏上限的波长进行调节，减小DML输出的波长，从而控制DML输出符合出厂规格的波长。

步骤S30，当所述波长小于预设下限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法。

在本实施例中，当检测到DML输出的波长小于预设下限波长时，也即波长偏下限时，确定DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法，以针对波长偏下限的波长进行调节，增大DML输出的波长，从而控制DML输出符合出厂规格的波长。

步骤S40，获取所述DML的偏置电流和发射光功率，根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

在本实施例中，将DML应用于产品的生产制造工艺时，只有当DML输出符合出厂规格的波长，才能保证产品的可靠性。针对不同波长偏移情况的波长，采用不同的波长控制算法，例如，当DML输出的波长偏上限时，可采用波长偏上限控制算法对DML的输出波长进行控制；当DML输出的波长偏下限时，可采用波长偏下限控制算法对DML的输出波长进行控制，以控制DML输出符合出厂规格的波长。

进一步地，所述DML包括温度控制单元、光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，步骤S40还包括：

步骤a1，当所述波长控制算法为波长偏上限控制算法时，获取所述DML的初始温度，并通过所述温度控制单元将所述初始温度降低至目标温度；

在本实施例中，需要先根据DML供应商提供的出厂测试数据，设定DML的初始温度，如初始化设置激光器的温度为T1，也即DML的初始温度为T1，以使DML发射激光。由于多通道DML通常是共用一个热电制冷器(ThermoElectric Cooler，TEC)控制芯片，所以激光器的温度都是统一控制的，例如，可通过终端软件将TEC控制芯片进行复位，从而将DML的温度设置为初始温度T1。参照图6，图6为波长偏上限控制算法的流程示意图，当检测到DML输出的波长λ大于预设上限波长λb，也即波长控制算法为波长偏上限控制算法时，需要通过温度控制单元对DML的温度进行调节，可通过TEC控制芯片控制热电制冷器进入制冷状态以降低DML的温度，例如，控制热电制冷器进入制冷状态，并将DML的管芯温度降低5℃，观察此时DML输出的波长是否向短波长方向调整。若观察到DML输出的波长向短波长方向变化时，则可控制温度控制单元停止降温操作，将此时DML的温度作为目标温度，以控制DML输出符合出厂规格的波长。

步骤a2，获取所述DML的初始发射光功率，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率升高至第一光功率；

在本实施例中，也需要先根据DML供应商提供的出厂测试数据，将DML的发射光功率进行初始化设置，也即将DML的发射光功率设置为初始发射光功率。当检测到波长大于预设上限波长时，则需要通过光路耦合光功率控制单元对DML的初始发射光功率进行调节，以将DML的初始发射光功率P0升高至第一光功率P1，可通过终端，如上位机控制光路耦合光功率控制单元将DML的发射光功率升高，以使DML输出的波长向短波长方向调整，以检测DML在第一光功率下能否输出符合出厂规格的波长。

进一步地，所述光路耦合光功率控制单元还包括准直透镜和准直透镜耦合控制子单元，所述通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节的步骤包括：

步骤a21，通过所述准直透镜耦合控制子单元耦合所述准直透镜的三维位置，以对所述初始发射光功率进行调节。

在本实施例中，DML的每一路只需要一个Lens准直透镜，如四路的DML就有四个Lens准直透镜，对于单路的DML就只有一个Lens准直透镜，准直透镜耦合控制子单元会根据对应的波长控制算法，对准直透镜进行光路耦合控制，通过耦合准直透镜在预设坐标系中的三维位置，从而控制DML输出需要的光功率。例如，若检测到多通道DML输出的波长大于预设上限波长，可通过改变其中一路或多路的准直透镜在预设坐标系中的三维位置，观察DML输出的波长是否向短波长方向调整，若是，则可停止准直透镜三维位置的耦合操作，在准直透镜处于当前的三维位置时，控制DML输出波长。

步骤a3，获取所述DML的初始偏置电流，通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流减小至第一目标偏置电流；

在本实施例中，对激光器应施加偏置电流是为了减小工艺制程中的电光延迟，抑制在较高速率调制下可能出现的张弛振荡，保证激光器正常工作。通过偏置电流控制单元直接调节DML的偏置电流，可对DML输出的光信号进行调制，进一步调节DML输出的光功率，以控制DML输出符合出厂规格的波长。当检测到DML输出的波长大于预设上限波长时，通过偏置电流控制单元将DML的初始偏置电流减小至第一目标偏置电流，以进一步调节DML输出的光功率，控制DML输出的波长向短波长方向调整。

步骤a4，基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，对所述对所述DML的输出波长进行控制。

在本实施例中，由于DML的波长受注入的偏置电流、激光器温度和输出光功率的影响，因此，可根据目标温度、第一光功率、第一目标偏置电流等参数，对DML的输出波长进行控制。在对DML进行温度调节、光功率调节和偏置电流调节过程中，通过光功率及波长检测单元实时检测DML输出的光功率和中心波长，具体的，通过将DML输出的光功率P、中心波长λ分别与协议要求的光功率范围、波长范围进行检测，以确定DML输出的光功率和波长是否都满足规格，如协议要求的光功率范围可为：Pa≤P≤Pb，波长范围可为：λa≤λ≤λb，也即预设上限波长为λb，预设下限波长为λa。在检测到DML输出的光功率在预设光功率范围内之后，再通过将波长与协议规则的波长指标进行比对，也即将DML输出的波长与预设波长范围进行比较，当波长小于预设下限波长时，进入DML的波长偏下限控制子流程，通过波长偏下限控制算法对波长进行控制；当波长大于预设上限波长时，进入DML的波长偏上限控制子流程，通过波长上限控制算法对波场进行控制，从而实现对多通道DML进行波长控制。

进一步地，步骤a4还包括：

步骤a41，基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，控制所述DML输出第一目标光功率，并检测所述第一目标光功率是否在预设光功率范围内；

在本实施例中，通过温控控制单元将DML的初始温度降低至目标温度、通过光路耦合光功率控制单元将DML的初始发射光功率升高至第一光功率、通过偏置电流控制单元将DML的初始偏置电流减小至第一目标偏置电流，以控制DML输出符合预设光功率范围的光功率，若控制DML经过温度、光功率、偏置电流等参数的调节后，DML输出的光功率为第一目标光功率，通过检测该第一目标光功率是否在预设光功率范围内，以对DML的输出波长进行控制。

步骤a42，若是，则基于所述第一目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

在本实施例中，在检测到DML输出的第一目标光功率在预设光功率范围内之后，也即检测到第一目标光功率满足规格后，再对DML的输出波长进行检测，以确定DML输出的波长是否符合出厂规格。若检测到DML输出的波长仍大于预设上限波长，则需要重新根据DML的输出波长进行调节，即通过再次降低DML的温度、升高光功率、减小偏置电流，以控制DML输出符合出厂规格的波长。

需要说明的是，DML的温度、光功率、偏置电流等参数的再次变化值，可与前一次对应参数的变化值相同，也可不相同；具体的变化值可根据DML的输出波长与预设波长范围的偏移程度决定。

进一步地，所述DML包括光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，所述根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制的步骤包括：

步骤b1，当所述波长控制算法为波长偏下限控制算法时，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率降低至第二光功率；

在本实施例中，当检测到DML输出的波长小于预设下限波长时，波长控制算法为波长偏下限控制算法，参照图7，图7为波长偏下限控制算法的流程示意图，通过光路耦合光功率控制单元降低DML的发射光功率，以进一步控制DML输出符合出厂规格的波长。具体的，可通过终端，如上位机控制光路耦合光功率控制单元将DML输出的光功率由初始发射光功率降低至第二光功率，具体的，光路耦合光功率控制单元还包括准直透镜和准直透镜耦合控制子单元。当检测到DML输出的波长小于预设下限波长时，准直透镜耦合控制子单元会根据波长下限控制算法，对准直透镜进行光路耦合控制，通过耦合准直透镜在预设坐标系中的三维位置，使DML输出的波长向长波长方向调整，从而使DML输出符合出厂规格的波长。

步骤b2，通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流增大至第二目标偏置电流；

在本实施例中，当检测到DML输出的波长小于预设下限波长时，通过偏置电流控制单元将DML的初始偏置电流增大至第二目标偏置电流，以进一步调节DML输出的光功率，控制DML输出的波长向长波长方向调整。

步骤b3，基于所述第二光功率、所述第二目标偏置电流，控制所述DML输出第二目标光功率，并检测所述第二目标光功率是否在预设光功率范围内；

在本实施例中，控制DML输出的光功率降低至第二光功率、偏置电流增大至第二目标偏置电流后，需要对当前DML输出的第二目标光功率进行调节，具体的，通过检测第二目标光功率是否在预设光功率范围内，以确定经过调整后的DML输出的光功率是否满足规格。

步骤b4，若是，则基于所述第二目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

在本实施例中，在检测到DML输出的第一目标光功率在预设光功率范围内之后，再对DML的输出波长进行检测，以确定DML输出的波长是否符合出厂规格。若检测到DML输出的波长仍不符合出厂规格，则需要重新根据DML的输出波长进行调节，以控制DML输出符合出厂规格的波长；若检测到DML输出的波长符合出厂规格，则控制DML输出波长。

需要说明的是，虽然当DML输出的波长小于预设下限波长时，也可以通过升高DML的温度对输出波长进行控制，但波长偏下限时，通过增大偏置电流和降低光功率可以实现将DML的输出波长控制在预设波长范围内，而且升高DML的温度，会大大降低DML的效率，也会影响DML的使用寿命。因此，采用波长下限控制算法时，一般不需要温度控制单元升高DML的温度。而采用波长上限控制算法时，通过减小偏置电流和升高光功率不足以控制DML输出符合出厂规格的波长，还需要通过降低DML的温度来辅助控制。

本实施例基于DML的波长控制方法，通过获取DML输出的波长，并将波长和预设波长进行对比；当波长大于预设上限波长时，确定DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法；当波长小于预设下限波长时，确定DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法；获取DML的偏置电流和发射光功率，根据波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、偏置电流和发射光功率，对DML的输出波长进行控制。本发明通过波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法对DML输出的波长进行控制，并对DML的偏置电流和输出的光功率进行调节，保证波长控制在有效规格范围内，提高了产品的可靠性。

进一步地，基于本发明基于DML的波长控制方法第一实施例，提出本发明基于DML的波长控制方法第二实施例。

基于DML的波长控制方法的第二实施例与基于DML的波长控制方法的第一实施例的区别在于，所述对所述DML的输出波长进行控制的步骤之后，还包括：

步骤c，实时检测所述DML的输出波长是否在预设波长范围内；

在本实施例中，DML还包括光功率及波长检测单元，用于实时检测DML输出的光功率和波长是否符合出厂规格。具体的，在检测到DML输出的光功率在预设光功率范围内之后，还需要检测DML输出的波长是否在预设波长范围内，以确定DML输出的波长是否符合出厂规格，实时保证波长控制在出厂规格范围内，提高了产品的可靠性。

步骤d，若不在预设波长范围内，则根据所述输出波长，重新对所述DML的输出波长进行控制。

在本实施例中，若检测到DML的输出波长在预设波长范围内，也即此时DML输出的波长符合出厂规格，则控制DML输出波长；若检测到DML输出的波长不在预设波长范围内，则根据DML此时输出的波长，重新对所述DML的输出波长进行控制，如通过波长偏上限控制算法或波长偏下限控制算法对DML的输出波长进行控制。

本实施例基于DML的波长控制方法，实时检测DML输出的波长是否在预设波长范围内，若检测到DML输出的波长不在预设范围内，则及时对DML的波长进行调整，以实时保证DML输出的波长控制在出厂规格范围内，提高了产品的可靠性。

本发明还提供一种基于DML的波长控制装置。参照图8，本发明基于DML的波长控制装置包括：

波长对比模块10，用于获取DML输出的波长，并将所述波长和预设波长进行对比；

第一确定模块20，用于当所述波长大于预设上限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法；

第二确定模块30，用于当所述波长小于预设下限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法；

波长控制模块40，用于获取所述DML的偏置电流和发射光功率，根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述DML包括温度控制单元、光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，所述波长控制模块还用于：

当所述波长控制算法为波长偏上限控制算法时，获取所述DML的初始温度，并通过所述温度控制单元将所述初始温度降低至目标温度；

获取所述DML的初始发射光功率，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率升高至第一光功率；

获取所述DML的初始偏置电流，通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流减小至第一目标偏置电流；

基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述波长控制模块还用于：

基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，控制所述DML输出第一目标光功率，并检测所述第一目标光功率是否在预设光功率范围内；

若是，则基于所述第一目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述DML包括光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，所述波长控制模块还用于：

当所述波长控制算法为波长偏下限控制算法时，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率降低至第二光功率；

通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流增大至第二目标偏置电流；

基于所述第二光功率、所述第二目标偏置电流，控制所述DML输出第二目标光功率，并检测所述第二目标光功率是否在预设光功率范围内；

若是，则基于所述第二目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

优选地，所述光路耦合光功率控制单元还包括准直透镜和准直透镜耦合控制子单元，所述波长控制模块还用于：

通过所述准直透镜耦合控制子单元耦合所述准直透镜的三维位置，以对所述初始发射光功率进行调节。

优选地，所述基于DML的波长控制装置还包括实时检测单元，所述实时检测单元用于：

实时检测所述DML的输出波长是否在预设波长范围内；

若不在预设波长范围内，则根据所述输出波长，重新对所述DML的输出波长进行控制。

本发明还提供一种存储介质。

本发明存储介质上存储有基于DML的波长控制程序，所述基于DML的波长控制程序被处理器执行时实现如上所述的基于DML的波长控制方法的步骤。

其中，在所述处理器上运行的基于DML的波长控制程序被执行时所实现的方法可参照本发明基于DML的波长控制方法各个实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端系统(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络系统等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书与附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.基于直接调制激光器DML的波长控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

获取DML输出的波长，并将所述波长和预设波长进行对比；

当所述波长大于预设上限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法；

当所述波长小于预设下限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法；

获取所述DML的偏置电流和发射光功率，根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

2.如权利要求1所述的基于DML的波长控制方法，其特征在于，所述DML包括温度控制单元、光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，所述获取所述DML的偏置电流和发射光功率，根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制的步骤包括：

当所述波长控制算法为波长偏上限控制算法时，获取所述DML的初始温度，并通过所述温度控制单元将所述初始温度降低至目标温度；

获取所述DML的初始发射光功率，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率升高至第一光功率；

获取所述DML的初始偏置电流，通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流减小至第一目标偏置电流；

基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，对所述DML的输出波长进行控制。

3.如权利要求2所述的基于DML的波长控制方法，其特征在于，所述基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，对所述DML的输出波长进行控制的步骤包括：

基于所述目标温度、所述第一光功率、所述第一目标偏置电流，控制所述DML输出第一目标光功率，并检测所述第一目标光功率是否在预设光功率范围内；

若是，则基于所述第一目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

4.如权利要求2所述的基于DML的波长控制方法，其特征在于，所述DML包括光路耦合光功率控制单元和偏置电流控制单元，所述根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制的步骤包括：

当所述波长控制算法为波长偏下限控制算法时，通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节，以将所述初始发射光功率降低至第二光功率；

通过所述偏置电流控制单元将所述初始偏置电流增大至第二目标偏置电流；

基于所述第二光功率、所述第二目标偏置电流，控制所述DML输出第二目标光功率，并检测所述第二目标光功率是否在预设光功率范围内；

若是，则基于所述第二目标光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

5.如权利要求2或4所述的基于DML的波长控制方法，其特征在于，所述光路耦合光功率控制单元还包括准直透镜和准直透镜耦合控制子单元，所述通过所述光路耦合光功率控制单元对所述初始发射光功率进行调节的步骤包括：

通过所述准直透镜耦合控制子单元耦合所述准直透镜的三维位置，以对所述初始发射光功率进行调节。

6.如权利要求1所述的基于DML的波长控制方法，其特征在于，所述对所述DML的输出波长进行控制的步骤之后，还包括：

实时检测所述DML的输出波长是否在预设波长范围内；

若不在预设波长范围内，则根据所述输出波长，重新对所述DML的输出波长进行控制。

7.一种基于DML的波长控制装置，其特征在于，所述基于DML的波长控制装置包括：

波长对比模块，用于获取DML输出的波长，并将所述波长和预设波长进行对比；

第一确定模块，用于当所述波长大于预设上限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏上限控制算法；

第二确定模块，用于当所述波长小于预设下限波长时，确定所述DML的波长控制算法为波长偏下限控制算法；

波长控制模块，用于获取所述DML的偏置电流和发射光功率，根据所述波长偏上限控制算法/波长偏下限控制算法、所述偏置电流和所述发射光功率，对所述DML的输出波长进行控制。

8.一种基于DML的波长控制系统，其特征在于，应用于多通道DML，所述基于DML的波长控制系统包括偏置电流控制单元、光器件单元、温度控制单元、光路耦合光功率控制单元、光功率及波长检测单元，

所述偏置电流控制单元通过激光器差分驱动芯片为所述DML提供偏置电流；

所述光器件单元包括不同波长的多个激光器；

所述温度控制单元通过热电制冷器控制芯片对多通道DML进行温度控制；

所述光路耦合光功率控制单元包括准直透镜、集成薄膜滤波器、汇聚透镜、耦合控制子单元，其中，所述准直透镜用于将激光器发出的发散光转换为平行光输出，所述集成薄膜滤波器用于将多路经过所述准直透镜后的平行光转换成单路平行光输出，所述汇聚透镜用于将所述单路平行光进行汇聚输出，所述耦合控制子单元用于根据波长控制算法对所述准直透镜进行光路耦合控制，以输出光功率；

所述光功率及波长检测单元用于实时检测激光器的发射光功率和中心波长，为所述DML的波长控制算法提供发射光功率及波长参数。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于DML的波长控制程序，所述基于DML的波长控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的基于DML的波长控制方法的步骤。

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