CN115857121B - 一种多通道光模块波长调试方法和光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多通道光模块波长调试方法，包括如下步骤：确定TEC初始温度，并绘制各通道的温度‑光功率曲线；获取光模块各通道的目标波长上、下限值所对应的温度T_上和T_下，以及各通道左、右安全边界温度T_左'和T_右'；比较每一个通道的T_上、T_下、T_左'、T_右'，产品合格时，将其中按从小到大顺序中间两个值分别记录为T₁和T₂；比较各通道的T₁与T₂，产品合格时取各个通道的T₁中最大值为T_下'，各个通道的T₂中最小值为T_上'，TEC最终温度T'=(T_下'+T_上')/2，各个通道在此温度T'下对应的波长即为各个通道调试后波长。该发明有效保证了光模块产品稳定性及可靠性。

Description

一种多通道光模块波长调试方法和光模块

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种多通道光模块波长调试方法和光模块。

背景技术

在长距光模块中，通常使用TEC对激光器进行控温，使激光器始终维持在一个固定的温度下工作。在调试时，也是通过调整TEC的温度来调整激光器的波长，使激光器工作时的波长满足协议要求。如图1所示的典型100G LR4（10km）光模块的光发射次模块（TOSA）结构，包括激光器，TEC，热敏电阻，将激光器发出的光准直的透镜，包含有4个通过特定波长的带通滤波片的光复用组件，位移棱镜，会聚透镜和光纤适配器等。通常情况下调试光发射次模块的波长的步骤如下：(1)设置TEC的初始温度(初始温度取50℃)；(2)测试4个通道波长；(3)判定4个通道波长是否满足协议：(4)将4个通道的波长实测数据和协议波长进行比较，得出波长的偏离值，再根据波长的温漂系数，计算得出TEC的温度设置目标值，然后将TEC温度设置为目标值，使4个通道的波长满足协议要求。

然而，按照上述方法设定的TEC温度，可以保证波长在协议范围内，但由于光复用组件的制作公差，带通滤波片能通过的波长的范围会有偏差，同时光复用组件的贴装也会存在角度公差，这些都会改变光复用组件能通过的波长的范围，从而无法保证满足协议要求的所有波长的光都能在损耗比较小的情况下通过。有时候即使能通过，但波长不在带通滤波片实际能低损耗通过的波长范围内，例如：如图2所示，其协议波长的边界（左边界）位于光功率快速跌落的区域；或者波长处于带通滤波片实际能通过的波长范围的边界情况，例如：如图3所示，其协议波长的边界（左边界）位于光功率快速跌落的边缘；上述两种情况下，在使用过程中，光功率对波长的变化非常敏感，只要波长发生微小的变化，就会导致光功率大幅度跌落，从而导致光模块失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道光模块波长调试方法，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多通道光模块波长调试方法，包括如下步骤：

1)确定TEC的初始温度，并以ΔT为步进，记录不同温度下光模块各个通道的输出光功率和波长，绘制出光模块各个通道的温度-光功率曲线；

2)获取光模块各个通道的目标波长上、下限值所对应的温度T_上和T_下，以及各个通道的温度-光功率曲线中光功率平坦区域的左安全边界温度T_左'和右安全边界温度T_右'；

3)比较每一个通道的T_上、T_下、T_左'、T_右'，若任一个通道的T_下＞T_右'，或者T_上＜T_左'，则光模块产品判定为不良品，进行返修；否则进入步骤4)；

4)比较每一个通道的T_上、T_下、T_左'、T_右'，去掉最大值和最小值，剩下两个值按从小到大顺序分别记录为T₁和T₂；

5)比较各个通道的T₁与T₂的大小，若各个通道的T₁中一个或者多个比各个通道的T₂中一个或者多个大，则光模块产品判定为不良品，进行返修；否则进入步骤6)；

6)取各个通道的T₁中最大值并记为T_下'，取各个通道的T₂中最小值并记为T_上'，则计算出TEC的最终设置温度T'=(T_下'+T_上')/2，各个通道在此温度T'下对应的波长即为各个通道调试后的波长。

进一步的，所述步骤1)中TEC的初始温度的选取条件为使获得的各个通道的温度-光功率曲线有完整的平坦区域，同时读取对应通道的波长覆盖协议波长的范围。

进一步的，所述步骤1)中ΔT设置为1℃。

另外，本发明还提供了一种光模块，所述光模块运用上述的多通道光模块波长调试方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供的这种多通道光模块波长调试方法可以快速确定TEC的最佳温度设置和光模块中激光器的最佳工作波长，并且该TEC最佳温度的确定综合考虑了其对波长和光功率的影响，不仅能保证波长在协议波长范围内，而且能使波长处于带通滤波片实际能低损耗通过的波长范围内，减小光功率对波长变化的敏感度，从而提高产品稳定性及可靠性。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是现有典型100G LR4光模块的光发射次模块结构示意图；

图2是现有应用中协议波长的边界位于光功率快速跌落区域的示意图；

图3是现有应用中协议波长的边界位于光功率快速跌落的边缘示意图；

图4是本发明中温度-光功率曲线图；

图5是本发明实施例中四个通道的温度-光功率曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种多通道光模块波长调试方法，具体包括如下步骤：

(1)确定TEC的初始温度，并以ΔT为步进，记录不同温度下光模块各个通道的输出光功率和波长，绘制出光模块各个通道的温度-光功率曲线。其中，TEC的初始温度的选取条件为使获得的各个通道的温度-光功率曲线有完整的平坦区域，同时读取对应通道的波长覆盖协议波长的范围；ΔT通常设置为1℃。

需要说明的是，本发明中光功率平坦区域、光功率平坦区域的左安全边界、右安全边界、目标波长的定义如下：

如图4所示，以光功率较光功率最大的点跌落达到ΔP时左右两个点a、b为边界，a、b点之间的区域定义为光功率的平坦区域，a点定义为光功率平坦区域的左边界，b点定义为光功率平坦区域的右边界，a、b点的中点c定义为光功率平坦区域的中点。左边界a点对应的横坐标增加Δt后对应的光功率d点定义为光功率平坦区域的左安全边界， 右边界b点对应的横坐标减去Δt后对应的光功率e点定义为光功率平坦区域的右安全边界。一般ΔP取值为1～2dBm，Δt取值为1～3℃。

目标波长为协议波长范围内缩Δλ后的波长范围，比如协议波长的范围为1294.53～1296.59nm，那么当Δλ=0.2nm时，目标波长的范围为1294.73～1296.39nm。

(2)获取光模块各个通道的目标波长上、下限值所对应的温度T_上和T_下，以及在各个通道的温度-光功率曲线中找出光功率平坦区域的左安全边界温度T_左'和右安全边界温度T_右'。

以4个通道为例，4个通道的目标波长上、下限值对应的温度为T_上1和T_下1，T_上2和T_下2，T_上3和T_下3，T_上4和T_下4；4个通道的光功率的左安全边界d和右安全边界e所对应的温度为T_左1'和T_右1'，T_左2'和T_右2'，T_左3'和T_右3'，T_左4'和T_右4'。

(3)比较每一个通道的T_上、T_下、T_左、T_右，若任一个通道的T_下＞T_右'，或者T_上＜T_左'，则光模块产品判定为不良品，进行返修；否则进入步骤(4)。

具体的，以4个通道为例，如果出现T_下1>T_右1'，或者T_下2>T_右2'，或者T_下3>T_右3'，或者T_下4>T_右4'，或者T_上1<T_左1'，或者T_上2<T_左2'，或者T_上3<T_左3'，或者T_上4<T_左4'，则调试失败，产品判定为不良品，需要返修；如果未出现上述情况，则进入步骤(4)。

(4)比较每一个通道的T_上、T_下、T_左'、T_右'，去掉最大值和最小值，剩下两个值按从小到大顺序分别记录为T₁和T₂。

具体的，以4个通道为例，比较T_下1、T_上1、T_左1'、T_右1'的大小，去掉最大值和最小值，剩下的两个值按照从小到大的顺序分别记录为T₁₁和T₁₂，比较T_下2、T_上2、T_左2'、T_右2'的大小，去掉最大值和最小值，剩下的两个值按照从小到大的顺序分别记录为T₂₁和T₂₂，比较T_下3、T_上3、T_左3'、T_右3'的大小，去掉最大值和最小值，剩下的两个值按照从小到大的顺序分别记录为T₃₁和T₃₂，比较T_下4、T_上4、T_左4'、T_右4'的大小，去掉最大值和最小值，剩下的两个值按照从小到大的顺序分别记录为T₄₁和T₄₂。

(5)比较各个通道的T₁与T₂的大小，若各个通道的T₁中一个或者多个比各个通道的T₂中一个或者多个大，则光模块产品判定为不良品，进行返修；否则进入步骤(6)。

具体的，以4个通道为例，比较T₁₁、T₂₁、T₃₁、T₄₁跟T₁₂、T₂₂、T₃₂、T₄₂的大小，如果T₁₁、T₂₁、T₃₁、T₄₁中一个或者多个比T₁₂、T₂₂、T₃₂、T₄₂中一个或者多个大，则调试失败，产品判定为不良品，需要返修。

(6)取各个通道的T₁中最大值并记为T_下'，取各个通道的T₂中最小值并记为T_上'，则计算出TEC的最终设置温度T'=(T_下'+T_上')/2，各个通道在此温度T'下对应的波长即为各个通道调试后的波长。

具体的，以4个通道为例，T_下'取T₁₁、T₂₁、T₃₁、T₄₁中最大值，T_上'取T₁₂、T₂₂、T₃₂、T₄₂的最小值。

下面以四通道的光模块为例具体说明本发明的多通道光模块波长调试方法，具体过程如下：

1、获取4个通道的协议波长范围，如表1所示；再根据4个通道的协议波长确定4个通道的目标波长范围，目标波长为协议波长内缩一个值Δλ，取Δλ=0.2nm，4个通道的目标波长范围如表2所示。

表1：4个通道的协议波长范围

表2：4个通道的目标波长范围

2、选取TEC的初始温度为35℃，并以ΔT=1℃为步进，改变TEC的温度，测试4个通道的输出光功率和对应的波长，记录4个通道的输出光功率和对应波长数据，如表3所示；并根据表3记录的数据得出4个通道目标波长上下限对应的TEC温度，如表4所示，同时根据表3记录的数据得出4个通道的温度-光功率曲线，如图5所示，图5中T_左和T_右分别表示光功率平坦区域的左边界对应TEC温度和右边界对应TEC温度；根据图5得出4个通道光功率平坦区域的左、右安全边界对应的TEC温度，即T_左'和T_右'，如表5所示。

表3：不同温度下，4个通道的输出光功率和对应的波长

表4：4个通道目标波长上下限对应的TEC温度

表5：4个通道的光功率平坦区域的左、右安全边界

3、根据表4和表5的数据，可以得出T₁₁=46℃，T₁₂=65℃，T₂₁=45℃，T₂₂=59℃，T₃₁=44℃，T₃₂=63℃，T₄₁=52℃，T₄₂=64℃；比较T₁₁、T₁₂、T₁₃、T₁₄并得出其最大值T_下'=52℃，比较T₁₂、T₂₂、T₃₂、T₄₂并得出其最小值T_上'=59℃，最终TEC的设置温度T'=（T_下'+T_上'）/2=(52+59)/2=55.5℃。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多通道光模块波长调试方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)确定TEC的初始温度，并以ΔT为步进，记录不同温度下光模块各个通道的输出光功率和波长，绘制出光模块各个通道的温度-光功率曲线；

2)获取光模块各个通道的目标波长上、下限值所对应的温度T_上和T_下，以及各个通道的温度-光功率曲线中光功率平坦区域的左安全边界温度T_左'和右安全边界温度T_右'；

3)比较每一个通道的T_上、T_下、T_左'、T_右'，若任一个通道的T_下＞T_右'，或者T_上＜T_左'，则光模块产品判定为不良品，进行返修；否则进入步骤4)；

4)比较每一个通道的T_上、T_下、T_左'、T_右'，去掉最大值和最小值，剩下两个值按从小到大顺序分别记录为T₁和T₂；

5)比较各个通道的T₁与T₂的大小，若各个通道的T₁中一个或者多个比各个通道的T₂中一个或者多个大，则光模块产品判定为不良品，进行返修；否则进入步骤6)；

6)取各个通道的T₁中最大值并记为T_下'，取各个通道的T₂中最小值并记为T_上'，则计算出TEC的最终设置温度T'=(T_下'+T_上')/2，各个通道在此温度T'下对应的波长即为各个通道调试后的波长。

2.如权利要求1所述的多通道光模块波长调试方法，其特征在于：所述步骤1)中TEC的初始温度的选取条件为使获得的各个通道的温度-光功率曲线有完整的平坦区域，同时读取对应通道的波长覆盖协议波长的范围。

3.如权利要求1所述的多通道光模块波长调试方法，其特征在于：所述步骤1)中ΔT设置为1℃。

4.一种光模块，其特征在于，所述光模块运用权利要求1-3任一项所述的多通道光模块波长调试方法。

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