CN117030198A

CN117030198A - 一种激光器跳模检测器、检测方法、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN117030198A
Application number: CN202311301133.8A
Authority: CN
Inventors: 解思尧; 李广生; 赵欣; 祝晓辉
Original assignee: Chengdu Mingyi Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Mingyi Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2023-10-10
Filing date: 2023-10-10
Publication date: 2023-11-10
Anticipated expiration: 2043-10-10
Also published as: CN117030198B

Abstract

本发明涉及光通信技术领域，具体地说，涉及一种激光器跳模检测器、检测方法、电子设备及存储介质；激光器跳模检测器包括处理器、激光器插座、光耦合器、光谱仪，将激光器跳模检测器与激光器耦合，在一个周期中，向光耦合器输出第一电流，并获取激光器处的第二电流和光谱仪输出的中心波长、波长边模抑制比；然后计算第二电流差和中心波长差，最后根据第二电流差和中心波长差判断激光器是否跳模或根据波长边模抑制比判断激光器是否跳模，不需要将激光器焊接到光模块上进行跳模测试，也不需要设置控温设备进行跳模测试；在不插拔光纤跳线的情况下，实现了光谱的自动化测试，极大地提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

一种激光器跳模检测器、检测方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体地说，涉及一种激光器跳模检测器、检测方法、电子设备及存储介质。

背景技术

当前市场上常用的激光器跳模筛选测试方法是：给激光器加不同的电流并改变温度，然后使用光纤跳线把光连到光谱仪上，使用光谱仪分别测出两个温度下的中心波长，把测得得2个中心波长的差值与理论值进行对比，如果超出范围则判断为跳模。这种测试方法虽然看起来很巧妙，但在实际生产中存在以下缺点：

1、传统方法只能在激光器焊接到光模块上后进行测试，筛选激光器跳模工序如果放在模块组装完成后会浪费掉前期的很多工时；

2、传统方法每次只能测试一个激光器，而且每次需要插拔光纤跳线（光纤连接器）来连接光谱仪，更换激光器和插拔光纤跳线是难以实现自动化而必须需要人工进行操作的两个工序。

3、传统方法只能测试带TEC（半导体制冷器）的激光器，对于不带TEC的激光器，很难实现不同温度的测量，另加控温设备会额外降低效率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出一种激光器跳模检测器、检测方法、电子设备及存储介质，激光器跳模检测器包括处理器、激光器插座、光耦合器、光谱仪，将激光器跳模检测器与激光器耦合，在一个周期中，向光耦合器输出第一电流，并获取激光器处的第二电流和光谱仪输出的中心波长、波长边模抑制比；然后计算第二电流差和中心波长差，最后根据第二电流差和中心波长差判断激光器是否跳模或根据波长边模抑制比判断激光器是否跳模，不需要将激光器焊接到光模块上进行跳模测试，也不需要设置控温设备进行跳模测试；在不插拔光纤跳线的情况下，实现了光谱的自动化测试，极大地提高了生产效率，降低了生产成本。

本发明具体实现内容如下：

一种激光器跳模检测器，包括具有激光器插座的光耦合器、处理器以及光谱仪；所述光耦合器通过激光器插座与待测激光器耦合，而且所述处理器分别与所述光耦合器、所述光谱仪耦合；

所述处理器，用于周期性地向所述光耦合器输出第一电流，获取待测激光器处的第二电流和所述光谱仪输出的中心波长、波长边模抑制比；然后由相邻两个周期的第二电流的差值计算得到第二电流差、由相邻两个周期的中心波长的差值计算得到中心波长差；最后根据所述第二电流差和所述中心波长差判断所述激光器是否跳模或根据所述波长边模抑制比判断所述激光器是否跳模；

其中，在相邻两个周期中，前一周期的所述第一电流小于后一周期的所述第一电流；

所述光耦合器，用于将所述处理器发送的第一电流通过所述激光器插座传输至待测激光器，并将待测激光器产生的第二电流反馈回所述处理器、产生的光信号输出至所述光谱仪；

所述光谱仪，用于对接收到的光信号进行扫描以获得中心波长、波长边模抑制比。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述处理器在根据所述第二电流差和所述中心波长差判断所述激光器是否跳模时，先计算波长变化率，再根据所述波长变化率的大小判断所述波长变化率是否在设定数值范围内，若所述波长变化率不在设定数值范围内，则所述激光器跳模；

所述处理器在根据所述波长边模抑制比判断所述激光器是否跳模时，判断所述光谱仪发送的波长边模抑制比是否小于第一数值，若所述波长边模抑制比小于第一数值，则所述激光器跳模。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括衰减器；所述衰减器分别与所述光耦合器、所述光谱仪、所述处理器耦合；

所述衰减器，用于获取所述光耦合器发送的光信号、接收所述处理器发送的控制指令，根据所述控制指令减小光功率后再将衰减后的光信号输出至所述光谱仪；

所述处理器，还用于从所述衰减器处获取光耦合器发送的光信号对应的光功率，当此光功率大于设定的第一数值时，向所述衰减器发送控制指令，使得所述衰减器输出至所述光谱仪的光信号对应的光功率调节至第一数值以下。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述激光器跳模检测器包括至少一个光耦合器；一个光耦合器包括多个透镜和一个多对一的光合波器、一个光路出口；

一个透镜的输入端最多仅能与一个待测激光器耦合，但多个透镜的输出端同时与一个光合波器耦合后从同一个光路出口将光信号输出。

基于上述提出的激光器跳模检测器，为了更好地实现本发明，进一步地，一种激光器跳模检测方法，所述方法包括：

先将待测激光器安装在光耦合器的激光器插座上，

然后通过处理器周期性地向光耦合器输出第一电流，获取激光器处的第二电流和光谱仪输出的中心波长、波长边模抑制比，由相邻两个周期的第二电流的差值计算得到第二电流差、由相邻两个周期的中心波长的差值计算得到中心波长差；最后根据所述第二电流差和所述中心波长差判断所述激光器是否跳模或根据所述波长边模抑制比判断所述激光器是否跳模。

为了更好地实现本发明，进一步地，在根据所述第二电流差和所述中心波长差判断所述激光器是否跳模时，先计算波长变化率，再根据所述波长变化率的大小判断所述波长变化率是否在设定数值范围内，若所述波长变化率不在设定数值范围内，则所述激光器跳模；

为了更好地实现本发明，进一步地，将衰减器分别与所述光耦合器、所述光谱仪、所述处理器耦合；

从所述衰减器处获取光耦合器发送的光信号对应的光功率，当此光功率大于设定的第一数值时，向所述衰减器发送控制指令，使得所述衰减器输出至所述光谱仪的光信号对应的光功率调节至第一数值以下。

为了更好地实现本发明，进一步地，设置至少一个光耦合器；一个光耦合器包括多个透镜和一个多对一的光合波器、一个光路出口；

基于上述提出的激光器跳模检测器，为了更好地实现本发明，进一步地，提出一种电子设备，包括上述的激光器跳模检测器和激光器；激光器跳模检测器用于检测激光器是否跳模。

基于上述提出的激光器跳模检测器，为了更好地实现本发明，进一步地，提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括指令，当指令在上述的电子设备上运行时，使得电子设备执行上述的激光器检测方法。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明不需要插拔光纤，也不需要设置控温设备进行跳模测试；在激光器焊接到光膜块之前，根据第二电流差和波长差或根据波长边模抑制比判断激光器是否跳模，实现了自动化的光谱测试，极大地提高了生产效率，降低生产成本。

（2）本发明通过设置光路耦合器将光路进行耦合，使得多个激光器共用一个光路进行多个激光器自动测试，极大地提高了效率，免去了光纤插拔的繁琐。

附图说明

图1为本申请实施例激光跳模检测器的结构示意图；

图2为申请实施例中设置衰减器的激光跳模检测器的具体结构示意图；

图3为本申请实施例中光路耦合器的结构示意图；

图4为本发明实施例中一示例性的激光器在常温下的电流和中电波长的拟合曲线示意图；

图5为本发明实施例中另一示例性的激光器在常温下的电流和中电波长的拟合曲线示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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“设置”、“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；也可以是直接相连，也可以是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。

实施例1：

本实施例提出一种激光器跳模检测器，与激光器耦合；如图1所示，激光器跳模检测器包括处理器、激光器插座、光耦合器、光谱仪；激光器插座与激光器和光耦合器耦合；

处理器与激光器插座和光谱仪耦合，用于在一个周期中，向光耦合器输出第一电流，并获取激光器处的第二电流和光谱仪输出的中心波长、波长边模抑制比；然后计算第二电流差和中心波长差，最后根据第二电流差和中心波长差判断激光器是否跳模或根据波长边模抑制比判断激光器是否跳模；

在相邻两个周期中，前一周期的第一电流小于后一周期的第一电流；

第二电流差为相邻两个周期的第二电流的电流差；

中心波长差为相邻两个周期的中心波长的波长差。

根据第二电流差和中心波长差计算波长变化率，并根据波长变化率的大小，判断波长变化率是否在设定数值范围内，若波长变化率不在设定数值范围内，则激光器跳模；

或判断波长边模抑制比是否小于第一数值，若波长边模抑制比小于第一数值，则激光器跳模；

波长变化率为波长差与第二电流差的商。

工作原理：将激光器跳模检测器与激光器耦合，将激光器设置在激光器插座上，在一个周期中，向光耦合器输出第一电流，并获取激光器处的第二电流和光谱仪输出的中心波长、波长边模抑制比；然后计算第二电流差和中心波长差，最后根据第二电流差和中心波长差判断激光器是否跳模或根据波长边模抑制比判断激光器是否跳模，不需要将激光器焊接到光模块上进行跳模测试，也不需要设置控温设备进行跳模测试；在不插拔光纤跳线的情况下，实现了光谱的自动化测试，极大地提高了生产效率，降低了生产成本。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，如图2所示，激光器跳模检测器还包括衰减器；

衰减器的输入端与光耦合器和处理器耦合，衰减器的输出端与光谱仪和处理器耦合；

处理器，还用于获取衰减器处的光功率，判断光功率是否大于第一数值，若光功率大于第一数值，则向衰减器输出控制指令，将衰减器输出的光功率调节至第一数值以下；

衰减器，用于获取光耦合器处的光信号，根据控制指令减小光功率，并将减小光功率后的光信号输出至光谱仪。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，如图3所示，光耦合器包括多个透镜、光合波器和光路输出口；多个棱镜的输入端与多个激光器的输出端耦合，多个棱镜的输出端与光合波器的输入端耦合；光合波器的输出端与光路输出口耦合；光路输出口的输出端与光谱仪的输入端耦合。

本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上，提出一种激光器跳模检测方法，

该方法包括：

在一个周期中，向光耦合器输出第一电流，并获取激光器处的第二电流和光谱仪输出的中心波长、波长边模抑制比；然后计算第二电流差和中心波长差，最后根据第二电流差和中心波长差判断激光器是否跳模或根据波长边模抑制比判断激光器是否跳模；

第二电流差为相邻两个周期的第二电流的电流差；

中心波长差为相邻两个周期的中心波长的波长差。

进一步地，根据第二电流差和中心波长差判断激光器是否跳模或根据波长边模抑制比判断激光器是否跳模的具体操作为：根据第二电流差和中心波长差计算波长变化率，并根据波长变化率的大小，判断波长变化率是否在设定数值范围内，若波长变化率不在设定数值范围内，则激光器跳模；

波长变化率为波长差与第二电流差的商。

进一步地，该方法还包括：

获取衰减器处的光功率，判断光功率是否大于第一数值，若光功率大于第一数值，则向衰减器输出控制指令，将衰减器输出的光功率调节至第一数值以下；

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上，如图4、图5所示，以一个具体的实施例进行详细说明。

当前市场上常用的激光器跳模筛选测试方法是：给激光器加不同的电流并改变温度，然后使用光纤跳线把光连到光谱仪上，使用光谱仪分别测出两个温度下的中心波长，把测得得2个中心波长的差值与理论值进行对比，如果超出范围则判断为跳模。

这种测试方法在实际生产中主要存在以下缺点：

1.传统方法只能在激光器焊接到光模块上后进行测试，筛选激光器跳模工序如果放在模块组装完成后会浪费掉前期的很多工时，所以为了提高效率应该在激光器装上模块之前甚至在封装成TOSA（光发射次模块。主要应用在电信号转化成光信号（E/O转换），性能指标有光功率，阈值等。）之前进行跳模筛选；

2.传统方法每次只能测试一个激光器，而且每次需要插拔光纤跳线来连接光谱仪，更换激光器和插拔光纤跳线是难以实现自动化而必须需要人工进行操作的两个工序；

3.传统方法只能测试带TEC（半导体制冷器）的激光器，对于不带TEC的激光器，很难实现不同温度的测量，另加控温设备会额外降低效率；

4.传统方法测试因为只测两个点波长会漏筛掉一些跳模的模块。

本实施例提出一种激光器跳模检测方法，以单片机作为控制器对激光器进行高效测试。所述方法具体包括以下步骤1-步骤6。

步骤1：通过单片机控制一个电流源，设置电流源输出电流I从20mA到120mA进行扫描，步进为5mA。需要说明的是，具体电流大小和步进可依据需求进行设置。

步骤2：通过单片机控制切换电流通路，按顺序依次给激光器加电流；切换电流通路作用是不同时段给不同的激光器供电，因为同一时间只能有一个激光器发光。

步骤3：激光器发光后经过一个无接触式多对1光路耦合器把光连到带测量功能的可调光衰减器上，光路模型如图3所示，在光通信行业测试光谱的时候一般是不会使用耦合器的，现有做法都是单个激光器使用LC或者FC标准光纤接口把激光器出光连接到光谱仪，每次都只能测试单个激光器。本实施例的多对1光路耦合器优势在于极大提高效率，免去光纤插拔的繁琐事情，共用一个光路，进行多个激光器自动测试。因为测试光谱对光功率要求不高，所以对于无接触耦合的光功率误差可以容忍。

步骤4：可调光衰减器把检测到的光功率大小上报给单片机，单片机进行判断，当光功率大于-2dBm的时候需要调节衰减器使得进入光谱仪的光功率小于-2dBm（。为在加大电流的时候光功率可能会很大是，衰减后再输如光谱仪，可有效避免损坏光谱仪。

步骤5：使用光谱仪扫描光的波长边模抑制比等参数，然后把数据传到单片机。

步骤6：将每一个激光器对应的电流I和光谱数据进行处理，筛选出跳模的激光器。

理论上DFB激光器的波长和电流关系是0.01nm/mA，对测得的对应激光器波长和电流进行拟合，当波长有突然跳变的时候就是存在跳模。另外，边模抑制比（SMSR）小于30db是有问题的激光器，也判断为跳模。

如下表1是测试的某一激光器在常温下的电流I和光谱的数据；

表1 某一激光器在常温下的电流I和光谱数据对比表

电流和中心波长的关系如图4所示，拟合得出中心波长λ=0.0114*I+1309，波长无明显跳变，边模抑制比没有低于门限的，因此判定为合格激光器。

如下表2是测试的某一激光器在常温下的电流I和光谱的数据：

表2 某一激光器在常温下的电流I和光谱数据对比表

电流和中心波长的关系如图5所示，从数据可以看出此激光器在bias设置为60mA到65mA之间的某一值时发生了跳模。因此判定为不合格。

本实施例提出的方法是基于解决生产中遇到的上述问题，可以极大提高效率。

所述方法为使用一个无接触式的光纤连接器，可以不用单个插拔光纤，把激光器插入激光器插座就可以依次进行自动化的光谱测试，在不用连接光纤跳线的情况下进行多个激光器的跳模筛选测试。使用此方法可以免除激光器在测试时插入光纤的麻烦，极大地提高了生产测试效率并显著降低了成本。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上，提出一种电子设备，包括上述的激光器跳模检测器和激光器；激光器跳模检测器用于检测激光器是否跳模。

基于上述提出的一种激光器跳模检测器，为了更好地实现本发明，进一步地，提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括指令，当指令在如上述的电子设备上运行时，使得电子设备执行上述的激光器跳模检测方法。

本实施例还提供一种芯片系统。该芯片系统包括至少一个处理器和至少一个接口电路。至少一个处理器和至少一个接口电路可通过线路互联。处理器用于支持芯片系统实现上述方法实施例中的各个功能或者步骤，至少一个接口电路可用于从其它装置（例如存储器）接收信号，或者，向其它装置（例如通信接口）发送信号。该芯片系统可以包括芯片，还可以包括其他分立器件。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括指令，当指令在上述的电子设备上运行时，使得上述电子设备执行上述第二方面的各个功能或步骤。

本申请实施例涉及的处理器可以是一个芯片。例如，可以是现场可编程门阵列（field programmable gate array，FPGA），可以是专用集成芯片（application specificintegrated circuit，ASIC），还可以是系统芯片（system on chip，SoC），还可以是中央处理器（central processor unit，CPU），还可以是网络处理器（network processor，NP），还可以是数字信号处理电路（digital signal processor，DSP），还可以是微处理器（microcontroller unit，MCU），还可以是可编程处理器（programmable logic device，PLD）或其他集成芯片。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个设备，或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个设备中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个设备中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（DigitalSubscriber Line，DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带），光介质（例如，DVD）、或者半导体介质（例如固态硬盘（Solid State Disk，SSD））等。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种激光器跳模检测器，其特征在于，包括具有激光器插座的光耦合器、处理器以及光谱仪；所述光耦合器通过激光器插座与待测激光器耦合，而且所述处理器分别与所述光耦合器、所述光谱仪耦合；

2.如权利要求1所述的一种激光器跳模检测器，其特征在于，

所述处理器在根据所述第二电流差和所述中心波长差判断所述激光器是否跳模时，先计算波长变化率，再根据所述波长变化率的大小判断所述波长变化率是否在设定数值范围内，若所述波长变化率不在设定数值范围内，则所述激光器跳模；

3.如权利要求1所述的一种激光器跳模检测器，其特征在于，还包括衰减器；所述衰减器分别与所述光耦合器、所述光谱仪、所述处理器耦合；

4.如权利要求1-3任一项所述的一种激光器跳模检测器，其特征在于，所述激光器跳模检测器包括至少一个光耦合器；一个光耦合器包括多个透镜和一个多对一的光合波器、一个光路出口；

5.一种激光器跳模检测方法，其特征在于，所述方法包括：

先将待测激光器安装在光耦合器的激光器插座上，

6.如权利要求5所述的激光器跳模检测方法，其特征在于，

在根据所述第二电流差和所述中心波长差判断所述激光器是否跳模时，先计算波长变化率，再根据所述波长变化率的大小判断所述波长变化率是否在设定数值范围内，若所述波长变化率不在设定数值范围内，则所述激光器跳模；

7.如权利要求5所述的激光器跳模检测方法，其特征在于，将衰减器分别与所述光耦合器、所述光谱仪、所述处理器耦合；

8.如权利要求5-7任一项所述的激光器跳模检测方法，其特征在于，设置至少一个光耦合器；一个光耦合器包括多个透镜和一个多对一的光合波器、一个光路出口；

9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的激光器跳模检测器和激光器；所述激光器跳模检测器用于检测所述激光器是否跳模。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括指令，当所述指令在如权利要求9所述的电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如权利要求5-8任一项所述的激光器跳模检测方法。