CN117233457A - 一种测试激光器高速调制电流的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光通信技术领域,具体地说,涉及一种测试激光器高速调制电流的方法及设备;该方法首先拟合输入的第一偏置电流和激光器出光功率得到激光器斜效率,并根据激光器的平均光功率和出光功率计算衰减值,其次根据平均光功率和出光功率计算衰减值,然后根据衰减值和光调制幅度计算实际的光调制幅度;最后根据实际的光调制幅度和激光器斜效率,计算实际的调制电流,大大提高了测试高速调制电流的精度。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域,具体地说,涉及一种测试激光器高速调制电流的方法及设备。
背景技术
在日益发展的光通信行业中,由于激光器是电流型驱动器件,所以需要高速的电流调制信号去驱动激光器来传输高速的光信号。但是测试高速的调制电流信号大小则是一个比较麻烦的问题,现有的行业所使用的方法均无法准确测试出加到激光器上的高速调制信号。
行业当前使用的一种方法是:在激光器的链路上串联一个电阻,使用高速示波器抓取电阻两端的波形,测量长连1和长连0的幅度差值,再除以串联的电阻阻值,就得到调制电流的大小。使用此方法的缺点比较明显,在高速信号传输过程中,加入电阻会改变原来的阻抗匹配,高速信号会有畸变风险,另外真实的电阻还有等效电容和等效电感,在高速信号传输时真实的电阻大小已经改变,导致最后用此方法计算出来的调制电流非常不准。
行业当前使用的另外一种方法是测试驱动芯片的静态的调制电流大小,先不接激光器,把输出差分线的正负极短接起来,然后外接电源,测试电源电流的大小。此种方法测试的是激光器驱动芯片的实际静态输出调制电流大小,和在实际应用中加在激光器上的调制电流相比差异非常大。
发明内容
本发明针对上述现有检测激光器实际的调制电流的检测出的调制电流不准、差异较大的问题,提出一种测试激光器高速调制电流的方法及设备,首先拟合输入的第一偏置电流和激光器出光功率得到激光器斜效率,并根据激光器的平均光功率和出光功率计算衰减值,其次根据平均光功率和出光功率计算衰减值,然后根据衰减值和光调制幅度计算实际的光调制幅度;最后根据实际的光调制幅度和激光器斜效率,计算实际的调制电流,大大提高了测试高速调制电流的精度。
一种测试激光器高速调制电流的方法,具体包括以下步骤:
步骤1:向激光器输入第一偏置电流,获取所述激光器的出光功率,拟合所述第一偏置电流和所述出光功率得到激光器斜效率;
步骤2:改变所述第一偏置电流的大小获取衰减后的激光器的平均光功率,根据所述平均光功率和所述出光功率计算衰减值;
步骤3:向所述激光器输入第二偏置电流和调制电流,获取与所述调制电流对应的光调制幅度,并根据所述衰减值和所述光调制幅度计算实际的光调制幅度;
步骤4:根据实际的光调制幅度和所述激光器斜效率,计算实际的调制电流。
为了更好地实现本发明,进一步地,所述测试激光器高速调制电流的方法还包括:
步骤5:拟合实际的调制电流与实际的调制电流的ADC值,得到激光器出光功率与输入的第三偏置电流的线性关系;
步骤6:根据所述线性关系和输入的偏置电流得到实际的调制电流。
为了更好地实现本发明,进一步地,步骤1中所述拟合所述第一偏置电流和所述出光功率得到激光器斜效率的具体操作为:拟合所述第一偏置电流和所述出光功率得到所述出光功率与所述第一偏置电流的线性关系,根据所述线性关系得到所述激光器斜效率;所述线性关系为:
P=K*I+B
其中,P为激光器的出光功率,单位为mW;K为激光器斜效率;I为加在激光器上的第一偏置电流,单位为mA;B为常数。
为了更好地实现本发明,进一步地,步骤3中所述根据所述衰减值和所述光调制幅度计算实际的光调制幅度的具体操作为:
OMA=10^(△E/10)*OMA0
其中,OMA为实际的光调制幅度,△E为衰减值,OMA0为调制电流对应的光调制幅度。
为了更好地实现本发明,进一步地,步骤4中所述根据实际的光调制幅度和所述激光器斜效率,计算实际的调制电流的具体操作为:
Imod=OMA/K
其中,Imod为实际的调制电流,OMA为实际的光调制幅度,K为激光器斜效率。
基于上述提出的测试激光器高速调制电流的方法,为了更好地实现本发明,进一步地,提出一种测试激光器高速调制电流的设备,与激光器连接,包括电流源单元、光功率计、光采样示波器、处理器;
所述激光器的输入端与所述电流源单元的输出端连接,所述激光器的输出端与所述光功率计的输入端连接;
所述光功率计的输出端与所述光采样示波器的输入端连接;
所述电流源单元,用于向所述激光器输入第一偏置电流、第二偏置电流和调制电流;
所述光功率计,用于获取所述激光器的出光功率;
所述光采样示波器,用于获取光调制幅度;
所述处理器,首先拟合输入的第一偏置电流和激光器出光功率得到激光器斜效率,改变第一偏置电流的大小,获取激光器的平均光功率,其次根据所述平均光功率和所述出光功率计算衰减值,然后根据所述衰减值和所述光调制幅度计算实际的光调制幅度;最后根据实际的光调制幅度和所述激光器斜效率,计算实际的调制电流。
为了更好地实现本发明,进一步地,所述处理器在计算实际的调制电流后,还用于拟合实际的调制电流与实际的调制电流的ADC值,得到激光器出光功率与输入的第三偏置电流的线性关系。
本发明具有以下有益效果:
本发明通过根据实际的光调制幅度和激光器斜效率,计算实际的调制电流,准确地测试出加在激光器上的高速调制信号,大大提高了测试高速调制电流的精度。
附图说明
图1为本发明提供的激光器出光功率与偏置电流的关系曲线图。
图2为本发明提供的测试激光器高速调制电流的设备的结构示意框图。
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:
本实施例提出一种测试激光器高速调制电流的方法,具体包括以下步骤:
步骤1:向激光器输入第一偏置电流,获取所述激光器的出光功率,拟合所述第一偏置电流和所述出光功率得到激光器斜效率。
步骤1中所述拟合所述第一偏置电流和所述出光功率得到激光器斜效率的具体操作为:拟合所述第一偏置电流和所述出光功率得到所述出光功率与所述第一偏置电流的线性关系,根据所述线性关系得到所述激光器斜效率;所述线性关系为:
P=K*I+B
其中,P为激光器的出光功率,单位为mW;K为激光器斜效率;I为加在激光器上的第一偏置电流,单位为mA;B为常数。
步骤2:改变所述第一偏置电流的大小获取衰减后的激光器的平均光功率,根据所述平均光功率和所述出光功率计算衰减值。
步骤3:向所述激光器输入第二偏置电流和调制电流,获取与所述调制电流对应的光调制幅度,并根据所述衰减值和所述光调制幅度计算实际的光调制幅度。
步骤3中所述根据所述衰减值和所述光调制幅度计算实际的光调制幅度的具体操作为:
OMA=10^(△E/10)*OMA0
其中,OMA为实际的光调制幅度,△E为衰减值,OMA0为调制电流对应的光调制幅度。
步骤4:根据实际的光调制幅度和所述激光器斜效率,计算实际的调制电流。
步骤4中所述根据实际的光调制幅度和所述激光器斜效率,计算实际的调制电流的具体操作为:
Imod=OMA/K
其中,Imod为实际的调制电流,OMA为实际的光调制幅度,K为激光器斜效率。
步骤5:拟合实际的调制电流与实际的调制电流的ADC值,得到激光器出光功率与输入的第三偏置电流的线性关系。
步骤6:根据所述线性关系和输入的偏置电流得到实际的调制电流。
工作原理:本实施例首先拟合输入的第一偏置电流和激光器出光功率得到激光器斜效率,并根据激光器的平均光功率和出光功率计算衰减值,其次根据平均光功率和出光功率计算衰减值,然后根据衰减值和光调制幅度计算实际的光调制幅度;最后根据实际的光调制幅度和激光器斜效率,计算实际的调制电流,大大提高了测试高速调制电流的精度。
实施例2:
本实施例在上述实施例1的基础上,如图1所示,以一个具体的实施例进行详细说明。
步骤1:给激光器加不同的bias偏置电流,使用光功率计测量光功率,记录对应的bias偏置电流和出光功率。
步骤2:拟合激光器出光功率和bias偏置电流的关系,得到线性部分的表达式P=K*I+B,其中P表示激光器的出光功率,标准单位是mW,K是激光器斜效率,I是加在激光器上的bias电流标准单位是mA,B是一次函数的截距。
步骤3:使用光采样示波器测试加衰减之后的步骤1中对应bias偏置电流的平均光功率,计算出示波器和光功率计测量的光功率的衰减值△E。
步骤4:加bias偏置电流使得激光器出光功率在正常使用时候的光功率,然后加不同mod的电流,记录对应的mod电流的adc,使用示波器测试并记录对应不同mod下眼图的光调制幅度OMA0值,单位为uW。
步骤5:使用示波器和光功率计的差值计算实际的光调制幅度OMA值,那么实际的光调制幅度OMA=10^(△E/10)*OMA0,如果光示波器测试的光功率准确,可以不用额外加衰减值△E,即△E=0。
步骤6:根据OMA=Imod*K计算出每一个设置下的实际调试电流Imod=OMA/K。
计算出每一个调制电流mod后和对应的ADC进行拟合,得到想要的MOD电流和对应监控ADC的关系,如表1所示。
表1 MOD电流和对应监控ADC的关系表
给激光器加不同的bias电流,测试对应光功率;
拟合激光器出光功率和bias的关系,得到线性部分的表达式P=8.267*I-57.911。
加bias偏置电流使得激光器出光功率在正常使用时候的光功率,然后加不同mod的电流,记录对应的mod电流的adc,使用示波器测试并记录对应不同mod下眼图的OMA值。
如表2、表3、表4所示为三只样品的测试结果。
表2 SN1样品测试结果对应表
表3 SN2样品测试结果对应表
表4 SN3样品测试结果对应表
从测试结果可以看出,使用此种方法测量高速MOD电流是比较准的,实际测量值和理论值误差较小,基本都在2mA以内。
本实施例和行业现行的方法相比,大大提高了测试高速调制电流的精度,可以比较准确地测试出流过激光器的实际MOD电流,而在实际应用中,光模块监控的就是流过激光器的实际的MOD电流。
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-实施例2任一项的基础上,如图2所示,提出一种测试激光器高速调制电流的设备,与激光器连接,包括电流源单元、光功率计、光采样示波器、处理器;
所述激光器的输入端与所述电流源单元的输出端连接,所述激光器的输出端与所述光功率计的输入端连接;
所述光功率计的输出端与所述光采样示波器的输入端连接;
所述电流源单元,用于向所述激光器输入第一偏置电流、第二偏置电流和调制电流;
所述光功率计,用于获取所述激光器的出光功率;
所述光采样示波器,用于获取光调制幅度;
所述处理器,首先拟合输入的第一偏置电流和激光器出光功率得到激光器斜效率,改变第一偏置电流的大小,获取激光器的平均光功率,其次根据所述平均光功率和所述出光功率计算衰减值,然后根据所述衰减值和所述光调制幅度计算实际的光调制幅度;最后根据实际的光调制幅度和所述激光器斜效率,计算实际的调制电流。
所述处理器在计算实际的调制电流后,还用于拟合实际的调制电流与实际的调制电流的ADC值,得到激光器出光功率与输入的第三偏置电流的线性关系。
本实施例的其他部分与上述实施例1-实施例2任一项相同,故不再赘述。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种测试激光器高速调制电流的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1:向激光器输入第一偏置电流,获取所述激光器的出光功率,拟合所述第一偏置电流和所述出光功率得到激光器斜效率;
步骤2:改变所述第一偏置电流的大小获取衰减后的激光器的平均光功率,根据所述平均光功率和所述出光功率计算衰减值;
步骤3:向所述激光器输入第二偏置电流和调制电流,获取与所述调制电流对应的光调制幅度,并根据所述衰减值和所述光调制幅度计算实际的光调制幅度;
步骤4:根据实际的光调制幅度和所述激光器斜效率,计算实际的调制电流。
2.根据权利要求1所述的一种测试激光器高速调制电流的方法,其特征在于,所述测试激光器高速调制电流的方法还包括:
步骤5:拟合实际的调制电流与实际的调制电流的ADC值,得到激光器出光功率与输入的第三偏置电流的线性关系;
步骤6:根据所述线性关系和输入的偏置电流得到实际的调制电流。
3.根据权利要求1所述的一种测试激光器高速调制电流的方法,其特征在于,步骤1中所述拟合所述第一偏置电流和所述出光功率得到激光器斜效率的具体操作为:拟合所述第一偏置电流和所述出光功率得到所述出光功率与所述第一偏置电流的线性关系,根据所述线性关系得到所述激光器斜效率;所述线性关系为:
P=K*I+B;
其中,P为激光器的出光功率,单位为mW;K为激光器斜效率;I为加在激光器上的第一偏置电流,单位为mA;B为常数。
4.根据权利要求1所述的一种测试激光器高速调制电流的方法,其特征在于,步骤3中所述根据所述衰减值和所述光调制幅度计算实际的光调制幅度的具体操作为:
OMA=10^(△E/10)*OMA0;
其中,OMA为实际的光调制幅度,△E为衰减值,OMA0为调制电流对应的光调制幅度。
5.根据权利要求4所述的一种测试激光器高速调制电流的方法,其特征在于,步骤4中所述根据实际的光调制幅度和所述激光器斜效率,计算实际的调制电流的具体操作为:
Imod=OMA/K;
其中,Imod为实际的调制电流,OMA为实际的光调制幅度,K为激光器斜效率。
6.一种测试激光器高速调制电流的设备,与激光器连接;其特征在于,包括电流源单元、光功率计、光采样示波器、处理器;
所述激光器的输入端与所述电流源单元的输出端连接,所述激光器的输出端与所述光功率计的输入端连接;
所述光功率计的输出端与所述光采样示波器的输入端连接;
所述电流源单元,用于向所述激光器输入第一偏置电流、第二偏置电流和调制电流;
所述光功率计,用于获取所述激光器的出光功率;
所述光采样示波器,用于获取光调制幅度;
所述处理器,首先拟合输入的第一偏置电流和所述出光功率得到激光器斜效率,改变第一偏置电流的大小,获取激光器的平均光功率,其次根据所述平均光功率和所述出光功率计算衰减值,然后根据所述衰减值和所述光调制幅度计算实际的光调制幅度;最后根据实际的光调制幅度和所述激光器斜效率,计算实际的调制电流。
7.根据权利要求6所述的一种测试激光器高速调制电流的设备,其特征在于,所述处理器在计算实际的调制电流后,还用于拟合实际的调制电流与实际的调制电流的ADC值,得到激光器出光功率与输入的第三偏置电流的线性关系。
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