[發明專利]一種光模塊中激光器的溫度計算方法及裝置

有效

• 申請號: 201710214363.9
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106885643B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 鄂文晶;林青合
• 申請（專利權）人: 青島海信寬帶多媒體技術有限公司
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 邢雪紅;喬彬

本發明揭示了一種光模塊中激光器的溫度計算方法及裝置，該方法包括如下步驟：當光模塊的電功率發生突變后，在特定時間范圍內，將溫度傳感器的檢測值減去一漸變的溫差，以獲得激光器的溫度；其中，所述溫差在所述特定時間范圍內，自突變前的第一穩態溫差向突變后的第二穩態溫差漸變。本發明得到激光器的溫度更加接近激光器的實際溫度，從而可以保證光模塊穩定工作，提高了光模塊的工作性能。

技術領域

本發明涉及光通信領域，特別涉及一種光模塊中激光器的溫度計算方法及裝置。

背景技術

SFP(Small Form-factor Pluggable，小型可插拔)光收發模塊(在本技術領域中亦簡稱為光模塊)是在光通信領域中常見的器件。

SFP光模塊只有一個光電轉換電路和電光轉換電路，在電光轉換電路中包含了激光器。如圖1所示，是SFP光模塊典型封裝結構的熱環境示意圖。該封裝結構包括：PCB、溫度傳感器(例如與SFP光模塊的CPU形成一體)、激光器、激光器驅動器和外殼，PCB位于外殼內部，溫度傳感器和驅動器通常固定在PCB上，激光器貼近外殼以保證激光器的熱量通過外殼散至環境中。激光器驅動器是造成整個SFP光模塊溫度變化的主要熱源，在SFP光模塊處于工作狀態下，溫度傳感器的溫度與激光器的溫度之間的溫度差是穩定的，即存在一穩態溫差。在現有技術中，需要通過檢測溫度傳感器獲得的溫度，來計算激光器的溫度。

SFP光模塊中的激光器是半導體激光器，激光器的溫度對于SFP光模塊來說很重要，因為溫度直接影響了激光器的工作特性。

如圖2所示，是激光器的輸出光功率(或者稱為前向發光功率，下文簡稱光功率)P₀與溫度和總前向驅動電流I(即偏置電流和調制電流之和，以下簡稱驅動電流)之間的關系示意圖。

圖2還描述了激光器的二進制啟閉鍵控調制。其中，用發光來表示二進制的1信號，此時光功率為P₁；用不發光來表示二進制的0信號，此時光功率為P₀。為了讓激光器可以快速的開啟關閉，發送0信號的時候激光器不能進入深度截止狀態，需要有較弱的光功率P₀，也即是說通常在發送0信號時激光器的光功率不為零。P₁和P₀的比值定義為消光比Er。消光比Er對接收機的靈敏度等指標有很大的影響。

從圖2還可以看出，在不同的溫度(常溫和高溫)下激光器發光的閾值電流Ith、發光效率(如圖2中常溫斜線和高溫斜線的斜率)等都有變化。當驅動電流為I₀，該驅動電流I₀大于常溫Ith且小于高溫Ith，若激光器的溫度為常溫，則激光器可以正常發光，光功率為P1；若激光器的溫度為高溫，則激光器發光弱非常多，光功率為P₀，前后光功率差距可達幾倍到幾十倍。

通常而言，需要根據激光器的溫度對激光器施加一個偏置電流，再在偏置電流的基礎上對激光器施加或不施加調制電流，以達到控制激光器發出光功率P₁或P₀。如圖2所示，若激光器實際處于高溫狀態，如果計算得到的激光器溫度為常溫，那么會造成計算得到的偏置電流為常溫偏置電流，即使對激光器施加了常溫調制電流，激光器仍然無法發出光功率P₁，將會對激光器的消光比Er產生巨大的影響，而對于可靠性要求非常高的通訊系統，必須保證激光器的平均光功率Pavg和Er不能變化，也就是光功率P1和P0不變。

在現有技術中，往往需要通過獲取溫度傳感器的檢測值(溫度)，然后將該檢測值減去一溫差，從而得到激光器的溫度，而該溫差是根據SFP光模塊的電功率的變化查找得到對應的穩定溫差。

然而，現有技術計算得到的激光器的溫度與實際激光器的溫度存在較大差別，即準確度較低，影響了CSFP光模塊的工作性能。

發明內容