一种利用散光调试光模块波长的方法与流程

1.本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种利用散光调试光模块波长的方法。


背景技术：

2.光模块是构建光通信系统的重要组成部分，在5g通信和数据中心的发展中起着关键性作用，高速、长距离光传输设备和智能光网络的发展和应用与光电子器件技术进步息息相关，光模块的主要功能就是实现光电转换进而实现信息的传输。
3.利用半导体激光器可以发射不同波长的激光，进而通过调整光路来实现光信号的传输。由于光模块工作环境较为复杂，温度的变化很容易导致波长的漂移，从而影响光功率的变化，甚至可能形成串扰，干扰信息的传递。因此，通过筛选和调试激光器的波长有利于保证光模块的可靠性。
4.传统方法筛选激光器波长不良是通过激光器老化设备来实现，然而激光器老化设备价格昂贵，且操作精度较高，一些特殊光模块所用激光器允许的波长误差范围小(如eml、dwdm、lanwdm模块)，在老化测试过程中测的值不够准确，并且由于夹具能够导热，激光器和夹具接触不够紧密会导致测试波长不够准确，而且老化测试时间较长，增加生产的成本和难度。由于一般是在模块组装之后的测试中出现波长不良，此时模块已经贴片组装完成，返修需要拆除壳体以及更换相应材料，增加了成本和时间。此外，波长不良的激光器在耦合时会影响光功率的大小，对耦合和测试产生影响，进而影响光信号的传输。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种利用散光调试光模块波长的方法，旨在用于解决现有的筛选和调试激光器波长不良的方法成本高以及测试不准确的问题。
6.本发明是这样实现的：
7.本发明提供一种利用散光调试光模块波长的方法，所述光模块包括多个激光器、将多个激光器的光合成一路的光复用器以及与光复用器耦合的光纤适配器，该方法包括以下步骤：
8.(1)固定激光器、光复用器以及光纤适配器之后，获取各个激光器的波长；
9.(2)将获取的各个激光器的波长与对应的中心波长进行对比，获取与中心波长的差值；
10.(3)获取各个激光器的波长与中心波长差值的平均值，根据激光器温度与波长的变化对应关系，获取与波长差值平均值对应的补偿温度；
11.(4)根据补偿温度通过半导体制冷器对各个激光器的温度进行补偿。
12.进一步地，所述步骤(1)中获取各个激光器的波长的方法为：通过上位机控制各个激光器开关，通过与光纤适配器连接的光谱仪获取每个激光器的波长。
13.进一步地，所述光复用器与所述光纤适配器之间具有用于将激光器的部分光导入光纤的光汇聚元件，该方法还包括：先耦合光汇聚元件，再调试光模块波长。
14.进一步地，各所述激光器与所述光复用器之间具有用于将激光器发出的光进行准直的准直透镜，该方法还包括：先调试光模块波长，再耦合准直透镜。
15.进一步地，所述步骤(2)之后还包括：获取波长差值的最大值和最小值之间的差值，若差值在光通信协议要求范围内，则进行后续调试步骤，若差值在光通信协议要求范围外，则判断该光模块为不良品。
16.进一步地，所述步骤(4)之后还包括：获取调试后的各个激光器的波长中与对应中心波长差值最大的波长，判断该波长是否满足条件，若不满足，则判断该光模块为不良品。
17.进一步地，该方法还包括：将调试过程中的数据进行记录和保存。
18.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
19.(1)本发明在固定激光器、光复用器以及光纤适配器之后，即在光模块组装完成之前，对激光器的波长进行测试，能够在组装完成之前就测试出不良的激光器进行补偿或者更换，避免了以往在光模块组装完成后进行测试，出现波长不良的情况时需要拆开检查或者更换相应物料，增加返修成本以及时间的问题；本发明不需要通过激光器老化设备来测试激光器波长，避免增加生产的成本和难度；本发明基于调整半导体制冷器(tec)的温度来控制激光器的工作温度从而达到调试光模块波长的目的，调试方法简单；
20.(2)本发明先耦合调节光汇聚元件，再调试激光器波长，耦合光汇聚元件之后会让光功率变大使得测试出来的激光器波长比较准确，从而后续调试激光器波长也会更准确；
21.(3)本发明先调试激光器波长，再耦合准直透镜，能够在耦合准直透镜之前就测试出不良的激光器进行补偿或者更换，由于光复用器上有光栅，当激光器的波长出现超上限或者下限的情况，光传过光栅时会导致部分光无法通过，导致耦合准直透镜时光功率偏低，增加耦合的难度，本发明在耦合准直透镜之前对激光器进行波长测试和调节能够有助于更好的耦合准直透镜，降低了耦合难度并减少相应的时间，更有助于生产。
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的一种利用散光调试光模块波长的方法的流程示意图；
23.图2为本发明实施例提供的100g lr多发射端光模块示意图。
具体实施方式
24.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。
25.如图1所示，本发明实施例提供一种利用散光调试光模块波长的方法，所述光模块包括多个激光器、将多个激光器的光合成一路的光复用器以及与光复用器耦合的光纤适配器，该方法包括以下步骤：
26.(1)固定激光器、光复用器以及光纤适配器之后，获取各个激光器的波长；
27.(2)将获取的各个激光器的波长与对应的中心波长进行对比，获取与中心波长的差值；
28.(3)获取各个激光器的波长与中心波长差值的平均值，根据激光器温度与波长的
变化对应关系，获取与波长差值平均值对应的补偿温度；
29.(4)根据补偿温度通过半导体制冷器对各个激光器的温度进行补偿。
30.本发明实施例在固定激光器、光复用器以及光纤适配器之后，即在光模块组装完成之前，对激光器的波长进行测试，能够在组装完成之前就测试出不良的激光器进行补偿或者更换，避免了以往在光模块组装完成后进行测试，出现波长不良的情况时需要拆开检查或者更换相应物料，增加返修成本以及时间的问题；本发明不需要通过激光器老化设备来测试激光器波长，避免增加生产的成本和难度；本发明基于调整半导体制冷器(tec)的温度来控制激光器的工作温度从而达到调试光模块波长的目的，调试方法简单。
31.下面对上述各步骤进行详细说明。
32.所述步骤(1)中，在固定激光器、光复用器以及光纤适配器之后，即对激光器的波长进行测试，而不是在光模块全部组装完毕之后再进行调试，避免了在光模块组装完成后进行测试，出现波长不良的情况时需要拆开检查或者更换相应物料，增加返修成本以及时间的问题。本实施例中，获取各个激光器的波长的方法为：通过上位机控制各个激光器开关，需要测试哪个激光器的波长，就打开相应的激光器，其他激光器关闭，通过与光纤适配器连接的光谱仪获取每个激光器的波长，设定利用光谱仪测出的各个激光器的波长为x1,x2,x3…
x
n
。
33.所述步骤(2)中，将获取的各个激光器的波长与对应的中心波长进行对比，获取与中心波长的差值；中心波长即为标准波长，设定光模块各个激光器的中心波长为y1、y2、y3…
y
n
，获取的各个激光器的波长与中心波长的差值为m1,m2,m3…
m
n
。
34.为了使每个通道激光器的波长都能满足激光器的工作范围，可以取各个通道激光器波长差值的平均值m来进行补偿，根据激光器的波长和温度的变化关系，就可以得到激光器工作所需实际温度。所述步骤(3)中，获取各个激光器的波长与中心波长差值的平均值，根据激光器温度与波长的变化对应关系，获取与波长差值平均值对应的补偿温度。
35.所述步骤(4)中，根据补偿温度通过半导体制冷器对各个激光器的温度进行补偿，通过改变半导体制冷器的温度来达到调控激光器波长的目的。
36.优化上述实施例，所述光复用器与所述光纤适配器之间具有用于将激光器的部分光导入光纤的光汇聚元件，该方法还包括：先耦合光汇聚元件，再调试光模块波长，耦合光汇聚元件之后会让光功率变大使得测试出来的激光器波长比较准确，从而后续调试激光器波长也会更准确。进一步优化地，各所述激光器与所述光复用器之间具有用于将激光器发出的光进行准直的准直透镜，该方法还包括：先调试光模块波长，再耦合准直透镜，能够在耦合准直透镜之前就测试出不良的激光器进行补偿或者更换，由于光复用器上有光栅，当激光器的波长出现超上限或者下限的情况，光传过光栅时会导致部分光无法通过，导致耦合准直透镜时光功率偏低，增加耦合的难度，本发明在耦合准直透镜之前对激光器进行波长测试和调节能够有助于更好的耦合准直透镜，降低了耦合难度并减少相应的时间，更有助于生产。
37.由于激光器波长只允许在中心波长一定范围内波动，该范围根据光通信协议要求来定，当各个激光器的波长与中心波长差值中的最大值和最小值之间的差值大于光通信协议要求范围时，无论怎么调试都至少有一个激光器的波长不满足要求。继续优化上述实施例，所述步骤(2)之后还包括：获取波长差值的最大值和最小值之间的差值，若差值在光通
信协议要求范围内，则进行后续调试步骤，若差值在光通信协议要求范围外，则判断该光模块为不良品。进一步优化地，所述步骤(4)之后还包括：获取调试后的各个激光器的波长中与对应中心波长差值最大的波长，判断该波长是否满足条件，若不满足，则判断该光模块为不良品。
38.作为优选地，该方法还包括：将调试过程中的数据进行记录和保存，方便查阅以及分析。
39.下面以调试100g lr多发射端光模块的波长为例，对本发明实施例进行详细说明。如图2所示，100g lr多发射端光模块主要元件为：四个特定波长范围的激光器、将激光器发射出来的光进行准直的准直透镜、将多路准直光合成一路的光复用器(mux)、将从光复用器出来光耦合进光纤适配器的光汇聚元件及光纤适配器。
40.将耦合完光汇聚元件的光模块与光谱仪连接并加电，利用上位机控制各个通道激光器开关，得到每个通道的波长以及半导体制冷器的温度，并记录温度和波长数据；
41.通过与中心波长进行对比，根据温度与波长的变化对应关系，调节半导体制冷器的温度。以各激光器的中心波长分别为1295nm、1300nm、1305nm、1310nm为例，若测得的各激光器的波长与上述波长的差值为
‑
0.054、0.032、0.548、0.492nm，则平均值为0.255nm，激光器温度与波长的变化对应关系为：温度每增加一度，波长变化0.1nm，则对应补偿温度为2.55℃；通过上位机控制半导体制冷器的温度增加2.55℃即可。
42.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。