EML发光功率校准方法、EA负压及电流采样电路及设备与流程

eml发光功率校准方法、ea负压及电流采样电路及设备
技术领域
[0001]
本发明实施例涉及激光器发光功率校准技术领域，尤其涉及一种eml发光功率校准方法、ea负压及电流采样电路及设备。


背景技术：

[0002]
当前，eml(electro-absorption modulated laser，电吸收调制激光器) 已成为高速激光器的主流。然而eml激光器的发射光功率校准，特别是不带 tec(thermoelectric cooler热电冷却器)控温功能的eml激光器，发射光功率校准一直是尚未解决的难题。校准光模块发射光功率的传统方法，是通过 mpd(监控二极管)检测背光来校准前光的(前光经过光路形成光模块发射出光)。但对于eml器件模块，监控背光只能校准激光器芯片本身的出光，不能据此校准经过调制器后的模块光功率，所以仅用背光校准eml光模块出光的方法无法解决发射校准难题。因此，开发一种eml发光功率校准方法，并有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种eml发光功率校准方法、ea负压及电流采样电路及设备。
[0004]
第一方面，本发明的实施例提供了一种eml发光功率校准方法，包括：将 ea负压的dac值分为若干段，获取所述若干段中每一段对应的中心dac值，根据每一段的中心dac值，校准eml出光功率和ea负压电流-电压采样adc值的线性关系，得到每一段的校准系数；获取光功率上报时的实时ea负压的dac值，根据所述实时ea负压的dac值定位相应的dac值段，采用所述dac值段中的校准系数对所述dac值段的光功率进行校准。
[0005]
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的eml发光功率校准方法，所述将ea负压的dac值分为若干段，包括：
[0006][0007]
w＝(ea
max-ea
min
)/n
[0008][0009]
其中，n为所述若干段的段数；ea
max
为所述ea负压的dac值的最大值；ea
min
为所述ea负压的dac值的最小值；w为所述每一段的dac值取值范围；z为所述若干段中第n段的dac值的取值范围；中括号为取整符号。
[0010]
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的eml发光功率校准方法，所述获取所述若干段中每一段对应的中心dac值，包括：
[0011][0012]
其中，k为第n段的中心dac值。
[0013]
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的eml发光功率校准方法，所述采用所述dac值段中的校准系数对所述dac值段的光功率进行校准，包括：
[0014]
power＝slope*adc(i/u)+offset
[0015]
其中，power为光功率，单位0.1uw；slope和offset为所述dac值段中的校准系数；adc(i/u)为ea负压电流经i-u转换后采样值adc值；对slope 和offset进行校准确定，就实现了对所述ea dac值段的光功率进行上报。
[0016]
第二方面，本发明的实施例提供了一种ea负压及电流采样电路，用于实现第一方面任一方法实施例所述的eml发光功率校准方法，包括：ea电压负向放大模块，与ea电流检测及放大模块连接，用于将ea负向电压进行比例放大； ea电流检测及放大模块，与第一ea支路bias-t电路连接，用于将ea电流进行放大；第一ea支路bias-t电路，与eml模块连接，用于对高速调制信号v
eml
进行阻抗匹配；第二ea支路bias-t电路，与eml模块连接，用于对高速调制信号 v
eml
进行阻抗匹配；eml模块，用于提供高速调制信号v
eml
。
[0017]
在上述电路实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的ea负压及电流采样电路，所述ea电压负向放大模块，包括：第一运算放大器，正输入端与第一正向输入补偿电阻连接，负输入端与第一补偿电容连接，输出端与第二运算放大器的负输入端连接。
[0018]
在上述电路实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的ea负压及电流采样电路，所述ea电流检测及放大模块，包括：第二运算放大器，正输入端与第二正向输入补偿电阻连接，负输入端与第二补偿电容连接，输出端与所述第二补偿电容连接。
[0019]
第三方面，本发明的实施例提供了一种eml发光功率校准装置，包括：
[0020]
校准系数获取模块，用于将ea负压的dac值分为若干段，获取所述若干段中每一段对应的中心dac值，根据每一段的中心dac值，校准eml出光功率和ea负压电流-电压采样adc值的线性关系，得到每一段的校准系数；
[0021]
校准模块，用于获取光功率上报时的实时ea负压的dac值，根据所述实时ea负压的dac值定位相应的dac值段，采用所述dac值段中的校准系数对所述dac值段的光功率进行校准。
[0022]
第四方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：
[0023]
至少一个处理器；以及
[0024]
与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
[0025]
存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的eml发光功率校准方法。
[0026]
第五方面，本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的eml发光功率校准方法。
[0027]
本发明实施例提供的eml发光功率校准方法、ea负压及电流采样电路及设备，通过将ea负压的dac值进行分段，并对每段dac值取中心值，再获取每段 dac中心值对应的校准
系数，最后采用校准系数对eml的发光功率进行上报，可以校准经过调制器后的模块光功率，获得较高的校准精度。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]
图1为本发明实施例提供的eml发光功率校准方法流程图；
[0030]
图2为本发明实施例提供的ea负压查找表dac值分段效果示意图；
[0031]
图3为本发明实施例提供的ea负压及电流采样电路结构示意图；
[0032]
图4为本发明实施例提供的eml发光功率校准装置结构示意图；
[0033]
图5为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
[0034]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0035]
为了解决eml激光器光模块的发射光功率校准问题，采用运算放大器 max4233abc+t及外围电路，先由mcu d/a输出电压，再经运放电路反向放大输出负压，同时经小电阻采样电路i-u放大给mcu a/d采样，通过ea值分段后， mcu会根据当前ea值，判断确定用哪一个ea值区间下的校准系数，进而上报发射光功率。eml激光器(电吸收调制激光器)的光模块，需要在调制器上加ea 负偏压，高速调制信号通过电容耦合，并与ea负偏压一起叠加到调制器输入端，ea负偏压工作电流可以通过运放i-u转换电路实现，mcu采样电压就可得知ea电流大小。另外ea负偏压的产生，先由mcu输出dac产生正压，再经过运放电路实现正/负转换。ea负偏压dac(模数转换)值，如果是查找表方案，则可以将dac值划分为高dac段/中dac段/低dac段(也可划分为多段)。在常温条件下，分别在三种ea范围的中心值，校准模块发射光功率，用激光器bias 校准，输入为ea负偏压负载电流，输出为光功率。这样就可以得到三个ea分段下的发射光功率校准系数。需要提出的是，如果带有tec功能，因器件工作在恒定ea下，则只用在这个ea值下校准发射光功率系数；如果没有tec，则分别在三个ea区间的中心值下校准，以得到三个ea区间下的发射校准系数。基于这种思想，本发明实施例提供了一种eml发光功率校准方法，参见图1，该方法包括：
[0036]
101、将ea负压的dac值分为若干段，获取所述若干段中每一段对应的中心dac值，根据每一段的中心dac值，校准eml出光功率和ea负压电流-电压采样adc值的线性关系，得
到每一段的校准系数；
[0037]
102、获取光功率上报时的实时ea负压的dac值，根据所述实时ea负压的 dac值定位相应的dac值段，采用所述dac值段中的校准系数对所述dac值段的光功率进行校准。需要说明的是，可以将ea值平均分为三段：低温段、常温段、高温段，每段覆盖ea负压的dac值范围不宜过大，根据实际经验400左右(如果划分三段后远超过400，则应该增加分段数以使覆盖在400左右，不宜超出 10％范围)。需要说明的是，分段数量不用于限制本发明，凡在ea负压电流采样和ea电压分段校准原理上所作的其它等同替代或变换，例如分段数量更多更精细、其它ea电流采样电路方法、采用拟合函数实现并用ea分段思想校准的，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0038]
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的eml发光功率校准方法，所述将ea负压的dac值分为若干段，包括：
[0039][0040]
w＝(ea
max-ea
min
)/n
[0041][0042]
其中，n为所述若干段的段数；ea
max
为所述ea负压的dac值的最大值；ea
min
为所述ea负压的dac值的最小值；w为所述每一段的dac值取值范围；z为所述若干段中第n段的dac值的取值范围。
[0043]
具体地，ea查找表最大dac值为ea
max
，最小dac值为ea
min
，分段数为n，则n可表示如下：
[0044][0045]
中括号为取整符号。则每一段的取值范围为：
[0046]
(ea
max-ea
min
)/n
[0047]
设第一段的取值范围为ea_1，第二段的取值范围为ea_2，
……
，则第 n段(n≤n)的取值范围为：
[0048][0049]
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的eml发光功率校准方法，所述获取所述若干段中每一段对应的中心dac 值，包括：
[0050][0051]
其中，k为第n段的中心dac值。
[0052]
更进一步地可以参见图2，查找表温度范围-3～72度，ea最大值为1857，最小值为585，那么：
[0053][0054]
即需要将ea区间划分为三段。每一段的ea取值范围为：
[0055]
ea
max-ea
min
/n＝1857-585/3＝424
[0056]
第1段ea范围为：
[0057][0058]
第2段ea范围为：
[0059][0060]
第3段ea范围为：
[0061][0062]
第1段ea负压的dac中心值为：
[0063][0064]
第2段ea负压的dac中心值为：
[0065][0066]
第3段ea负压的dac中心值为：
[0067][0068]
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的eml发光功率校准方法，所述采用所述dac值段中的校准系数对所述dac 值段的光功率进行校准，包括：
[0069]
power＝slope*adc(i/u)+offset
[0070]
其中，power为光功率，单位0.1uw；slope和offset为所述dac值段中的校准系数；adc(i/u)为ea负压电流经i-u转换后采样值adc值；对slope 和offset进行校准确定，就实现了对所述ea dac值段的光功率进行上报。
[0071]
具体可以参见图2，三个ea区间的中心dac值分别为1645,1221,797，现在分别对这三个ea值下，对常温发射进行更改bias下的模块发射光功率校准，输入值为ea负压电流转换成的电压采样值，输出值为模块光功率。这样就可以得到三个发射校准系数slope1/offset1(ea＝1645)， slope2/offset2(ea＝1221)，slope3/offset3(ea＝797)，这三个校准系数分别对应各自中心值的三个不同ea值范围，模块在上报光功率时，只需读取当前温度下的ea值，并通过ea值找出相应的区间，再利用这个区间的校准系数即可。其中，右侧是ea负压dac值的线性表述，横轴为温度，纵轴为ea负压dac值。
[0072]
本发明实施例提供的eml发光功率校准方法，通过将ea负压的dac值进行分段，并对每段dac值取中心值，再获取每段dac中心值对应的校准系数，最后采用校准系数对eml的
发光功率进行校准，可以校准经过调制器后的模块光功率，获得较高的校准精度。
[0073]
本发明实施例提供了一种ea负压及电流采样电路，用于实现前述方法实施例中的eml发光功率校准方法，包括：
[0074]
ea电压负向放大模块，与ea电流检测及放大模块连接，用于将ea负向电压进行比例放大；
[0075]
ea电流检测及放大模块，与第一ea支路bias-t电路连接，用于将ea 电流进行放大；
[0076]
第一ea支路bias-t电路，与eml模块连接，用于对高速调制信号veml 进行阻抗匹配；
[0077]
第二ea支路bias-t电路，与eml模块连接，用于对高速调制信号veml 进行阻抗匹配；
[0078]
eml模块，用于提供高速调制信号veml。
[0079]
基于上述电路实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的ea负压及电流采样电路，所述ea电压负向放大模块，包括：第一运算放大器，正输入端与第一正向输入补偿电阻连接，负输入端与第一补偿电容连接，输出端与第二运算放大器的负输入端连接。
[0080]
基于上述电路实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的ea负压及电流采样电路，所述ea电流检测及放大模块，包括：第二运算放大器，正输入端与第二正向输入补偿电阻连接，负输入端与第二补偿电容连接，输出端与所述第二补偿电容连接。
[0081]
具体地，ea负压及电流采样电路可以参见图3。u12a及外围电路为反向输入运算放大电路，r67为正向输入端补偿电阻，c302为补偿电容，该电路将vea_set实现负向比例放大。u12b及外围电路为ea电流检测及放大电路， c301为补偿电容。两个虚线方框部分均为ea支路的bias-t电路，以便实现高速调制信号ltx_1的阻抗匹配；c362为交流耦合电容集成运算放大器 max4233abc+t实现电压反向放大，同时利用0.1欧采样电阻和运放，将ea 电流经i-u放大输出，给mcu采样。令网络名ve_set_1的电压为vea_set，ltx_1_eml网络名电压为veml，tx1_mon网络名电压为vmon，u12b的 in2-/in2+电压为vx，r61和r58的公共点电压为v上，r61和r64的公共点电压为v下，流过采样电阻的电流为i，eml调制器总电流为i总，根据运放的“虚断”和“虚短”，则有：
[0082][0083]
并考虑r61＝0.1比较小，i为ma级，并且|v
上
|≤2.9，r65为300kω电阻比较大，由(1)式继续可得：
[0084][0085]
其中，r61＝0.1，r65＝300kω，r58＝r64＝1kω，r60＝15k ω，r63＝10kω，继续代入(2)式中得：
[0086][0087]
可以看出，输出给eml调制器的负压由mcu d/a电压放大反向实现，而 eml调制器的电流经线性30倍放大输出给mcu，在调制器veml变化不太大的条件下，调制器的输出光功率与激光器laser电流成线性关系，这也正是能够采用ea值分段校准模块发射光功率的实现基础。
[0088]
本发明各个实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中，可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况，在上述各实施例的基础上，本发明的实施例提供了一种eml发光功率校准装置，该装置用于执行上述方法实施例中的eml发光功率校准方法。参见图4，该装置包括：
[0089]
校准系数获取模块401，用于将ea负压的dac值分为若干段，获取所述若干段中每
一段对应的中心dac值，根据每一段的中心dac值，得到每一段的校准系数；
[0090]
校准模块402，用于获取光功率上报时的实时ea负压的dac值，根据所述实时ea负压的dac值定位相应的dac值段，采用所述dac值段中的校准系数对所述dac值段的光功率进行校准。
[0091]
本发明实施例提供的eml发光功率校准装置，采用校准系数获取模块和校准模块，通过将ea负压的dac值进行分段，并对每段dac值取中心值，再获取每段dac中心值对应的校准系数，最后采用校准系数对eml的发光功率进行校准，可以校准经过调制器后的模块光功率，获得较高的校准精度。
[0092]
本发明实施例的方法是依托电子设备实现的，因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的，本发明的实施例提供了一种电子设备，如图 5所示，该电子设备包括：至少一个处理器(processor)501、通信接口 (communications interface)504、至少一个存储器(memory)502和通信总线 503，其中，至少一个处理器501，通信接口504，至少一个存储器502通过通信总线503完成相互间的通信。至少一个处理器501可以调用至少一个存储器502中的逻辑指令，以执行前述各个方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。
[0093]
此外，上述的至少一个存储器502中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个方法实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，randomaccess memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0094]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0095]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0096]
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意
的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0097]
在本专利中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括
……
"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0098]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。