CN114760001A - 多路dwdm中的单tec带两个激光器自动标定的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法。本发明通过根据DWDM的相邻波长间隔为0.4nm,使用一个TEC控制两路激光器工作，减少多路DWDM光模块的TEC使用数量降低材料成本，节约光模块空间，可以增加其他可靠性设计空间，提高光模块的性能。采用自动波长标定方法提高生产效率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及光通信领域，特别是涉及一种多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法。
背景技术
随着光通信领域技术的发展，超大规模数据中心、激光雷达、自动驾驶、机器人以及人工智能(AI)计算等新兴产业的突起，对于信息传输、数据交互的需求成爆发式增长，多路DWDM光电集成光电模块逐步替代传统光电模块，成为各公司的竞争核心。
传统的多路DWDM光模块中，激光器波长控制都是使用一个TEC控制一路激光器发出一个波长，对于多路激光器输出的模块需要多个TEC及其控制，模块的体积大，给设计带来困难，内部没有足够的可靠性设计空间，需要TEC较多，材料成本高，手动标定波长耗时严重，生产效率低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法，包括以下步骤：
S1、开机上电，采样TEC表面贴装的热敏电阻的阻值，通过计算得出温度值，通过公式计算，将需要调整DAC_T的结果与前一次给定DAC_T累加，再转化为控制GNA4008的0～2.5V电压信号，调整TEC的驱动电流，配合电源纹波小于50mV,整定合适的PID参数外加调整热敏电阻采样频率，实现控制TEC表面激光器的工作环境温度稳定在±0.01℃，激光器的工作环境温度稳定后，PC机开始启动激光器出光大小标定；
S2、***开启激光器，使激光器进入工作状态，然后MCU控制TLC2662缓慢增加DAC电流的输出，使流过激光器的电流缓慢增加，同时模块内部的MCU通过PD检测激光器的出光大小，并与出光设定的目标值比较，直到大于目标值加0.3dBm，之后记录下此时的DAC值和电流值，相同的方法再标定其他路激光器的出光大小；
S3、当激光器的出光大小需用的电流值标定好后开始标定每路激光器的出光波长，首先光模块将PC机发过来的实时波长与目标波长比较，改变TEC的设置温度，使TEC的控制温度发生变化，从而改变激光器的工作温度，激光器的出光波长会随着激光器的工作温度变化而变化，PC机将从光谱仪读取的实时波长发送到光模块内部的MCU中，由MCU将得到的实时波长与目标波长比较，如果两个波长的差变大，则将TEC的温度调整改变变化方向，如果两个波长的差变小，测继续调整，直到两个波长的差值稳定在一定数值以内为标定完成，记录下当前的TEC温度参数和激光器电流，置位通道标定完成标志；
S4、PC机读到通道标定完成标志后将控制光开关切换，将第二路的激光器出光切换到光谱仪的光输入口，再发出命令到光模块启动第二路激光器波长标定，第二路激光器标定过程与第一路相同，最后记录下TEC的温度和第二路激光器电流；
S5、将记录下的两个TEC温度值取平均为TEC的工作温度值，待TEC稳定后调整第二路激光器电流，此时激光器的波长如果大于目标值，需要做减小目标值调整，通过减小激光器的电流可以减小激光器的出光波长，如果激光器波长小于目标波长，则需要增加激光器的电流调整激光器的波长，最后使激光器的出光波长稳定在一定数值以内，稳定后设置调整完成标志通知PC机调整完成；
S6、PC机收到调整完成后再控制光开关切换光通路，将第一路激光器出光连接到光谱仪光入口，光谱仪测试第一路光，开始第一路光波长调整，过程与第二路的电流调整波长相同，完成后设置完成标志；
S7、待两路电流调整完成后再进行验证，通过PC机控制光开光切换激光器的出光输入到光谱仪的光输入口，验证当前的出光波长是否满足要求，如不满足可以适当调整电流修正即可；
S8、其他TEC上的两路激光器标定与上步骤相同。
进一步的，所述步骤S1中用16位的ADC采样TEC表面贴装的3‰精度的热敏电阻的阻值。
进一步的，所述步骤S1中温度值的精度为0.001℃。
进一步的，所述步骤S3中直到两个波长的差值稳定在一定数值±0.003nm以内为标定完成。
进一步的，所述步骤S5中10mA电流大约可以调整0.3nm波长。
进一步的，所述步骤S5最后使激光器的出光波长稳定在±0.003nm以内。
与现有技术相比，本发明多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法的有益效果是：通过根据DWDM的相邻波长间隔为0.4nm,使用一个TEC控制两路激光器工作，减少多路DWDM光模块的TEC使用数量降低材料成本，节约光模块空间，可以增加其他可靠性设计空间，提高光模块的性能。采用自动波长标定方法提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的控制***图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是***标定时的控制***图；标定后光模块正常工作时是可以没有PC机和OSA(光谱仪)的，正常工作时是不调整波长；***可分***标定过程和***正常工作过程。
多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法，包括以下步骤：
S1、开机上电，首先用16位的ADC采样TEC表面贴装的3‰精度的热敏电阻的阻值，通过计算得出温度值，温度值的精度为0.001℃，通过PID公式计算，将需要调整DAC_T的结果与前一次给定DAC_T累加，再转化为控制GNA4008的0～2.5V电压信号，调整TEC的驱动电流，配合电源纹波小于50mV,整定合适的PID参数外加调整热敏电阻采样频率，可以实现控制TEC表面激光器的工作环境温度稳定在±0.01℃，激光器的工作环境温度稳定后，PC机开始启动激光器出光大小标定。
S2、***开启激光器，使激光器进入工作状态，然后MCU(微型控制器)控制TLC2662缓慢增加DAC(数字信号到模拟信号转换器)电流的输出，使流过激光器的电流缓慢增加，同时模块内部的MCU通过PD检测激光器的出光大小，并与出光设定的目标值比较，直到大于目标值加0.3dBm，之后记录下此时的DAC值和电流值，相同的方法再标定其他路激光器的出光大小。
S3、当激光器的出光大小需用的电流值标定好后开始标定每路激光器的出光波长，首先光模块将PC机发过来的实时波长与目标波长比较，改变TEC的设置温度，使TEC的控制温度发生变化，从而改变激光器的工作温度，激光器的出光波长会随着激光器的工作温度变化而变化，PC机将从光谱仪读取的实时波长发送到光模块内部的MCU中，由MCU将得到的实时波长与目标波长比较，如果两个波长的差变大，则将TEC的温度调整改变变化方向，如果两个波长的差变小，测继续调整，直到两个波长的差值稳定在±0.003nm(根据具体情况可适当调整)以内为标定完成，记录下当前的TEC温度参数和激光器电流，置位通道标定完成标志。
S4、PC机读到通道标定完成标志后将控制光开关切换，将第二路的激光器出光切换到光谱仪的光输入口，再发出命令到光模块启动第二路激光器波长标定，第二路激光器标定过程与第一路相同，最后记录下TEC的温度和第二路激光器电流。
S5、将记录下的两个TEC温度值取平均为TEC的工作温度值，待TEC稳定后调整第二路激光器电流，此时激光器的波长如果大于目标值，需要做减小目标值调整，通过减小激光器的电流可以减小激光器的出光波长，10mA电流大约可以调整0.3nm波长；如果激光器波长小于目标波长，则需要增加激光器的电流调整激光器的波长，最后可以使激光器的出光波长稳定在±0.003nm以内，稳定后设置调整完成标志通知PC机调整完成。
S6、PC机收到调整完成后再控制光开关切换光通路，将第一路激光器出光连接到光谱仪光入口，光谱仪测试第一路光，开始第一路光波长调整，过程与第二路的电流调整波长相同，完成后设置完成标志。
S7、待两路电流调整完成后再进行验证，通过PC机控制光开光切换激光器的出光输入到光谱仪的光输入口，验证当前的出光波长是否满足要求，如不满足可以适当调整电流修正即可。
S8、其他TEC上的两路激光器标定与上步骤相同。
本发明通过根据DWDM的相邻波长间隔为0.4nm,使用一个TEC控制两路激光器工作，减少多路DWDM光模块的TEC使用数量降低材料成本，节约光模块空间，可以增加其他可靠性设计空间，提高光模块的性能。采用自动波长标定方法提高生产效率，降低生产成本。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、开机上电，采样TEC表面贴装的热敏电阻的阻值，通过计算得出温度值，通过公式计算，将需要调整DAC_T的结果与前一次给定DAC_T累加，再转化为控制GNA4008的0～2.5V电压信号，调整TEC的驱动电流，配合电源纹波小于50mV,整定合适的PID参数外加调整热敏电阻采样频率，实现控制TEC表面激光器的工作环境温度稳定在±0.01℃，激光器的工作环境温度稳定后，PC机开始启动激光器出光大小标定；
S2、***开启激光器，使激光器进入工作状态，然后MCU控制TLC2662缓慢增加DAC电流的输出，使流过激光器的电流缓慢增加，同时模块内部的MCU通过PD检测激光器的出光大小，并与出光设定的目标值比较，直到大于目标值加0.3dBm，之后记录下此时的DAC值和电流值，相同的方法再标定其他路激光器的出光大小；
S3、当激光器的出光大小需用的电流值标定好后开始标定每路激光器的出光波长，首先光模块将PC机发过来的实时波长与目标波长比较，改变TEC的设置温度，使TEC的控制温度发生变化，从而改变激光器的工作温度，激光器的出光波长会随着激光器的工作温度变化而变化，PC机将从光谱仪读取的实时波长发送到光模块内部的MCU中，由MCU将得到的实时波长与目标波长比较，如果两个波长的差变大，则将TEC的温度调整改变变化方向，如果两个波长的差变小，测继续调整，直到两个波长的差值稳定在一定数值以内为标定完成，记录下当前的TEC温度参数和激光器电流，置位通道标定完成标志；
S4、PC机读到通道标定完成标志后将控制光开关切换，将第二路的激光器出光切换到光谱仪的光输入口，再发出命令到光模块启动第二路激光器波长标定，第二路激光器标定过程与第一路相同，最后记录下TEC的温度和第二路激光器电流；
S5、将记录下的两个TEC温度值取平均为TEC的工作温度值，待TEC稳定后调整第二路激光器电流，此时激光器的波长如果大于目标值，需要做减小目标值调整，通过减小激光器的电流可以减小激光器的出光波长，如果激光器波长小于目标波长，则需要增加激光器的电流调整激光器的波长，最后使激光器的出光波长稳定在一定数值以内，稳定后设置调整完成标志通知PC机调整完成；
S6、PC机收到调整完成后再控制光开关切换光通路，将第一路激光器出光连接到光谱仪光入口，光谱仪测试第一路光，开始第一路光波长调整，过程与第二路的电流调整波长相同，完成后设置完成标志；
S7、待两路电流调整完成后再进行验证，通过PC机控制光开光切换激光器的出光输入到光谱仪的光输入口，验证当前的出光波长是否满足要求，如不满足可以适当调整电流修正即可；
S8、其他TEC上的两路激光器标定与上步骤相同。
2.根据权利要求1所述的多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法，其特征在于：所述步骤S1中用16位的ADC采样TEC表面贴装的3‰精度的热敏电阻的阻值。
3.根据权利要求1所述的多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法，其特征在于：所述步骤S1中温度值的精度为0.001℃。
4.根据权利要求1所述的多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法，其特征在于：所述步骤S3中直到两个波长的差值稳定在一定数值±0.003nm以内为标定完成。
5.根据权利要求1所述的多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法，其特征在于：所述步骤S5中10mA电流大约可以调整0.3nm波长。
6.根据权利要求1所述的多路DWDM中的单TEC带两个激光器自动标定的控制方法，其特征在于：所述步骤S5最后使激光器的出光波长稳定在±0.003nm以内。
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