本發(fā)明涉及光纖通信技術領域，具體而言，本發(fā)明涉及一種光模塊及其激光器溫度控制方法。

背景技術：

隨著光通信行業(yè)的發(fā)展，光纖高速傳輸技術正沿著擴大單一波長傳輸容量、超長距離傳輸和波分復用系統(tǒng)方向發(fā)展。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)在光纖上的傳輸，數(shù)據(jù)需要通過光模塊進行電光轉換和光電轉換，其中，電光轉換通常是通過光模塊中的激光器來完成的。

目前，在超長距離光通訊系統(tǒng)中通常采用在G652光纖中衰減最小的1550波段光信號進行數(shù)據(jù)傳輸?？紤]到1550波段存在一定的色散值，因此1550波段的光信號發(fā)射源通常使用集成體積小、波長啁啾低的EML(Eroabsorption Modulated Laser，電吸收調制激光器)，或者具有非常好的單色性的DFB(Distributed Feedback Laser，分布式反饋激光器)。

由于上述激光器的光輸出功率等性能參數(shù)會受到環(huán)境溫度的影響，因此，如圖1所示，現(xiàn)有的光模塊中，在激光器101內部通常會集成TEC(Thermoelectric Cooler，熱電制冷器)102和熱敏電阻103，并在激光器的外圍設置有TEC的驅動器104，以及MCU(MicroControllerUnit，微控制器)105。

其中，MCU105可以根據(jù)激光器101內部的熱敏電阻103的阻值，實時采集激光器101的當前溫度；并根據(jù)預設的目標溫度和采集的激光器101的當前溫度，向TEC的驅動器104輸出相應控制量；繼而，TEC的驅動器104根據(jù)接收的控制量向TEC102輸出相應的制冷電流或制熱電流。這樣，激光器101內部的TEC102則可以根據(jù)TEC的驅動器104輸出的電流，對激光器101進行制熱或制冷，促使穩(wěn)定激光器101的溫度，以保證激光器的傳輸性能。

例如，當激光器101的工作溫度持續(xù)升高時，熱敏電阻103的阻值就會變小；MCU105將熱敏電阻103的當前阻值所對應的溫度作為激光器 101的當前溫度，并根據(jù)激光器的當前溫度與預設的目標溫度的比較結果，向TEC的驅動器104輸出相應控制量；TEC的驅動器104根據(jù)MCU105輸出的控制量輸出對應的制冷電流至TEC102，用以對激光器101進行制冷，從而達到激光器101溫度穩(wěn)定于預設的目標溫度的目的。

然而，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，雖然光模塊中內置的TEC有穩(wěn)定激光器溫度的作用，但是，當光模塊在高溫條件下使用時，仍然會出現(xiàn)激光器的溫度急劇上升的現(xiàn)象，進而對激光器造成不可逆的損傷，甚至會造成激光器內部器件的移位，影響光模塊的可靠性和壽命，對通信系統(tǒng)造成影響。

因此，有必要提供一種光模塊的激光器溫度控制方法，延長光模塊使用壽命，提高光模塊的可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種光模塊及其激光器溫度控制方法，延長光模塊使用壽命，提高光模塊和激光器的可靠性。

本發(fā)明方案提供了一種光模塊的激光器溫度控制方法，包括：

檢測所述激光器達到高溫制冷極限狀態(tài)后，根據(jù)所述激光器的溫度耐受值，將所述激光器的目標溫度從標準值T₀進行上調；

根據(jù)所述激光器的當前溫度，以及上調后的目標溫度，向所述激光器的熱電制冷器的驅動器輸出相應控制量。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種光模塊，包括；激光器、熱電制冷器、熱電制冷器的驅動器，以及微控制器；其中，

所述微控制器用于檢測所述激光器達到高溫制冷極限狀態(tài)后，根據(jù)所述激光器的溫度耐受值，將所述激光器的目標溫度從標準值T₀進行上調；并根據(jù)所述激光器的當前溫度，以及上調后的目標溫度，向所述激光器的熱電制冷器的驅動器輸出相應控制量。

本實施例的方案中，當光模塊在高溫條件下使用時，如果檢測到激光器達到高溫制冷極限狀態(tài)，則主動根據(jù)激光器的溫度耐受值，將激光器的目標溫度適當上調；目標溫度上調后，熱電制冷器的電流將適當減小，從而避免因熱電制冷器處于最大電流狀況時造成相關器件過熱情況，同時激光器的溫度維持在激光器的耐受溫度范圍內，避免出現(xiàn)激光器溫度升高至不可控的情況；從而，盡量避免激光器受損，延長光模塊使用壽命，提高光模塊和激光器的可靠性。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有光模塊的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中光模塊的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中一種光模塊的激光器溫度控制方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中目標溫度上調后光模塊的激光器溫度控制方法的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例中關閉激光器后光模塊的激光器溫度控制方法的流程示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明所保護的范圍。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當現(xiàn)有光模塊在高溫條件下使用時，容易出現(xiàn)激光器溫度失控狀態(tài)；其原因在于：隨著環(huán)境溫度升高，為了將激光器的溫度穩(wěn)定在設定的目標溫度，MCU控制TEC加大輸出的制冷電流；當環(huán)境溫度升高到一定程度時，即使TEC處于最大制冷電流，仍然無法將激光器的溫度降到目標溫度；此時，MCU控制TEC一直處于最大制冷電流，而激光器的溫度仍然不斷升高；當TEC長時間以最大制冷電流工作時，易造成激光器內部的相關器件進一步升高溫度，而出現(xiàn)擊穿、或移位等損壞情況，從而導致激光器極易損壞。

由此，本發(fā)明的發(fā)明人考慮到，當光模塊在高溫條件下使用時，如果檢測到激光器達到高溫制冷極限狀態(tài)，則主動將激光器的目標溫度適當上調；目標溫度上調后，TEC的電流將適當減小，從而盡量避免因TEC處于最大電流狀況時造成相關器件過熱情況，同時激光器的溫度維持在激光器的耐受溫度范圍內，以盡量避免出現(xiàn)激光器溫度升高至不可控的情況；從而延長光模塊使用壽命，提高光模塊和激光器的可靠性。

下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的技術方案。

本發(fā)明提供了一種光模塊，如圖2所示，光模塊可以包括：激光器201、TEC(Thermoelectric Cooler，熱電制冷器)202、TEC的驅動器203，以及MCU(MicroControllerUnit，微控制器)204。

其中，MCU204與激光器201相連，MCU204可以通過設置在激光器201內部的熱敏電阻的阻值變化來檢測激光器201的當前溫度。MCU204如何通過激光器201內部的熱敏電阻采集激光器201的溫度為本領域技術人員所熟知的技術，此處不再贅述。

TEC202設置于激光器201的內部，用于通過流經其內部的電流的方向和大小，實現(xiàn)對激光器201制冷或制熱。

TEC的驅動器203與TEC202相連，用于向TEC202輸出用于制冷或制熱的電流。

MCU204與TEC的驅動器203相連，用于根據(jù)激光器201的當前溫度和激光器201的目標溫度，采用PID(Proportion Integration Differentiation，比例積分微分)算法計算出向TEC的驅動器203輸出的相應控制量。

這樣，TEC的驅動器203可根據(jù)接收的控制量向TEC202輸出相應的電流；繼而，TEC202根據(jù)TEC的驅動器203輸出的電流的大小和方向，對激光器201進行制冷或制熱，使激光器201的溫度趨向于目標溫度。

進一步，MCU204可以檢測激光器是否達到高溫制冷極限狀態(tài)；MCU204檢測激光器201達到高溫制冷極限狀態(tài)后，根據(jù)激光器的溫度耐受值，將激光器的目標溫度從標準值T₀進行上調；并根據(jù)激光器201的當前溫度，以及上調后的目標溫度，向TEC的驅動器203輸出相應控制量。

這樣，由于目標溫度上調后，MCU204向TEC的驅動器203輸出的控制量將減小，相應地，TEC的驅動器203根據(jù)接收的控制量向TEC202輸出的電流將適當減小，從而可以避免因TEC處于最大電流狀況時造成相關器件過熱情況，同時激光器的溫度維持在激光器的耐受溫度范圍內，可以盡量避免出現(xiàn)激光器溫度升高至不可控的情況，以延長光模塊使用壽命，提高光模塊和激光器的可靠性。

更優(yōu)地，MCU204在將目標溫度從標準值T₀進行上調后，還可以檢測激光器201是否超出高溫制冷極限狀態(tài)；若檢測到激光器201超出高溫制冷極限狀態(tài)，則關閉激光器201。

進一步，MCU204在關閉激光器201后，若檢測到環(huán)境溫度低于設定的溫度閾值，則重新開啟激光器201。進而，MCU204可以將激光器的目標溫度重新設置為標準值T₀；之后，MCU204根據(jù)激光器的當前溫度，以及設置為T₀的目標溫度，向TEC的驅動器203輸出相應控制量；從而激光器201恢復到正常工作溫度。

具體地，在實際應用中，本發(fā)明提供的光模塊中的MCU204可以周期性地檢測激光器201的溫度，并向TEC的驅動器203輸出相應控制量，通過TEC202對激光器201進行溫度調節(jié)；尤其當光模塊在高溫條件下使用時，MCU204進行激光器溫度控制方法，如圖3所示，具體可以包括如下步驟：

S301：MCU204檢測激光器201是否達到高溫制冷極限狀態(tài)；若是，則執(zhí)行步驟S302。

具體地，由于光模塊中的MCU204周期性進行激光器201的溫度的檢測，因此，在一個檢測周期到達時，可以檢測光模塊中激光器201是否達到高溫制冷極限狀態(tài)。實際應用中，光模塊中的MCU204在檢測到如下任一條件滿足時，可以確定檢測到激光器201達到高溫制冷極限狀態(tài)；或者，MCU204在檢測到如下條件都滿足時，可以確定檢測到激光器201達到高溫制冷極限狀態(tài)：

條件A：激光器201的當前溫度超過激光器的目標溫度的標準值T₀；

條件B：向TEC的驅動器203輸出的控制量超過設定的控制量閾值。

其中，激光器201的當前溫度可以由MCU204根據(jù)設置在激光器201的內部的熱敏電阻的阻值來采集；而激光器的目標溫度的標準值T₀，以及控制量閾值是預先設置的。比如，TEC的驅動器203的控制量閾值可以由本領域技術人員根據(jù)TEC的工作參數(shù)進行設置；當MCU向TEC的驅動器203輸出的控制量達到控制量閾值時，TEC的驅動器203向TEC輸出的電流將達到最大電流狀況。

實際應用中，激光器201的目標溫度的標準值T₀可以由本領域技術人員根據(jù)激光器201的工作參數(shù)預先設置；當激光器的溫度處于標準值T₀時，激光器的性能最佳，光輸出功率最優(yōu)。

S302：MCU204根據(jù)激光器201的溫度耐受值，將激光器的目標溫度從標準值T₀進行上調。

具體地，在光模塊中的MCU204檢測到激光器201達到高溫制冷極限 狀態(tài)后，MCU204可以根據(jù)激光器201的溫度耐受值，將激光器的目標溫度從標準值T₀進行上調。例如，MCU204可以將激光器201的目標溫度從標準值T₀上調浮動值n。

實際應用中，激光器201的溫度耐受值可以由本領域技術人員預先根據(jù)激光器的工作參數(shù)確定；當激光器的溫度超過溫度耐受值時，激光器易出現(xiàn)溫度失控狀態(tài)，造成激光器損傷。因此，為了保證激光器的溫度維持在激光器的耐受溫度范圍內，T₀與n之和小于激光器的溫度耐受值。

S303：MCU204根據(jù)激光器201的當前溫度，以及上調后的目標溫度，向激光器的TEC202的驅動器203輸出相應控制量。

具體地，光模塊中的MCU204可以根據(jù)激光器201的當前溫度，以及上調后的目標溫度，向激光器的TEC202的驅動器203輸出相應控制量。

這樣，由于目標溫度上調后，MCU204向TEC的驅動器203輸出的控制量將減小，相應地，TEC的驅動器203根據(jù)接收的控制量向TEC202輸出的電流將適當減小，從而可以避免因TEC處于最大電流狀況時造成相關器件過熱情況，同時激光器的溫度維持在激光器的耐受溫度范圍內，可以盡量避免出現(xiàn)激光器溫度升高至不可控的情況；從而延長光模塊使用壽命，提高光模塊和激光器的可靠性。

考慮到將激光器201的目標溫度上調后，可以降低TEC的驅動器203向TEC202輸出的電流，以此避免TEC處于最大電流狀況；但是，由于TEC的驅動器203向TEC202輸出的電流的降低，TEC202對激光器201的制冷效果也會降低，繼而導致激光器201的溫度將會逐漸上升，逐漸逼近目標溫度。

因此，更優(yōu)地，為了進一步避免激光器201溫度升高至不可控的情況，本發(fā)明實施例中，在MCU204根據(jù)激光器201的當前溫度，以及上調后的目標溫度，向TEC201的驅動器203輸出相應控制量后，光模塊還可以通過如圖4所示的方法對激光器溫度作進一步地控制，該方法具體包括如下步驟：

S401：MCU204檢測激光器201是否超出高溫制冷極限狀態(tài)；若是，則執(zhí)行步驟S402。

具體地，由于光模塊中的MCU204可以周期性地檢測激光器201的當前溫度，以及向TEC的驅動器203輸出的控制量，因此，在一個檢測檢測周期到達時，MCU204檢測到如下任一條件滿足時，可以確定檢測到 激光器201超出高溫制冷極限狀態(tài)；或者MCU204在檢測到如下條件都滿足時，可以確定檢測到激光器201超出高溫制冷極限狀態(tài)：

條件C：激光器201的當前溫度超過上調后的目標溫度；

條件D：向驅動器輸出的控制量超過設定的控制量閾值。

S402：MCU204關閉激光器201。

這樣，在檢測到激光器201超出高溫制冷極限狀態(tài)后，MCU204可以通過控制激光器的驅動器，及時關閉激光器201。具體地，MCU204可以通過向激光器201的驅動器輸出控制電信號，控制激光器201的驅動器停止向激光器201輸出偏置電流，從而關閉激光器201。

實際應用中，在關閉激光器201期間，MCU204仍然可以根據(jù)激光器201的當前溫度，以及上調后的目標溫度，向激光器的TEC202的驅動器203輸出相應控制量，TEC202的驅動器203根據(jù)接收的控制量控制輸出至TEC的電流，以此持續(xù)對激光器的制冷。

激光器201關閉后，其功耗將大大下降；這樣，TEC202制冷壓力也會下降，TEC202的驅動器輸出的制冷電流也會下降；從而防止激光器201的溫度進一步升高，避免激光器201的溫度升高至耐受溫度范圍以外，以此減少對激光器造成的損傷，提高激光器的可靠性。

更優(yōu)地，本發(fā)明實施例中，在MCU204關閉激光器201之后，光模塊還可以通過如圖5所示的方法對激光器溫度作進一步地控制：

S501：MCU204檢測環(huán)境溫度是否低于設定的溫度閾值；若是，則執(zhí)行步驟S502。

具體地，由于MCU204可以實時監(jiān)測激光器201的環(huán)境溫度，因此，在光模塊中的MCU204關閉激光器201后，MCU204可以檢測環(huán)境溫度是否低于設定的溫度閾值。其中，溫度閾值是由本領域技術人員預先設置的，當激光器201的環(huán)境溫度低于溫度閾值時，此時的環(huán)境溫度并不會引起激光器的溫度的急劇升高。

S502：MCU204重新開啟激光器201。

這樣，在光模塊中的MCU204檢測到環(huán)境溫度低于設定的溫度閾值后，可以重新開啟激光器201。具體地，MCU204檢測到環(huán)境溫度低于設定的溫度閾值后，可以通過向激光器201的驅動器輸出控制電信號，控制激光器201的驅動器向激光器201輸出偏置電流，從而重新開啟激光器201。

S503：MCU204將激光器201的目標溫度重新設置為標準值T₀。

具體地，由于激光器201的環(huán)境溫度已低于設定的溫度閾值，因此，為了使激光器201處于最佳性能狀態(tài)，光模塊中的MCU204可以將激光器的目標溫度重新設置為激光器201的目標溫度的標準值T₀。

S504：MCU204根據(jù)激光器201的當前溫度，以及設置為標準值T₀的目標溫度，向激光器的TEC202的驅動器203輸出相應控制量。

具體地，光模塊中的MCU204可以根據(jù)激光器201的當前溫度，以及重新設置為標準值T₀的目標溫度，向TEC的驅動器203輸出相應控制量，繼而，TEC的驅動器203向設置于激光器201內部的TEC202輸出相應的制冷電流，對激光器201進行制冷，以保障激光器201的溫度穩(wěn)定。

本發(fā)明的技術方案中，當光模塊在高溫條件下使用時，如果檢測到激光器達到高溫制冷極限狀態(tài)，則主動根據(jù)激光器的溫度耐受值，將激光器的目標溫度適當上調；目標溫度上調后，TEC的電流將適當減小，從而盡量避免因TEC處于最大電流狀況時造成相關器件過熱情況，同時激光器的溫度維持在激光器的耐受溫度范圍內，避免出現(xiàn)激光器溫度升高至不可控的情況；從而，盡量避免激光器受損，延長光模塊使用壽命，提高光模塊和激光器的可靠性。

本申請使用的“模塊”、“系統(tǒng)”等術語旨在包括與計算機相關的實體，例如但不限于硬件、固件、軟硬件組合、軟件或者執(zhí)行中的軟件。例如，模塊可以是，但并不僅限于：處理器上運行的進程、處理器、對象、可執(zhí)行程序、執(zhí)行的線程、程序和/或計算機。舉例來說，計算設備上運行的應用程序和此計算設備都可以是模塊。一個或多個模塊可以位于執(zhí)行中的一個進程和/或線程內，一個模塊也可以位于一臺計算機上和/或分布于兩臺或更多臺計算機之間。

本技術領域技術人員可以理解，本發(fā)明包括涉及用于執(zhí)行本申請中所述操作中的一項或多項的設備。這些設備可以為所需的目的而專門設計和制造，或者也可以包括通用計算機中的已知設備。這些設備具有存儲在其內的計算機程序，這些計算機程序選擇性地激活或重構。這樣的計算機程序可以被存儲在設備(例如，計算機)可讀介質中或者存儲在適于存儲電子指令并分別耦聯(lián)到總線的任何類型的介質中，所述計算機可讀介質包括但不限于任何類型的盤(包括軟盤、硬盤、光盤、CD-ROM、和磁光盤)、ROM(Read-Only Memory，只讀存儲器)、RAM(Random Access Memory，隨即存儲器)、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦寫可編程只讀存儲器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，電可擦可編程只讀存儲器)、閃存、磁性卡片或光線卡片。也就是，可讀介質包括由設備(例如，計算機)以能夠讀的形式存儲或傳輸信息的任何介質。

本技術領域技術人員可以理解，可以用計算機程序指令來實現(xiàn)這些結構圖和/或框圖和/或流圖中的每個框以及這些結構圖和/或框圖和/或流圖中的框的組合。本技術領域技術人員可以理解，可以將這些計算機程序指令提供給通用計算機、專業(yè)計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理方法的處理器來實現(xiàn)，從而通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理方法的處理器來執(zhí)行本發(fā)明公開的結構圖和/或框圖和/或流圖的框或多個框中指定的方案。

本技術領域技術人員可以理解，本發(fā)明中已經討論過的各種操作、方法、流程中的步驟、措施、方案可以被交替、更改、組合或刪除。進一步地，具有本發(fā)明中已經討論過的各種操作、方法、流程中的其他步驟、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、組合或刪除。進一步地，現(xiàn)有技術中的具有與本發(fā)明中公開的各種操作、方法、流程中的步驟、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、組合或刪除。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。