專利名稱：一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光發(fā)射機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試方法。
背景技術(shù)：
在光發(fā)射機的生產(chǎn)工藝中，由于激光器等有源器件的特性的一致性較差，必須對激光器控制電路中的某些參數(shù)進行調(diào)整，以期達到光發(fā)射機的最終參數(shù)
的一致性。其中比較重要的調(diào)試參數(shù)就是光發(fā)射機的平均光功率Pavg和消光比ER參數(shù)。在現(xiàn)有調(diào)試方法中，平均光功率Pavg參數(shù)的測量儀器是光功率計，而消光比ER參數(shù)的測量儀器是采樣示波器，如圖1所示。
光發(fā)射機在數(shù)字信號通信傳輸過程中，需要將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成光信號，這一過程是通過控制激光器發(fā)出高功率或低功率的光信號，來模擬數(shù)字信號中的"1"或"0"的二進制信號。光信號的高光功率PH和低光功率PL的比值稱為消光比ER， ER計算公式如公式1:
ER=10*log(PH/PL)
在上述公式中，PH是數(shù)字調(diào)制信號為"1"時對應(yīng)的光信號的高光功率，PL是數(shù)字調(diào)制信號為"0"時對應(yīng)的光信號的低光功率。因此，只要知道了 PH和PL的值，即可計算出消光比的值，事實上采樣示波器正是因為具有對光信號的PH和PL的采樣能力，才能計算出消光比的。但是光功率計無法采樣光信號的PH和PL，只能測量出一個平均光功率Pavg，其關(guān)系式如公式2:Pavg=(PH+PL)/2
那么，如果能得到Pavg和PL，根據(jù)公式2就能得到PH，將PL和PH帶入公式l就能得到消光比ER了。
然而，采樣示波器的價格昂貴，維護和使用的成本較高，占光發(fā)射機的生產(chǎn)線建設(shè)成本比例高達80%以上，嚴重制約了生產(chǎn)產(chǎn)能的擴張和生產(chǎn)成本的降低。因此，需要尋找一種成本低廉的光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供 -種光發(fā)射機平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試方法，能夠大幅度降低生產(chǎn)線在儀器上的投入，實現(xiàn)自動化的調(diào)試，提升產(chǎn)能，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達到。
一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試方法，其特征在于，包括如下步驟
A、 設(shè)置所述光發(fā)射機為自動功率控制模式,設(shè)置所述光發(fā)射機的激光器驅(qū)動芯片和激光器的調(diào)制信號耦合模式為直流耦合模式；
B、 所述微計算機將測試山所述光發(fā)射機的激光器的發(fā)光效率和閾值電流；
C、 所述微計算機將所述光發(fā)射機的平均光功率調(diào)試到預(yù)設(shè)的平均光功率范
圍；
D、 所述微計算機將所述光發(fā)射機當前的消光比調(diào)試到預(yù)設(shè)的消光比范圍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試
方法，其特征在于，還包括以下步驟E、所述微計算機判斷當前消光比值ER2是否符合預(yù)設(shè)的消光比范圍，并顯示此次調(diào)試結(jié)果是否正確，同時顯示當前光發(fā)射機的平均光功率P2和消光比ER2。
步驟B進一步包括以下步驟
Bl、設(shè)置所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 2的輸出信號即調(diào)制電流控制端的信號，使所述光發(fā)射機的調(diào)制電流Imod等于0;
B2、兩次設(shè)置所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 1的輸出信號即自動功率控制端的信號，通過所述光功率計得到兩個所述光發(fā)射機的平均光功率P0和Pl，通過對所述光發(fā)射機的微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3采樣來自所述光發(fā)射機的激光器驅(qū)動芯片的偏置電流檢測輸出端信號從而得到兩個偏置電流10和II;
B3、獲得所述光發(fā)射機的激光器發(fā)光效率SE，其中SE^P1-P0)/(11-10);
B4、獲得所述光發(fā)射機的閾值電流Ith，其中Ith=SE*IO-PO 。
歩驟C進一步包括以下歩驟
Cl、設(shè)置所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制接U 1和2的輸出信號即自動功率控制端和調(diào)制電流控制端的信號，并預(yù)設(shè)最大調(diào)試次數(shù)和所述光發(fā)射機的平均光功率范圍，清零當前調(diào)試次數(shù)；
C2、通過所述光功率計獲取所述光發(fā)射機當前的平均光功率P2;
C3、判斷所述光發(fā)射機當前的平均光功率P2是否在預(yù)設(shè)的平均光功率范圍內(nèi)，如果是，則結(jié)束平均光功率調(diào)試，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟C4;
C4、判斷當前調(diào)試次數(shù)是否達到預(yù)設(shè)的最大調(diào)試次數(shù)，如果是，則結(jié)束平均光功率調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至調(diào)試結(jié)果返回步驟，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟C5;
C5、調(diào)節(jié)所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制
接口 1的輸出信號即自動功率控制端的信號，以改變當前的平均光功率P2，并轉(zhuǎn)至步驟C2。
歩驟D進一歩包括以下歩驟
Dl、預(yù)設(shè)最大調(diào)試次數(shù)和所述光發(fā)射機的消光比范圍，清零當前調(diào)試次數(shù)；
D2、所述微計算機根據(jù)所述光發(fā)射機的當前的平均光功率P2、激光器的發(fā)光效率SE和閾值電流Ith以及偏置電流Ibias，獲得所述光發(fā)射機的當前低光功率PL以及當前消光比ER2;
D3、判斷所述光發(fā)射機當前的消光比ER2是否在預(yù)設(shè)的消光比范圍內(nèi)，如果是，則結(jié)束消光比調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至調(diào)試結(jié)果返回步驟，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟D4;
D4、判斷調(diào)試次數(shù)是否達到預(yù)設(shè)的最大調(diào)試次數(shù)，如果是，則結(jié)束消光比調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至調(diào)試結(jié)果返回歩驟，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟D5;
D5、調(diào)節(jié)所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 2的輸出信號即調(diào)制電流控制端的信號，以改變所述光發(fā)射機當前的消光比ER2，并轉(zhuǎn)至步驟D2。
步驟D2進一步包括以下步驟
D21、所述微計算機通知所述光發(fā)射機的微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3采樣來自所述光發(fā)射機的激光器驅(qū)動芯片的偏置電流檢測輸出端信號，則所述微計算機得到當前的偏置電流Ibias;
D22、獲得所述光發(fā)射機當前的低光功率PL，其中PL二SE^Ibias-Ith);
D23、獲得所述光發(fā)射機當前的高光功率ra，其中PH4術(shù)P2-PD24、獲得所述光發(fā)射機當前的消光比ER2，其中ER2^0Wog(PH/PL)。
采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠綜合利用光發(fā)射機的原有的內(nèi)部電路及其調(diào)試平臺的硬件環(huán)境，但不再依賴傳統(tǒng)方法必需的昂貴的采樣示波器，僅需通過光功率計測量光發(fā)射機的平均光功率來計算光發(fā)射機的消光比，這就大幅度降低了生產(chǎn)線在儀器上的投入，從而降低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明技術(shù)方案提供的調(diào)試方法，是一個軟件可實現(xiàn)的方法，因此特別適用于自動化生產(chǎn)線的使用，由于光功率計在毫秒級就能獲取到光發(fā)射機的平均光功率值，而如果用采樣示波器來直接測量消光比ER值，需要遠大于l秒的時間來等待采樣到足夠多的光調(diào)制信號波形，所以在消光比的調(diào)試過程中，本發(fā)明所耗時間明顯縮短，從而有效地提高了生產(chǎn)效率。
本發(fā)明技術(shù)方案提供的調(diào)試方法，還可以比較精確地計算出當前激光器的閾值電流Ith和發(fā)光效率值SE這兩個重要的激光器特性參數(shù)，對比計算出的參數(shù)與激光器〗商提供的參數(shù)，還可以在早期發(fā)現(xiàn)已經(jīng)失效的激光器，進一步提高了生產(chǎn)效率和良率。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的控制電路框圖及其調(diào)試平臺示意圖。
圖2是本發(fā)明具體實施方式
中光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的控制電路框圖及其調(diào)試平臺示意圖。
圖3是本發(fā)明具體實施方式
中獲得光發(fā)射機的激光器發(fā)光效率和閾值電流的流程圖。
圖4是本發(fā)明具體實施方式
中光發(fā)射機的平均光功率參數(shù)調(diào)試流程圖。圖5是本發(fā)明具體實施方式
中光發(fā)射機的消光比參數(shù)調(diào)試流程圖。圖6是本發(fā)明具體實施方式
中獲得光發(fā)射機的消光比的流程圖。圖7是激光器在正常工作狀態(tài)卜的瞬時輸出平均光功率與輸入驅(qū)動電流特性的P-1曲線示意圖。
圖8是激光器在靜態(tài)工作狀態(tài)下的輸出平均光功率與輸入驅(qū)動電流特性的
p-1曲線示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
圖2是本發(fā)明具體實施方式
中光發(fā)射機的光功率和消光比參數(shù)的控制電路框圖及其調(diào)試平臺示意圖。如圖2所示，該調(diào)試平臺包括微計算機、調(diào)制信號發(fā)生器、光功率計和光發(fā)射機。被調(diào)試的光發(fā)射機以GEPON ONU光傳輸模塊為例，IEEE802.3ah-2000標準規(guī)定，其光發(fā)射機的消光比要求大丁- 6dB，光功率要求-ldBm 4dBm。激光器型號可選用MITSUBISHI公司的ML720AA46S-01,其閾值電流Ith典型值范圍是3 10mA，發(fā)光效率SE大于0. 40mW/mA典型值是0.48mW/mA，驅(qū)動電流I小于40mA典型值是35mA，工作波長1310nm調(diào)制信號帶寬可支持1.25G。
其中，用含有軟件程序控制步驟的微計算機作為中央處理器，通過訪問光功率計來讀取光發(fā)射機在當前狀態(tài)下的平均光功率，通過訪問光發(fā)射機的微控制器來調(diào)節(jié)激光器的偏置電流和調(diào)制電流從而調(diào)節(jié)平均光功率和消光比并采樣偏置電流，由所述軟件程序計算得到當前狀態(tài)下的消光比，再釆用逐步逼近的方式，不斷調(diào)整光發(fā)射機達到期望的平均光功率和消光比。其中，調(diào)制信號發(fā)生器可以選用發(fā)射機主機自帶的調(diào)制信號發(fā)生器單元，
也可以選用專用的數(shù)字通信儀器，比如AGILENT公司的誤碼分析儀86130A。 其中，光功率計可以選用AGILENT公司的HP8153A或JDSU公司的0LP-18C。 其中，光發(fā)射機內(nèi)部電路，由微控制器，激光器驅(qū)動芯片和激光器三部分 構(gòu)成，并且可以分為四個功能模塊激光器平均光功率自動功率控制環(huán)路功能 模塊，使光發(fā)射機的平均光功率保持穩(wěn)定；激光器消光比控制功能模塊，用于 調(diào)節(jié)激光器的消光比；激光器偏置電流采樣功能模塊，用于采樣激光器的偏置 電流；微控制器的通信接口功能模塊，用于和微計算機系統(tǒng)通信命令和交換數(shù) 據(jù)。由于該案例中的光發(fā)射機內(nèi)部電路是廣泛使用的電路，所以此處不再累述， 只特別申明，光發(fā)射機處于自動功率控制模式，并且激光器驅(qū)動芯片和激光器的 調(diào)制信號耦合模式是直流耦合模式。如果激光器驅(qū)動芯片選用不帶串行數(shù)字控 制接口的MAX3735，那么微控制器可以選用帶數(shù)字電位器的DS1856;如果激光 器驅(qū)動芯片選用帶串行數(shù)字控制接口的VSC7966，那么微控制器可以選用帶串行 數(shù)字控制接口的MEGA88;實際上并不局限于上述具體型號的芯片，只要符合以 下特征即可采用本發(fā)明所述的方法光功率采用自動功率控制環(huán)路模式控制， 激光器驅(qū)動芯片采用直流耦合方式和激光器的激光二極管連接，微控制器不僅 具備調(diào)節(jié)激光器驅(qū)動芯片的自動功率控制和調(diào)制電流的功能，而且還具備采樣 偏置電流的功能。
在自動功率控制環(huán)路正常工作時，如果激光器的激光二極管輸出的平均光 功率Pavg異常偏小，將導(dǎo)致激光器的檢測二極管輸出的檢測電流Imd值偏小， 則激光器驅(qū)動芯片的自動功率控制環(huán)路將自動增大驅(qū)動電流I，從而使激光器的 激光二極管輸出的平均光功率Pavg增加，從而使激光器的檢測二極管輸出的檢測電流Inid值也隨之增加，最終使激光器的激光二極管輸出的平均光功率Pavg 回到正常值；反之亦然。
由于激光器的激光二極管輸入端和激光器驅(qū)動芯片的調(diào)制信號輸出端的耦 合方式是直流耦合，所以激光器驅(qū)動芯片輸出的偏置電流Ibias與調(diào)制電流Imod 共同為激光器的激光二極管提供驅(qū)動電流I，即驅(qū)動電流I是以偏置電流Ibias 與調(diào)制電流Imod為自變量的一個變量，I=f (Ibias， Imod);所以偏置電流Ibias 與調(diào)制電流Imod將共同決定激光器的激光二極管輸出的平均光功率Pavg，即平 均光功率Pavg是以偏置電流Ibias與調(diào)制電流Imod為自變量的一個變量， Pavg二f(Ibias， Imod);
在激光器的激光二極管輸入端和激光器驅(qū)動芯片的調(diào)制信號輸出端的耦合 方式是直流耦合的前提條件下，可知，光信號的低光功率PL，實際是以偏置電 流Ibias為自變量的一個變量，即PL=f(Ibias);光信號的高光功率PH，實際 是以偏置電流Ibias和調(diào)制電流Imod為自變量的- 個變量，即PH二f (Ibias, Imod);由于Imod是一個隨高速調(diào)制信號動態(tài)變換的值，所以只有高速的采樣 示波器才能獲取，而由于Ibias是一個相對穩(wěn)定不變的值，并且可以由微控制 器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3通過激光器驅(qū)動芯片的偏置電流檢測輸出端 獲取，所以PL=f (Ibias)這個關(guān)系式就決定了 PL是可以通過獲取Ibias來計算 的。
如果微計算機設(shè)置光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器或數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他 控制接口 2的輸出信號即調(diào)制電流控制端的信號來關(guān)斷激光器驅(qū)動芯片的調(diào)制 電流Imod，都能使激光器驅(qū)動芯片的調(diào)制電流Imod為O，那么激光器的激光二 極管的驅(qū)動電流I就只由偏置電流Ibias提供，意即在此情況下激光器的激光二極管的輸出的平均光功率就只受偏置電流Ibias的控制。
在自動功率控制環(huán)路止常工作時，保持激光器驅(qū)動芯片的自動功率控制環(huán) 路的調(diào)節(jié)輸入端的控制信號不變，而僅改變了消光比即改變激光器驅(qū)動芯片的 調(diào)制電流的調(diào)節(jié)輸入端的控制信號，自動功率控制環(huán)路都可以使激光器的激光 二極管輸出的平均光功率保持不變。
由于自動功率控制環(huán)路、激光器直流耦合電路，以及激光器自身的特性，
三者共同作用的結(jié)果，使激光器的檢測二極管輸出的檢測電流Imd的幅度不受 光調(diào)制信號頻率影響，而僅受激光器的激光二極管輸山的平均光功率Pavg影響；
這是因為，激光器的檢測二極管的光電轉(zhuǎn)換的響應(yīng)速度非常低，高速的光調(diào)制 信號的光強通過檢測二極管的光電轉(zhuǎn)換后，相當于經(jīng)過了一個低通濾波器，所
以檢測電流Imd的幅度不受調(diào)制信號頻率影響。激光器的激光二極管輸出的平 均光功率pavg由偏置電流Ibias與調(diào)制電流Imod共同決定，如果微控制器去 調(diào)節(jié)激光器驅(qū)動芯片輸出的調(diào)制電流Imod使Iraod增大，就會導(dǎo)致平均光功率 Pavg增大，進而導(dǎo)致檢測電流Imd增大，自動功率控制環(huán)路遂自動調(diào)整偏置電 流Ibias使之減小，就會導(dǎo)致平均光功率Pavg減小，進而導(dǎo)致檢測電流Imd減 小，回到最初的穩(wěn)定工作狀態(tài)。
本發(fā)明技術(shù)方案的總體思想是在光發(fā)射機處于自動功率控制模式并且激光 器驅(qū)動芯片和激光器的耦合模式是直流耦合模式的硬件電路前提下，只需要光 發(fā)射機的自動功率控制端的信號，就能使平均光功率Pavg達到期望值。 一旦光 發(fā)射機的自動功率控制端的信號確定下來，無論怎么微調(diào)調(diào)制電流控制端的信 3即改變消光比ER，自動功率控制環(huán)路都能自動調(diào)節(jié)偏置電流Ibias使平均光 功率pavg保持恒定，將當前計算出的消光比值ER和期望的消光比值ER一expect比較，如果計算出的消光比值ER偏小則應(yīng)該調(diào)大調(diào)制電流Imod，如果計算出的 消光比值ER偏大則應(yīng)該調(diào)小調(diào)制電流Imod，再次測量計算PL和ER，如此往復(fù)， 逐步逼近，就能使被調(diào)試的光發(fā)射機的消光比參數(shù)達到期望值。
我們知道光發(fā)射機的平均光功率Pavg可以通過光功率計獲得，下面描述如 何利用光功率計獲得光發(fā)射機的消光比ER。通過公式1和公式2可以推導(dǎo)，要 想獲得消光比ER，首先必須獲得低光功率PL。
在激光器驅(qū)動芯片和激光器的耦合模式是直流耦合模式的硬件電路前提 下，激光器的瞬時光功率與驅(qū)動電流的P-I關(guān)系曲線如圖7所示，激光器的激 光二極管的驅(qū)動電流I，是激光器驅(qū)動芯片輸出的偏置電流Ibias與調(diào)制電流 Imod共同作用的結(jié)果，其瞬時關(guān)系式如公式3:
I二Ibias+Imod
在激光器驅(qū)動芯片和激光器的耦合模式是直流耦合模式的硬件電路前提
下，如圖7所示，可知，光信號的低光功率PL，實際是以偏置電流Ibias為自 變量的一個變量，即PL=f (Ibias)，注意此時調(diào)制電流Imod是等于0的這個前 提；光信號的高光功率PH，實際是以偏置電流Ibias和調(diào)制電流Imod為自變量 的一個變量，即P^f(Ibias， Imod)，注意此時調(diào)制電流Imod等于其設(shè)定的最 大值的這個前提；由于Imod是一個隨高速調(diào)制信號動態(tài)變換的值，所以只有高 速的采樣示波器才能獲取，而由于Ibias是一個相對穩(wěn)定不變的值，并且可以 由微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3通過激光器驅(qū)動芯片的偏置電流檢 測輸出端獲取，所以PL=f (Ibias)這個關(guān)系式就決定了 PL是可以通過獲取Ibias 來計算的。
如圖8所示，根據(jù)激光器的靜態(tài)工作特性，在激光器的正常工作范圍內(nèi)，其瞬時發(fā)光功率P與流過激光器的驅(qū)動電流I成線性關(guān)系；因此，只要知道了流 過該激光器的驅(qū)動電流值I、該激光器的閾值電流值Ith和該激光器的發(fā)光效率 SE，即可計算出該激光器的瞬時光功率值P，其與I、 Ith和SE的關(guān)系式如公式 4:
P=SE*(I-Ith)
在瞬時調(diào)制電流Imod《時，對應(yīng)的瞬時光功率值P就是低光功率值PL，結(jié) 合公式3和公式4，得公式5:
PL=SE*(Ibias-Ith)
從公式5可知，低光功率值PL是以偏置電流Ibias為自變量的一個變量， 激光器的閾值電流值Ith和激光器的發(fā)光效率值SE是該公式的核心參數(shù)。偏置 電流Ibias可以通過微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3來采樣激光器驅(qū) 動芯片的偏置電流檢測輸出端信號并計算得到；那么如何得到被調(diào)試的激光器 的閾值電流值Ith和激光器的發(fā)光效率值SE，成為了在Ibias為自變量的情況 下來計算PL的關(guān)鍵參數(shù)。卜一面闡述如何得到Ith和SE。
由于激光器的特性的一致性較差，每支激光器的閾值電流值Ith和激光器 的發(fā)光效率值SE通常是不同的，但是在特定的環(huán)境溫度下，該激光器的閾值電 流值Ith和發(fā)光效率SE被認為是不變的。如圖8所示，在Imod二O的情況下， 第一步，設(shè)置微控制器的數(shù)字電位器或數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 1的輸出信 號即自動功率控制端的信號來微調(diào)激光器驅(qū)動芯片的自動功率控制的調(diào)節(jié)輸入 端的信號，使流過該激光器的驅(qū)動電流值是IO，這個驅(qū)動電流值IO實際就是偏 置電流值IbiasO所以可以通過微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3來采樣 激光器驅(qū)動芯片的偏置電流檢測輸出端信號并計算得到；同時讀光功率計得到驅(qū)動電流值是IO吋的激光器光功率PO;第二步，改變微控制器的數(shù)字電位器或 數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3的輸出來微調(diào)激光器驅(qū)動芯片的自動功率控制的 調(diào)節(jié)輸入端的信號，使流過該激光器的驅(qū)動電流值是Il，這個驅(qū)動電流值I1實
際就是偏置電流值Ibiasl所以可以通過微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口
3來采樣激光器驅(qū)動芯片的偏置電流檢測輸出端信號并計算得到；同時讀光功率 計得到驅(qū)動電流值是I1時的激光器光功率P1;第三步，將得到的IO、 II、 P0、 Pl帶入到公式5，即可計算得到SE，關(guān)系式如公式6:
SE:(P1-P0)/(I1-I0) 將得到的IO、 PO、 SE帶入到公式5，即可計算得到Ith，關(guān)系式如公式7:
Ith=SE*IO-PO 。
圖3是本發(fā)明具體實施方式
中獲得光發(fā)射機的激光器發(fā)光效率和閾值電流 的流程圖。如圖3所示，該流程包括以下歩驟
步驟301、微計算機設(shè)置所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換 器或其他控制接口 2的輸出信號即調(diào)制電流控制端的信號，來關(guān)斷激光器驅(qū)動 芯片的調(diào)制電流Imod，使輸出到激光器的調(diào)制電流Imod二O。
步驟302、微計算機通過光發(fā)射機的微控制器兩次設(shè)置其數(shù)字電位器、數(shù)模 轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 1的輸出信兮即自動功率控制端的信號，微計算機通過 光功率計得到兩個光發(fā)射機的平均光功率PO和Pl，微計算機通過對光發(fā)射機的 微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3上的來自光發(fā)射機的激光器驅(qū)動芯片 的偏置電流檢測輸出端信號的采樣得到兩個偏置電流10和II。
即根據(jù)激光器ML720AA46S-01特性，當取閾值電流Ith典型值為5mA，發(fā)光 效率SE為0. 48mW/mA，那么，調(diào)節(jié)偏置電流10到8mA左右，此時對應(yīng)的PO大約為1.44mW^1.6dBm，然后微計算機通過光發(fā)射機的微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或 其他控制接口 3來采樣I0，同時微計算機讀光功率計得到平均光功率PO;調(diào)節(jié) 偏置電流II到10mA左右，此時對應(yīng)的PO大約為2. 4mW&3. 8dBm，然后微計算 機通過光發(fā)射機的微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3來采樣II，同時微 計算機讀光功率計得到平均光功率Pl。
步驟303、獲得光發(fā)射機的激光器發(fā)光效率SE，其中SE:(P1-PO)Z(Il-IO)。 步驟304、獲得光發(fā)射機的閾值電流Ith，其中Ith=SE*IO-PO。 由此，在調(diào)制電流Imod等于O的情況下，可計算得到的激光器發(fā)光效率SE 和激光器閾值電流Ith兩個關(guān)鍵參數(shù)。下面將闡述，在光發(fā)射機正常工作狀態(tài) 下即有合適的調(diào)制電流Imod的情況下，如何通過SE和Ith，來計算光信號的低 光功率PL和消光比ER。
再回到公式2，首先，當前工作狀態(tài)下的Pavg可以用光功率計測量得到； 然后，由于可以通過微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3來采樣激光器驅(qū) 動芯片的偏置電流檢測輸出端信號所以可以計算得到當前工作狀態(tài)下的偏置電 流Ibias，把偏置電流Ibias這個變量和激光器發(fā)光效率SE和激光器閾值電流 Ith這兩個關(guān)鍵參數(shù)帶入公式5即可計算得到PL;其次，將Pavg和PL帶入到 公式2，即可計算得到PH;最后，將PH和PL帶入到公式1，即可計算得到當前 的消光比值ER。
圖4是本發(fā)明具體實施方式
中光發(fā)射機的平均光功率參數(shù)調(diào)試流程圖。如 圖4所示，該流程包括以下步驟
歩驟401、設(shè)置光發(fā)射機為自動功率控制模式，設(shè)置光發(fā)射機的激光器驅(qū)動 芯片和激光器的調(diào)制信號耦合模式為直流耦合模式。步驟402、預(yù)設(shè)最大調(diào)試次數(shù)MAX—number為100、平均光功率期望值范圍 Pavg—expect為-ldBm 4dBm，并清零當前循環(huán)次數(shù)Loop—謂ber。
步驟403、調(diào)節(jié)光發(fā)射機的自動功率控制端的信號和調(diào)制電流控制端的信號 為初始值A(chǔ)PCSET—initial127和MODSET—initial127，即微計算機設(shè)置光發(fā)射機 的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 1和2的輸出信號即自 動功率控制端和調(diào)制電流控制端的信號，使激光器工作于一個初始的j下常工作 狀態(tài)。
歩驟404、微計算機通過光功率計獲取光發(fā)射機當前的平均光功率P2。 步驟405、微計算機判斷光發(fā)射機當前的平均光功率P2是否在預(yù)設(shè)的平均
光功率范圍內(nèi)，如果是，則結(jié)束平均光功率調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至步驟408，如果否，則
轉(zhuǎn)至步驟406。
步驟406、微計算機判斷當前循環(huán)次數(shù)Loop一mmiber是否大于最大調(diào)試次數(shù) MAX—number，如果是，則說明出現(xiàn)異常應(yīng)該結(jié)束調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至步驟408，如果否， 則轉(zhuǎn)至步驟407。
步驟407、調(diào)節(jié)光發(fā)射機的自動功率控制端的信號以改變當前的平均光功率 P2，即微計算機設(shè)置光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控 制接口 1的輸出信號即自動功率控制端的信號，同時當前循環(huán)次數(shù)Loop—number 加l，并轉(zhuǎn)至步驟404。
步驟408、微計算機判斷當前計算得到的消光比值ER2是否符合期望的消光 比值范圍ER—expect并在軟件界面中顯示此次調(diào)試結(jié)果是否正確，同時在軟件 界面中顯示當前光發(fā)射機的平均光功率P2和消光比ER2。
圖5是本發(fā)明具體實施方式
中光發(fā)射機的消光比參數(shù)調(diào)試流程圖。如圖5所示，該流程包括以下步驟
歩驟501、預(yù)設(shè)最大調(diào)整次數(shù)MAX—number為100，預(yù)設(shè)消光比期望值范圍 ER—expect為6dB 16dB，并清零當前循環(huán)次數(shù)Loop—number 。 歩驟502、微計算機獲取光發(fā)射機當前的消光比ER2。
步驟503、微計算機判斷光發(fā)射機當前的消光比ER2是否在消光比期望值范 圍內(nèi)，如果是，則結(jié)束消光比調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至步驟506，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟504。
步驟504、微計算機判斷當前循環(huán)次數(shù)Loop—number是否火于最大調(diào)試次數(shù) MAX—number,如果是，則說明出現(xiàn)異常應(yīng)該結(jié)朿調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至步驟506，如果否， 則轉(zhuǎn)至步驟505。
步驟505、調(diào)節(jié)光發(fā)射機的調(diào)制電流控制端的信號以改變當前的消光比ER2， 即微計算機設(shè)置光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制接 口 2的輸出信號即調(diào)制電流控制端的信號，同時當前循環(huán)次數(shù)Loop—number加1， 并轉(zhuǎn)至步驟502。
步驟506、微計算機判斷當前計算得到的消光比值ER2是否符合期望的消光 比值范圍ER—expect并在軟件界面中顯示此次調(diào)試結(jié)果是否正確，同時在軟件 界面中顯示當前光發(fā)射機的平均光功率P2和消光比ER2。
其中歩驟502中，是解決如何獲得光發(fā)射機的消光比ER2。圖6是本發(fā)明具 體實施方式中獲得光發(fā)射機的消光比ER2的流程圖。如圖6所示，該流程包括 以下步驟
步驟601、獲得光發(fā)射機當前的偏置電流Ibias，即微計算機通過光發(fā)射機 的微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3采樣來自光發(fā)射機的激光器驅(qū)動芯 片的偏置電流檢測輸出端信號，微計算機就能計算得到當前的偏置電流Ibias。步驟602、獲得光發(fā)射機當前的低光功率PL，其中PL二SE^Ibias-Ith);
步驟603、獲得光發(fā)射機當前的高光功率ra，其中P^2求P2-PL;
步驟604、獲得光發(fā)射機當前的消光比ER2，其中ER240H4og(PH/PL)。
其中調(diào)試結(jié)果返回步驟是指微計算機判斷當前計算得到的消光比值ER2是 否符合期望的消光比范圍并在軟件界面中顯示此次調(diào)試結(jié)果是否正確，同時在 軟件界面中顯示當前光發(fā)射機的平均光功率P2和消光比ER2。
通常由于光功率計自身的采樣誤差，偏置電流采樣電路的采樣誤差，激光 器的激光二極管在工作一段時間后因為管芯溫度的變化而導(dǎo)致發(fā)光效率SE有微 小變化，激光器的檢測二極管在工作 -段時間后因為管芯溫度的變化而導(dǎo)致光 電轉(zhuǎn)換效率有微小變化也會引起檢測電流Imd的微小變化，這些因素的影響， 會導(dǎo)致按本發(fā)明計算山來的消光比值和實際的消光比值有一定的誤差。通過實 驗數(shù)據(jù)對比，在1.25G速率下，12 13dB附近的消光比值，計算值與傳統(tǒng)方法 用采樣示波器直接測量的消光比值，通常要固定偏大1 2dB。因此為了與采樣 示波器直接測量出來的消光比的數(shù)值保持一致，需要對計算出來的消光比ER2 值進行固定的誤差差值補償。
為了避免在循環(huán)調(diào)整和計算過程中可能出現(xiàn)的未知因素影響，導(dǎo)致軟件進 入死循環(huán)，特意增加了對當前循環(huán)次數(shù)Loop—皿mber的判斷和強制退出機制， 進一步增強了軟件程序的魯棒性。
權(quán)利要求
1. 一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試方法，其特征在于，包括如下步驟A、設(shè)置所述光發(fā)射機為自動功率控制模式，設(shè)置所述光發(fā)射機的激光器驅(qū)動芯片和激光器的調(diào)制信號耦合模式為直流耦合模式；B、所述微計算機將測試出所述光發(fā)射機的激光器的發(fā)光效率和閾值電流；C、所述微計算機將所述光發(fā)射機的平均光功率調(diào)試到預(yù)設(shè)的平均光功率范圍；D、所述微計算機將所述光發(fā)射機當前的消光比調(diào)試到預(yù)設(shè)的消光比范圍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試方法，其特征在于，還包括以下步驟E、 所述微計算機判斷當前消光比值ER2是否符合預(yù)設(shè)的消光比范圍，并顯 示此次調(diào)試結(jié)果是否正確，同時顯示當前光發(fā)射機的平均光功率P2和消光比 ER2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試 方法，其特征在于，步驟B進一步包括以下步驟Bl、設(shè)置所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制 接口 2的輸出信號即調(diào)制電流控制端的信號，使所述光發(fā)射機的調(diào)制電流Imod 等于0;B2、兩次設(shè)置所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他 控制接口 1的輸出信號即自動功率控制端的信號，通過所述光功率計得到兩個 所述光發(fā)射機的平均光功率P0和Pl，通過對所述光發(fā)射機的微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制接口 3采樣來自所述光發(fā)射機的激光器驅(qū)動芯片的偏置電流檢 測輸出端信號從而得到兩個偏置電流10和II;B3、獲得所述光發(fā)射機的激光器發(fā)光效率SE，其中SE二(P1-P0)/(11-10); B4、獲得所述光發(fā)射機的閾值電流Ith，其中Ith=SE*IO-PO 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試方法，其特征在于，歩驟C進一歩包括以下步驟Cl、設(shè)置所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制 接口 1和2的輸出信號即自動功率控制端和調(diào)制電流控制端的信號，并預(yù)設(shè)最 大調(diào)試次數(shù)和所述光發(fā)射機的平均光功率范圍，清零當前調(diào)試次數(shù)；C2、通過所述光功率計獲取所述光發(fā)射機當前的平均光功率P2;C3、判斷所述光發(fā)射機當前的平均光功率P2是否在預(yù)設(shè)的平均光功率范圍 內(nèi)，如果是，則結(jié)束平均光功率調(diào)試，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟C4;C4、判斷當前調(diào)試次數(shù)是否達到預(yù)設(shè)的最大調(diào)試次數(shù)，如果是，則結(jié)束平 均光功率調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至調(diào)試結(jié)果返回步驟，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟C5;C5、調(diào)節(jié)所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制 接口 1的輸出信號即自動功率控制端的信號，以改變當前的平均光功率P2，并 轉(zhuǎn)至步驟C2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試 方法，其特征在于，步驟D進一步包括以下步驟Dl、預(yù)設(shè)最大調(diào)試次數(shù)和所述光發(fā)射機的消光比范圍，清零當前調(diào)試次數(shù); D2、所述微計算機根據(jù)所述光發(fā)射機的當前的平均光功率P2、激光器的發(fā) 光效率SE和閾值電流Ith以及偏置電流Ibias，獲得所述光發(fā)射機的當前低光功率PL以及當前消光比ER2;D3、判斷所述光發(fā)射機當前的消光比ER2是否在預(yù)設(shè)的消光比范圍內(nèi)，如 果是，則結(jié)束消光比調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至調(diào)試結(jié)果返回歩驟，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟D4;D4、判斷調(diào)試次數(shù)是否達到預(yù)設(shè)的最大調(diào)試次數(shù)，如果是，則結(jié)束消光比 調(diào)試并跳轉(zhuǎn)至調(diào)試結(jié)果返回步驟，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟D5;D5、調(diào)節(jié)所述光發(fā)射機的微控制器的數(shù)字電位器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器或其他控制 接口 2的輸出信號即調(diào)制電流控制端的信號，以改變所述光發(fā)射機當前的消光 比ER2，并轉(zhuǎn)至步驟D2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試 方法，其特征在于，步驟D2進一步包括以下步驟D2K所述微計算機通知所述光發(fā)射機的微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其他控制 接口 3采樣來自所述光發(fā)射機的激光器驅(qū)動芯片的偏置電流檢測輸出端信號， 則所述微計算機得到當前的偏置電流Ibias;D22、獲得所述光發(fā)射機當前的低光功率PL，其中PL二SE宋(Ibias-Ith);D23、獲得所述光發(fā)射機當前的高光功率ra，其中PH=2*P2-PL;D24、獲得所述光發(fā)射機當前的消光比ER2，其中ER2^0沐log(PH/PL)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光發(fā)射機的平均光功率和消光比參數(shù)的調(diào)試方法，設(shè)置所述光發(fā)射機為自動功率控制模式，設(shè)置所述光發(fā)射機的激光器驅(qū)動芯片和激光器的調(diào)制信號耦合模式為直流耦合模式；所述微計算機將測試出所述光發(fā)射機的激光器的發(fā)光效率和閾值電流；所述微計算機將所述光發(fā)射機的平均光功率調(diào)試到預(yù)設(shè)的平均光功率范圍；所述微計算機將所述光發(fā)射機當前的消光比調(diào)試到預(yù)設(shè)的消光比范圍。采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠大幅度降低生產(chǎn)線在儀器上的投入，實現(xiàn)自動化的調(diào)試，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號H04B10/145GK101483481SQ20091005828
公開日2009年7月15日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者濤 余, 周庭銘, 張銀寶, 蔣小青 申請人:成都優(yōu)博創(chuàng)技術(shù)有限公司