[发明专利]一种激光器全寿命期自适应状态控制方法

说明书

技术领域

 本发明属于激光器技术领域，具体地说，是涉及一种激光器全寿命期自适应状态控制方法。

背景技术

光发送模块主要包括驱动电路单元、单片机控制电路单元、光组件、外部控制电路单元、电信号输入接口等几部分。驱动器（芯片）电路单元的作用是提供激光器的偏置电流和调制电流，从而实现数字信号的电/光转换。单片机控制电路单元的主要功能是对驱动芯片进行控制，以使激光器的输出光功率保持正常状态（即光功率输出在一定功率水平上并保持稳定）。为了使光功率输出在一定功率水平上并保持稳定，目前主要采用的，功率控制电路、激光器驱动器、激光器，形成负反馈环路来完成，从而使激光器输出光功率趋于固定值。模块的主要指标发射光功率P和消光比ER，主要由驱动芯片给激光器提供的偏置电流Ibias和调制电流Imod以及激光器的阈值电流Ith和P-I曲线的斜效率Se决定。在模块工作的环境温度发生变化时或者器件长期工作老化后，激光器的阈值电流和斜效率会发生变化，表现为阈值电流增加及斜效率降低，为了维持发光功率的相对恒定，模块给激光器施加的偏置电流Ibias和调制电流Imod就会增加，但是也不能一味的通过增大偏置电流的方式，因为激光器的工作状态在进入饱和区后，发光功率会随着偏置电流的增加而减小，偏置电流达到一定程度甚至会损坏激光器。

为了实现对激光器的保护，通常的做法是通过驱动器芯片设定偏置电流的最大限定值，使得该最大限定值小于饱和电流，如通过一个外接采样电阻来设定最大激光器偏置电流。由于激光器的性能存在个体差异，激光器的饱和电流也不尽相同，为了适应工业化生产需要，满足所有激光器的保护需求，一般会将最大限值设的较为保守，其值远低于实际饱和电流值，该种方式的缺陷是牺牲了激光器的整体性能，最大限值设置的过小，限制了激光器性能的充分发挥，当激光器工作电流达到限定值以后，控制电路会突然关闭APC电路，之后激光器的发光功率将不再受控，激光器工作于固定的偏置电流限定值，这样，随着激光器发热或环境温度的变化，激光器的发光功率随之变化，不能保证通信正常，而实际情况是很大一部分激光器完全可以再通过增加偏置电流的方式稳定发光功率，因为其最大限值到其饱和电流值之间还有一定的调节空间。

发明内容

本发明为了解决现有激光器不能充分在其全寿命期内工作的问题，提出了一种激光器全寿命期自适应状态控制方法，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种激光器全寿命期自适应状态控制方法，包括以下步骤：

参数设定步骤：

（11）、检测激光器的饱和电流值Is；

（12）、设置偏置电流的最大限值Imax，其中Imax＜Is；

（13）、设置临界温度值Tth；

自适应调节步骤：

（21）、实时检测激光器工作电流I，以及激光器工作温度T；

（22）、比较所述激光器工作电流I与偏置电流的最大限值Imax的大小关系，当I＜Imax时，开启APC电路，由所述APC电路对激光器驱动电路进行控制；

当I≥Imax时，比较所述激光器工作温度T与临界温度值Tth的大小关系，若T≥Tth，则关闭APC电路，启用非线性控制方法，由控制单元直接控制所述激光器驱动电路。

进一步的，在所述步骤（22）中，当I≥Imax且T＜Tth时，若此时为APC电路对激光器驱动电路进行控制，则保持所述APC电路开启，仍然由所述APC电路对激光器驱动电路进行控制，若此时为非线性控制方法，则开启APC电路，切换为APC电路对激光器驱动电路进行控制。

又进一步的，所述步骤（22）中，所述APC电路对激光器驱动电路进行控制的方法为：

a1、PD光探测器检测激光器发射的光，并将光信号转换为电信号；

a2、放大电路将所述电信号进行放大处理，并发送至比较器进行比较，并将比较结果发送至激光机驱动电路；

a3、若所述电信号小于预设的阈值，则所述激光器驱动电路增加加载在所述激光器上的偏置电流，否则，减小加载在所述激光器上的偏置电流。

再进一步的，所述步骤（22）中，所述非线性控制方法为：

b1、实时监测当前激光器工作温度T；

b2、从查找表中查找当前激光器工作温度T下所对应的偏置电流Tb；

b3、控制激光器驱动电流以偏置电流Tb加载在所述激光器上。