一种制冷TOSA温度的控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光通信技术领域，提供了一种制冷TOSA温度的控制方法和装置。其中，微处理器持续检测激光器的工作电压和/或驱动电流；根据对应的工作电压与温度的变化关系dVf/dT或驱动电流与温度的变化关系dIf/dT，计算出当前激光器结温与标准工作温度的差值；控制TEC进行制冷和/或制热，使得计算出的当前激光器结温与标准工作温度的差值小于第一预设阈值，从而把激光器的工作温度拉回到预设的标准工作温度。本发明专利技术通过监控激光器的电流，或者监控激光器的工作电压，推算出当前的管芯温度，然后生成反馈量，通过微处理器调节TEC的温度设置点。置点。置点。

【技术实现步骤摘要】
一种制冷TOSA温度的控制方法和装置


[0001]本专利技术涉及光通信
，特别是涉及一种制冷TOSA温度的控制方法和装置。

技术介绍

[0002]随着5G前传对波分复用系统的需要急剧扩大，而且12波长的波分系统逐步成为主流应用，相邻波长的间隔逐渐缩小，波长稳定度要求在1nm左右，对应温度变化范围约
±
10摄氏度。为了实现工温范围内的波长稳定，制冷封装的光组件在器件内部采用TEC进行温度控制，通过具有温度敏感性的热敏电阻来检测当前的温度，然后把温度值反馈给基于模拟或数字技术的控制环路，通过调节TEC的电流大小和方向来实现调温，从而保持光芯片的温度稳定。
[0003]现有制冷TOSA中大部分都有内部的热敏电阻，造成TOSA内部打线空间紧张，打线复杂，管座需要增加引脚数目，从而造成成本增加，良率降低。
[0004]当前也有不使用热敏电阻的开环TEC控制方法，但需要在调测和生产环节准确的标定多个温度采样点的TEC电流值，形成一个查找表，通过查找表来补偿温度的变化。第二种类似的方法是采用单板上的温度传感电阻检测当前PCB和外壳的温度，然后标定不同温度下单板温度与管芯温度的差值，形成一个查找表，通过查找表来补偿温度的变化。纵观当前的节省了热敏电阻的控温方法，每种查找表的构造都很耗费时间和硬件设备，降低了生产效率，从而导致成本仍然难以下降，不同批次的一致性较差。
[0005]鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是当前也有不使用热敏电阻的开环TEC控制方法，但需要在调测和生产环节准确的标定多个温度采样点的TEC电流值，形成一个查找表，通过查找表来补偿温度的变化。第二种类似的方法是采用单板上的温度传感电阻检测当前PCB和外壳的温度，然后标定不同温度下单板温度与管芯温度的差值，形成一个查找表，通过查找表来补偿温度的变化。纵观当前的节省了热敏电阻的控温方法，每种查找表的构造都很耗费时间和硬件设备，降低了生产效率，从而导致成本仍然难以下降，不同批次的一致性较差。
[0007]本专利技术采用如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种制冷TOSA温度的控制方法，光模块上电启动后，根据预设的TEC标准温度，激光器的驱动电流值和初始波长进行工作，包括：
[0009]微处理器持续检测激光器的工作电压和/或驱动电流；
[0010]根据对应的工作电压与温度的变化关系dVf/dT或驱动电流与温度的变化关系dIf/dT，计算出当前激光器结温与标准工作温度的差值；
[0011]控制TEC进行制冷和/或制热，使得计算出的当前激光器结温与标准工作温度的差值小于第一预设阈值，从而把激光器的工作温度拉回到预设的标准工作温度。
[0012]优选的，所述方法中的激光器工作的波长稳定度大于等于1nm，其中，激光器的结
温每升高1℃等于+0.1nm的波长偏差。
[0013]优选的，所述微处理器持续检测激光器的工作电压和/或驱动电流，具体包括：
[0014]所述微处理器周期性的检测激光器的工作电压和/或驱动电流；或者，
[0015]所述微处理器连接有一比较器的输出端，所述比较器的两端分别连接一参考电压，以及所述工作电压；其中，所述参考电压由所述微处理器根据预设的初始工作温度，以及工作电压与温度的变化关系dVf/dT确定；一旦工作电压超过所述参考电压，所述比较器输出端产生一高电平或者一低电平，以便微处理器触发一轮检测激光器的工作电压和/或驱动电流。
[0016]优选的，在进行所述激光器的工作电压和/或驱动电流检测时，所述方法还包括：
[0017]通过微处理器确定当前激光器处于待机状态下进行所述激光器的工作电压和/或驱动电流检测；或者，
[0018]通过微处理器确定当前待发送光信号，并根据所述待发送光信号的编码规律，选择同一编码状态下的激光器，进行所述激光器的工作电压和/或驱动电流检测。
[0019]优选的，所述选择同一编码状态下的激光器，进行所述激光器的工作电压和/或驱动电流检测，具体为：
[0020]确定一轮激光器的工作电压和/或驱动电流检测所需的时间，微处理器从自身的编码任务中选择所述激光器完成相应编码任务信号发射的时间大于等于检测所需的时间的第一编码任务、第二编码任务、
…
、第N编码任务中的至少两个，分别进行所述激光器的工作电压和/或驱动电流检测，并完成TEC进行制冷和/或制热过程；其中，各个编码任务之间满足预设的相似度。
[0021]优选的，所述工作电压与温度的变化关系dVf/dT或驱动电流与温度的变化关系dIf/dT的获得方式为：
[0022]关于激光器正向电压Vf和结温T之间的关系是通过多次测量来获得拟合的曲线；或者，通过理论公式进行计算获得。
[0023]优选的，通过多次测量来获得拟合的曲线，具体为：
[0024]由理想PN结的肖克莱方程，可以得到其正向电压Vf与正向电流If，结温Tj之间的关系为：
[0025][0026]其中，Vg0是材料在T＝0K时的禁带宽度；VF1是T＝T1，IF＝IF1时，测量得到的PN结正向压降；q为电子电荷绝对值；T为绝对温度；k为玻尔兹曼常数。
[0027]优选的，所述通过理论公式进行计算获得，具体为：
[0028]由肖克莱方程可以推导出Vf和结温Tj的关系式为：
[0029][0030]α和β是和材料特性相关的常数，Nd，Nc，Na和Nv外延片的晶格与材料相关；其中，PN结n区的施主杂质浓度是Na，p区的受主杂质浓度是Nd；e是电子电量；Nc和Nv分别为导带和
价带中的有效态密度；k为玻尔兹曼常数。
[0031]优选的，所述控制TEC进行制冷和/或制热，使得计算出的当前激光器结温与标准工作温度的差值小于预设阈值，具体包括：
[0032]根据当前检测到的激光器的工作电压和/或驱动电流大小，判断是控制TEC进行制冷或制热；
[0033]在控制TEC持续进行制冷或制热，直到检测到的工作电压和/或驱动电流跳过初始值，并控制跳过距离小于第二预设阈值；在维持第一预设时间后，反向控制TEC，直到计算出的当前激光器结温与标准工作温度的差值小于第一预设阈值。
[0034]第二方面，本专利技术还提供了一种制冷TOSA温度的控制装置，用于实现第一方面所述的制冷TOSA温度的控制方法，所述装置包括：
[0035]至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行第一方面所述的制冷TOSA温度的控制方法。
[0036]第三方面，本专利技术还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第一方面所述的制冷TOSA温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制冷TOSA温度的控制方法，其特征在于，光模块上电启动后，根据预设的TEC标准温度，激光器的驱动电流值和初始波长进行工作，包括：微处理器持续检测激光器的工作电压和/或驱动电流；根据对应的工作电压与温度的变化关系dVf/dT或驱动电流与温度的变化关系dIf/dT，计算出当前激光器结温与标准工作温度的差值；控制TEC进行制冷和/或制热，使得计算出的当前激光器结温与标准工作温度的差值小于第一预设阈值，从而把激光器的工作温度拉回到预设的标准工作温度。2.根据权利要求1所述的制冷TOSA温度的控制方法，其特征在于，所述方法中的激光器工作的波长稳定度大于等于1nm，其中，激光器的结温每升高1℃等于+0.1nm的波长偏差。3.根据权利要求1所述的制冷TOSA温度的控制方法，其特征在于，所述微处理器持续检测激光器的工作电压和/或驱动电流，具体包括：所述微处理器周期性的检测激光器的工作电压和/或驱动电流；或者，所述微处理器连接有一比较器的输出端，所述比较器的两端分别连接一参考电压，以及所述工作电压；其中，所述参考电压由所述微处理器根据预设的初始工作温度，以及工作电压与温度的变化关系dVf/dT确定；一旦工作电压超过所述参考电压，所述比较器输出端产生一高电平或者一低电平，以便微处理器触发一轮检测激光器的工作电压和/或驱动电流。4.根据权利要求1所述的制冷TOSA温度的控制方法，其特征在于，在进行所述激光器的工作电压和/或驱动电流检测时，所述方法还包括：通过微处理器确定当前激光器处于待机状态下进行所述激光器的工作电压和/或驱动电流检测；或者，通过微处理器确定当前待发送光信号，并根据所述待发送光信号的编码规律，选择同一编码状态下的激光器，进行所述激光器的工作电压和/或驱动电流检测。5.根据权利要求4所述的制冷TOSA温度的控制方法，其特征在于，所述选择同一编码状态下的激光器，进行所述激光器的工作电压和/或驱动电流检测，具体为：确定一轮激光器的工作电压和/或驱动电流检测所需的时间，微处理器从自身的编码任务中选择所述激光器完成相应编码任务信号发射的时间大于等于检测所需的时间的第一编码任务、第二编码任务、
…
、第N编码任务中的至少两个，分别进行所述激光器的工作电...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建河，郑庆立，汪钦，和文娟，陈洲，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：