一种光电探测装置温度模拟补偿方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光电探测装置温度模拟补偿方法及系统。所述方法包括以下步骤：对于特定测的光电探测装置，采用工作温度的二阶多项式函数分别回归拟合光功率值与输出量线性关系的斜率和/或截距，并采用拟合获得的斜率与工作温度的二阶多项式函数和/或斜率与工作温度的二阶多项式函数，根据工作温度对光功率值进行温度补偿。仅需要3个标定温度即可获得光功率值与输出量对数值的线性关系，大大减少了对于光电探测装置进行温度补偿的标定工作，降低了高精度光电探测装置的成本。应用该方法的光电探测系统通过对光电探测器线性拟合工作区段，针对工作温度进行补偿，提高光电探测精度，从而拓宽了光电探测范围。从而拓宽了光电探测范围。从而拓宽了光电探测范围。

【技术实现步骤摘要】
[0013]C＝a2*T2+b2*T+c2[0014]其中，T为工作温度，a1、b1、c1、a2、b2、c2为二阶多项式函数的参数，通过数据拟合确定。
[0015]优选地，所述光电探测装置温度模拟补偿方法，其采用拟合获得的斜率与工作温度的二阶多项式函数和斜率与工作温度的二阶多项式函数，根据工作温度对光功率值进行温度补偿，经温度补偿的探测功率P
dBm
按照如下方法计算：
[0016]P
dBm
＝(a1*T2+b1*T+c1)*OUTPUT+(a2*T2+b2*T+c2)。
[0017]优选地，所述光电探测装置温度模拟补偿方法，其采用二阶多项式函数进行回归拟合暗电流补偿功率P
dark
，并采用拟合获得的暗电流补偿功率与工作温度的二阶多项式函数，根据工作温度对光功率值进行暗电流补偿，经温度及暗电流补偿的探测功率P
dBm
按照如下方法计算：
[0018]P
dBm
＝mw2dB(dB2mw((a1*T2+b1*T+c1)*OUTPUT+(a2*T2+b2*T+c2))
‑
dB2mw(P
dark
))
[0019]其中，dB2mw()为将dBm值转化为mW值的转换函数mw2dB()为将mW值转化为dBm值的转换函数
[0020]P
dark
＝a3*T2+b3*T+c3[0021]其中，a3、b3、c3为二阶多项式函数的参数。
[0022]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种光电探测装置温度模拟补偿系统，包括温度传感器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述温度传感器，用于测定光电探测器工作温度，所述处理器用于根据光电探测器工作温度执行所述计算机程序时实现本专利技术提供的光电探测装置温度模拟补偿方法对光电探测器输出量的对数进行线性拟合及温度补偿，获得探测光功率。
[0023]按照本专利技术的另一个方面提供了一种光电探测系统，其包括光电探测装置、以及本专利技术提供的光电探测装置温度模拟补偿系统，所述光电探测装置的输出量输出给所述光电探测装置温度模拟补偿系统，所述光电探测装置温度模拟补偿系统对光电探测器输出量进行线性拟合及温度补偿，获得探测光功率。
[0024]优选地，所述光电探测系统，其所述光电探测装置为所述光电探测装置为线性光电探测器或对数光电探测器。
[0025]优选地，所述光电探测系统，其所述光电探测装置为线性光电探测器，包括串联的光电二极管、跨阻放大器和运算放大器；所述跨阻放大器包括多个控制端以及多个并联的分压电阻，所述跨阻放大器的多个控制端通过使不同的分压电阻处于接入或非接入状态，改变光电探测装置的电气性能，使该线性光电探测器处于不同的特定的线性工作区段下；所述跨阻放大器输出端和所述运算放大器输出端，分别输出不同电探测装置的电气性能下的光电探测器输出量；所述光电探测装置温度模拟补偿系统，通过读取接入端口以及跨阻放大器控制端信号，确定所述光电探测装置的电气性能，并采用相应光电探测装置的电气性能下的斜率K、截距C、和/或暗电流补偿功率P
dark
的二阶函数的参数计算线性拟合采用的斜率K、截距C、和/或暗电流补偿功率P
dark
，对光电探测器输出量进行线性拟合获得探测光功率。
[0026]优选地，所述光电探测系统，其所述光电探测装置为对数光电探测器，包括串联的
光电二极管、对数互阻放大器、以及运算放大器；所述光电探测装置温度模拟补偿系统，获取对数光电探测器的输出量，即接口采样ADC数据，根据接口采样ADC数据确定其所在的线性段，并采用相应线性段的斜率K、截距C、和/或暗电流补偿功率P
dark
的二阶函数的参数计算线性拟合采用的斜率K、截距C、和/或暗电流补偿功率P
dark
，对光电探测器输出量进行线性拟合获得探测光功率。
[0027]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0028]本专利技术提供的光电探测装置模拟补偿方法，通过大量实验数据，证实了光功率值和光电探测器输出量之间的线性关系斜率和截距受到工作温度影响，且斜率与截距随温度变化关系符合二阶多项式，当采用二阶函数对测试工程温度数据进行拟合时，相关系数R2均接近或超过0.99，回归拟合结果显示温度的二阶函数能准确的模拟光功率值与输出量线性关系的斜率和截距。仅需要3个标定温度即可获得光功率值与输出量对数值的线性关系，大大减少了对于光电探测装置进行温度补偿的标定工作，降低了高精度光电探测装置的成本。
[0029]本专利技术提供的光电探测系统，通过对光电探测器线性拟合工作区段，针对工作温度进行补偿，提高光电探测精度，从而拓宽了光电探测范围。尤其是针对低功率的探测范围，同时针对暗电流进行补偿，进一步提高了低功率的线性拟合工作区段的探测精度。优选方案，配合多级区段覆盖的光电探测器，实现高精度的、全温的、超宽光电探测范围(探测范围大于75dB，精度小于0.5dB)。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例1提供的光电探测器电路结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例2提供的光电探测器电路结构示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例1提供的线性光电探测系统分段覆盖工作范围示意图；
[0033]图4是本专利技术实施例1提供的线性光电探测系统第一区段(LV1)K与温度T从
‑
5℃到75℃变化曲线；
[0034]图5是本专利技术实施例1提供的线性光电探测系统第一区段(LV1)C与温度T从
‑
5℃到75℃变化曲线；
[0035]图6是本专利技术实施例1提供的线性光电探测系统第一区段(LV1)暗电流功率(dBm)与温度T从
‑
5℃到75℃变化曲线；
[0036]图7是本专利技术实施例2提供的对数光电探测系统结构示意图；
[0037]图8是本专利技术实施例2提供的对数光电探测系统分段覆盖工作范围示意图；
[0038]图9是本专利技术实施例2提供的对数光电探测系统分段线性拟合示意图；
[0039]图10是本专利技术实施例2提供的对数光电探测系统第一区段(LV1)K与温度T从
‑
5℃到75℃变化曲线；
[0040]图11是本专利技术实施例2提供的对数光电探测系统第一区段(LV1)C与温度T从
‑
5℃到75℃变化曲线；
[0041]图12是本专利技术实施例2提供的对数光电探测系统第一区段(LV1)暗电流功率(dBm)与温度T从
‑
5℃到75℃变化曲线。
[0053]其中，T为工作温度，a1、b1、c1、a2、b2、c2为二阶多项式函数的参数，通过数据拟合确定。优选采用三个校准拟合温度的采样数据进行拟合，优选的校准拟合温度为25℃、45℃、65℃，考虑到25℃以下斜率K、以及截距C随温度的变化微小，一般2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电探测装置温度模拟补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：对于特定测的光电探测装置，采用工作温度的二阶多项式函数分别回归拟合光功率值与输出量线性关系的斜率和/或截距，并采用拟合获得的斜率与工作温度的二阶多项式函数和/或斜率与工作温度的二阶多项式函数，根据工作温度对光功率值进行温度补偿。2.如权利要求1所述的光电探测装置温度模拟补偿方法，其特征在于，当光电探测装置的处于特定的线性工作区段下，输出量OUTPUT为接口采样ADC数据或ADC数据的对数值，其与探测功率P
dbm
的线性关系表示为：P
dbm
＝K*OUTPUT+C其中，K为斜率，C为截距。3.如权利要求1或2所述的光电探测装置温度模拟补偿方法，其特征在于，对光功率值与输出量对数值线性关系的斜率K、以及截距C分别采用温度的二阶多项式函数进行拟合，具体如下：K＝a1*T2+b1*T+c1C＝a2*T2+b2*T+c2其中，T为工作温度，a1、b1、c1、a2、b2、c2为二阶多项式函数的参数，通过数据拟合确定。4.如权利要求1所述的光电探测装置温度模拟补偿方法，其特征在于，采用拟合获得的斜率与工作温度的二阶多项式函数和斜率与工作温度的二阶多项式函数，根据工作温度对光功率值进行温度补偿，经温度补偿的探测功率P
dBm
按照如下方法计算：P
dBm
＝(a1*T2+b1*T+c1)*OUTPUT+(a2*T2+b2*T+c2)。5.如权利要求1所述的光电探测装置温度模拟补偿方法，其特征在于，采用二阶多项式函数进行回归拟合暗电流补偿功率P
dark
，并采用拟合获得的暗电流补偿功率与工作温度的二阶多项式函数，根据工作温度对光功率值进行暗电流补偿，经温度及暗电流补偿的探测功率P
dBm
按照如下方法计算：P
dBm
＝mw2dB(dB2mw((a1*T2+b1*T+c1)*OUTPUT+(a2*T2+b2*T+c2))
‑
dB2mw(P
dark
))其中，dB2mw()为将dBm值转化为mW值的转换函数mw2dB()为将mW值转化为dBm值的转换函数P
dark
＝a3*T2+b3*T+c3其中，a3、b3、c3为二阶多项式函数的参数。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正武，汪松，马晓，杨晨，曹蓓蓓，谭浩柏，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：