[发明专利]一种在线监测半导体激光器退化的方法

摘要

本发明公开了一种在线监测半导体激光器退化的方法，目的是提供一种既能判断LD是否发生退化，又能判断LD的具体退化模式的方法。技术方案是构建由监测模块和诊断模块组成的LD退化监测系统，监测模块监测LD的工作参数即偏置电流、发射光功率和调制电流；诊断模块由数据收集子模块、参数计算子模块、诊断评估子模块构成，根据LD的工作参数计算可以判断LD退化模式的表征参数——阈值电流I_th和斜率效率k，并基于LD阈值电流和斜率效率诊断LD退化模式。采用本发明既能判断LD是否发生退化，又能判断LD的具体退化模式，且其采用的LD退化监测系统结构简单，易于实现。

主权项

1.一种在线监测半导体激光器退化的方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，搭建LD退化监测系统，LD退化监测系统与需要监测的LD相连，由监测模块和诊断模块组成；监测模块与LD相连，监测LD的工作参数即偏置电流、发射光功率和调制电流；诊断模块与监测模块相连，从监测模块接收LD的工作参数，并利用这些工作参数对LD实施退化模式诊断，具体方法是：1.1构建监测模块，监测模块由偏置电流监测电路、发射光功率监测电路和调制电流监测电路构成，各监测电路独立工作，各监测电路均与数据收集子模块相连，监测模块构建方法是：1.1.1设计偏置电流监测电路和发射光功率监测电路，发射光功率监测电路对LD发射光功率进行监测，将监测到的发射光功率传递给数据收集子模块；偏置电流监测电路对LD偏置电流进行监测，将监测到的偏置电流传递给数据收集子模块；1.1.2采用内部集成电流镜电路的集成芯片作为调制电流监测电路，根据集成芯片的设计手册，将LD的调制电流引入集成芯片，并将调制电流监测电路与诊断模块相连；1.2构建诊断模块：诊断模块与监测模块相连，由数据收集子模块、参数计算子模块、诊断评估子模块构成；数据收集子模块与监测模块、参数计算子模块、诊断评估子模块相连，数据收集子模块从监测模块获取监测到的LD的工作参数，将这些工作参数进行模数转换，将模数转换后的偏置电流I_bias、发射光功率P_t和调制电流I_mod发送给参数计算子模块，将模数转换后的偏置电流I_bias和发射光功率P_t发送给诊断评估子模块；参数计算子模块与数据收集子模块、诊断评估子模块相连，根据接收的偏置电流I_bias、发射光功率P_t和调制电流I_mod计算阈值电流I_th和斜率效率k，将阈值电流I_th和斜率效率k发送给诊断评估子模块；诊断评估子模块与数据收集子模块、参数计算子模块相连，根据接收的偏置电流I_bias、发射光功率P_t判断LD是否发生退化，并根据接收的阈值电流I_th和斜率效率k诊断LD所发生的退化模式；第二步，LD退化监测系统对LD进行退化监测和诊断，方法是：2.1监测模块对LD进行监测，采集LD的偏置电流、发射光功率和调制电流，方法是：2.1.1发射光功率监测电路开始工作，监测LD的发射光功率；2.1.2偏置电流监测电路开始工作，监测LD的偏置电流；2.1.3调制电流监测电路开始工作，监测LD的调制电流；2.2数据收集子模块收集各监测电路监测到的LD偏置电流、发射光功率、调制电流，将这些工作参数进行模数转换，分别得到数字化的偏置电流I_bias、发射光功率P_t、调制电流I_mod，将数字化的偏置电流I_bias、发射光功率P_t、调制电流I_mod发送给参数计算子模块，将数字化的的偏置电流I_bias、发射光功率P_t发送给诊断评估子模块；2.3参数计算子模块从数据收集子模块获取偏置电流I_bias、发射光功率P_t和调制电流I_mod，利用公式(1)计算LD阈值电流I_th和斜率效率k：式中，P_t1和P_t0均为监测到经数据收集子模块模数转化后的LD发射光功率，P_t0是当调制电流为0时LD的发射光功率即当调制电流为0时P_t＝P_t0，P_t1是当调制电流不为0时LD的发射光功率即当调制电流不为0时P_t＝P_t1；2.4诊断评估子模块从数据收集子模块接收偏置电流I_bias、发射光功率P_t，同时从参数计算子模块获取LD阈值电流I_th和斜率效率k，按照以下步骤判断LD是否发生退化并诊断其退化模式：2.4.1依据出厂参数确定LD的工作模式，若LD采取恒功率模式，转2.4.2；若LD采取恒电流模式，转2.4.3；2.4.2将偏置电流I_bias同预先设定的正常范围进行比对，若偏置电流处于正常范围，转2.4.5；若偏置电流不处于正常范围，转2.4.4步；2.4.3将发射光功率P_t同预先设定的正常范围进行比对，若发射光功率处于正常范围，转2.4.5；若发射光功率不处于正常范围，转2.4.4步；2.4.4将从参数计算子模块获取的LD阈值电流I_th和斜率效率k同预先设定的正常范围进行比对，若仅阈值电流变大，转2.4.6；若仅斜率效率变小，转2.4.7；若同时出现阈值电流变大和斜率效率变小，转2.4.8；若出现其他情况，转2.4.9；2.4.5输出LD正常的指示，转第三步；2.4.6输出LD发生源区退化的指示，转第三步；2.4.7输出LD发生腔面退化的指示，转第三步；2.4.8输出LD发生有源区退化和腔面退化的指示，转第三步；2.4.9输出LD发生其他退化的指示，转第三步；第三步，结束。