[发明专利]基于VCSEL内调制的ROF链路收发装置

说明书

技术领域

本发明涉及短距离光通信领域，具体涉及一种基于VCSEL内调制的ROF链路收发装置。

背景技术

光纤通信系统中，激光器(Laser)是主要部件。传统型的是边发射激光器，发射光斑近似于椭圆形，发散角大，与光纤的耦合效率很低，纵模间距较小，故常以多纵模方式激射，或产生跳模，这些都阻碍了它在实际通信领域的应用。垂直腔面发射激光器(VCSEL)相对于传统的边发射激光器相比，具有以下优点：其输出光束质量高，呈圆对称分布，容易和光纤耦合(从单模光纤SMF到1mm左右的塑料光纤都可)；光学谐振腔体积很小，为微米量级，易于产生微腔效应，极低阈值(亚毫安)电流激射；极短的谐振腔导致纵模间隔增大，并且可以控制模式间距，有利于实现动态单纵模工作；出光窗口在外延片的表面，出光方向与外延片垂直，因而可以直接进行测试，便于实现低成本、大规模的工业化生产；VCSEL有高的调制速率，主要在1-2.5Gb/s，目前可以做到输出光功率-3dBm时，调制速率达到12.5Gb/s；VCSEL可以制成二维激光器阵列，进行二维光互连信息传输，还可以方便地和其他光学、电学器件集成；VCSEL具有非常优越的性能和极其低廉的价格，性价比高。随着现代高速短波长光纤网络的发展，VCSEL已经成为光通信领域最有前途的光源。

传统的外调制器的插入损耗大，达6-8dB，并且价格昂贵，不适合大批量生产和应用。而内调制原理是控制注入激光器的驱动电流，使之随调制信号变化，除了光源本身之外，不需要其他的光器件。较之外调制系统，内调制是一种更简单，价格更低廉的光调制方式。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于VCSEL内调制的ROF链路收发装置。

基于VCSEL内调制的ROF链路收发装置包括用光纤连接的发送装置和接收装置，发送装置包括顺次连接的微波调制模块，垂直腔面发射激光器，光电流跨阻放大模块，滤波网络，反馈控制模块，直流驱动模块，发送装置由发送装置电源模块供电；接收装置包括顺次连接的高速光电二极管，第一级微波放大模块，微波衰减网络和第二级微波放大模块，高速光电二极管和光电流直流分路模块连接，接收装置由接收装置电源模块供电；

发送装置中，调制输入的微波信号从微波调制模块输入，周期性改变控制注入垂直腔面发射激光器的驱动电流，实现激光器的内调制，垂直腔面发射激光器自带镜像光电二极管，可以检测到部分激光器的输出光，产生一个微弱的光电流信号，该光电流通过光电流跨阻放大模块，实现电流信号到电压信号的转换，由于垂直腔面发射激光器带有调制信息，因此光电流也带有交流成分，该信号通过滤波网络，进行低通滤波后，得到一个直流的电压信号，该信号通过反馈控制模块后，得到一个标准的电压信号，该信号进入直流驱动模块，确定垂直腔面发射激光器的静态工作点，让激光器可以正常工作。

接收装置中，由光纤传输的已调光通过高速光电二极管后，得到一个光电流信号，该信号分为直流和交流(微波)两部分，交流部分通过第一级微波放大器模块对微波信号进行放大，为抑制高增益带来的高频自激震荡，该信号再通过微波衰减网络，输出信号再通过第二级微波放大模块，其输出即为接收装置的输出。