[发明专利]高稳定性的光纤LD发射模块

说明书

本发明涉及一种高稳定性的光纤发射模块。

随着光纤通信技术的不断发展与成熟，广大用户不仅要求数字光纤发射端机具有高码速率、大功率输出、高可靠性、多种使用环境、兼容性好等特点，而且要求它体积小、功耗低、价格便宜。为了满足用户的多种需求，光纤发射端机正朝着模块化的方向发展。发光管发射模块可靠性高、价格低，适用于中、短程通信系统；激光器发射模块功率大、调制速率高，适用中、远程通信系统。但是，光发射器件存在的固有缺点严重影响着它的使用，例如：大功率LED，当温度在0℃～50℃的范围变化时，其输出光功率变化可达5～7dB；现有的LED发射控制电路虽有温度补偿功能但存在补偿范围有限、受电源电压影响大等缺点；现有的LD发射模块是利用激光器组件的背向光监视器所产生的光电流信号来自动跟踪LD阈值和一定光功率下的驱动电流，以达到稳定光输出的目的；自动功率控制(APC)电路的原理是利用一个直流放大器、一个交流放大器放大背向光电流信号，然后用直流电压减去交流负峰值即残光比信号去控制偏置电流I₀，用交流峰值所输出的光功率幅度信号去控制驱动电流I_m。这个电路共有八个放大器、两个检波器，过于复杂。实用的简化电路是给定驱动电流I_m，直接根据平均功率控制阈值；简化电路的缺点是当器件老化或温度变化导致LD外量子效率降低时会增大输出的残光比。国外的改进电路又加入了峰值补偿电路，以抵消激光器外量子效率的变化，但这种电路为抵消输入数据的直流波动，还需加入输入补偿，又使电路复杂化。

本发明的目的是提供一种电路简单、成本低、而可靠性更高的光纤LD发射模块。

为达到上述目的，本发明对现有的光纤LD发射模块进行改进，由光源LD、监视器PD组成光纤LD发射模块的激光器组件，其驱动电路采用差分驱动的形式，三极管BG1和BG2组成差分对管，光源LD接入V_cc和BG2的集电极之间，三极管BG1和BG2的发射极一起通过恒流源I_m接地，背向光监视器PD所产生的光电流信号自动控制LD的光输出；所述光纤LD发射模块采用直耦双峰检波控制电路稳定光输出，跨阻放大器A放大激光器组件的背向光电流，经负、正峰值检波器获得峰值光信号和残光信号，分别经放大器A_-和A₊放大后作为驱动电流I_m和I_o的控制信号直接对激光器进行准确控制。

附图的图面说明如下：

图1是激光器控制电路的原理框图；

图2是激光器控制电路的详细电路图。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是激光器控制电路的原理框图，由光源LD、监视器PD组成光纤LD发射模块的激光器组件，其驱动电路采用差分驱动的形式，三极管BG1和BG2组成差分对管，光源LD接入V_cc和BG2的集电极之间，三极管BG1和BG2的发射极一起通过恒流源I_m接地，背向光监视器PD所产生的光电流信号自动控制LD的光输出；所述光纤LD发射模块采用直耦双峰检波控制电路稳定光输出，跨阻放大器A放大激光器组件的背向光电流，经负、正峰值检波器获得峰值光信号和残光信号，分别经放大器A_-和A₊放大后作为驱动电流I_m和I_o的控制信号直接对激光器进行准确控制。

由于输出光信号的残光比需小于5％，因此放大器A₊需较高增益，这一反馈电路的零漂问题就成为本电路的关键点，如图2所示，跨阻放大器A的温度系数与正峰值检波及放大器A₊的温度系数互相抵消。跨阻放大器A采用三级放大，它们分别是共集电极、含射极反馈电阻的共射极、共集电极的放大电路，其中共射极电路的电源需接稳压电路，以抑制电源电压变化对控制电路的影响，跨阻放大器的输出经射极跟随器后接负、正峰值检波器，获得的信号通过同向放大器A_-和A₊放大后控制驱动电流I_m和偏置电流I_o。

激光器的监视电流i与驱动电流I之间满足：

  i＝K(I-Ith)                                  (2)

偏置电流I_o与“0”电平对应的残光电流i_o的关系有：