一種光模塊中激光器的驅(qū)動方法和激光驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種光模塊中激光器的驅(qū)動方法和激光驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]光通信網(wǎng)絡(luò)對智能高速光模塊的需求日益增多，光模塊的主要部件是光發(fā)射模塊，激光二極管(LD-Laser d1de)具有體積小、重量輕、低功率驅(qū)動、輸出光功率大、調(diào)制方便、壽命長和易于集成等一系列優(yōu)點成為常用光發(fā)射器件，然而激光二極管是一個電流器件，只在通過它的正向電流超過閾值電流込時才發(fā)光，為了使其起到高速開關(guān)的作用，必須對它加上略大于閾值電流4的直流偏置電流I BUS。如圖1所示，隨著溫度的上升，需要增大直流偏置電流Ibus和調(diào)制電流I m，現(xiàn)有技術(shù)中，激光器驅(qū)動電路均是通過自動功率控制(APC)來根據(jù)激光二極管的門限電流調(diào)整Ibus的大小以保持平均光功率Patc不變。
[0003]然而傳統(tǒng)的光模塊內(nèi)部上電過程中，激光驅(qū)動器通過內(nèi)部寄存器控制激光驅(qū)動器的輸出電流，對于直流偏置電流Ibus的控制，是直接通過自動功率控制進(jìn)行電流補(bǔ)償，然而此時光模塊的各項參數(shù)還處于初始化階段，由于此時內(nèi)部驅(qū)動激光器的電流與目標(biāo)電流(根據(jù)發(fā)光功率所需要的激光二極管電流)相差較大，需要較大的偏置電流Iblas，根據(jù)APC的工作原理，此時閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)下會使激光器驅(qū)動電流調(diào)節(jié)量太大，而導(dǎo)致發(fā)光不穩(wěn)，常出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。導(dǎo)致模塊上電電流較大，發(fā)射光較強(qiáng)，使眼圖過沖，不能滿足初始化時間要求。影響上電時模塊的穩(wěn)定性、光器件的使用壽命和模塊的使用壽命，也不能滿足初始化的時間要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，為了解決光模塊上電過沖的問題，本發(fā)明提供一種光模塊中激光器的驅(qū)動方法，以達(dá)到上電時模塊的穩(wěn)定性提高、光模塊內(nèi)光器件的使用壽命增加并且滿足模塊初始化時間的效果。
[0005]為了解決光模塊上電過沖的問題，本發(fā)明的光模塊中激光器的驅(qū)動方法包括以下步驟:
[0006](I)初始化激光驅(qū)動器芯片上的寄存器，存儲第一控制信息，所述第一控制信息用于控制所述激光驅(qū)動器的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括:開環(huán)狀態(tài)和自動功率控制狀態(tài)，并將所述開環(huán)狀態(tài)設(shè)置為初始狀態(tài)；
[0007](2)根據(jù)激光器的門限電流設(shè)定激光驅(qū)動器的預(yù)定輸出電流值并存儲在激光驅(qū)動器芯片上的寄存器中，然后啟動激光驅(qū)動器；
[0008](3)激光器在所述激光驅(qū)動器的驅(qū)動下開始發(fā)光，待激光驅(qū)動器的輸出電流穩(wěn)定在所述預(yù)定輸出電流時，切換所述控制信息使得所述激光驅(qū)動器的工作狀態(tài)變?yōu)樽詣庸β士刂茽顟B(tài)。
[0009]為了縮短自動功率控制狀態(tài)的穩(wěn)定時間，通過寄存器將自動功率控制狀態(tài)分為:高速自動功率控制狀態(tài)和正常速率自動功率控制狀態(tài)，其中，步驟(I)中還包括存儲第二控制信息，所述第二控制信息用于控制激光驅(qū)動器的自動功率控制狀態(tài)中的自動功率控制狀態(tài)和正常速率自動功率控制狀態(tài)，所述高速自動功率控制狀態(tài)下激光驅(qū)動器的電流調(diào)整頻率大于所述正常速率自動功率控制狀態(tài)下激光驅(qū)動器的電流調(diào)整頻率。
[0010]本發(fā)明的光模塊中激光器的驅(qū)動方法還包括以下步驟:
[0011]利用寄存器存儲的第二控制信息將所述激光驅(qū)動器的工作狀態(tài)設(shè)置為高速自動功率控制狀態(tài)；
[0012]待閉環(huán)環(huán)路穩(wěn)定后，將所述激光驅(qū)動器的工作狀態(tài)設(shè)置為正常自動功率控制狀
??τ O
[0013]本發(fā)明還公開了一種光模塊中的激光驅(qū)動電路，包括:激光器工作電路和自動功率控制電路，所述激光器工作電路與所述自動功率控制電路通過開關(guān)器件連接。
[0014]其中，所述開關(guān)器件為雙極型高頻大功率晶體管、晶體閘流管電路或場效應(yīng)管。
[0015]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的光模塊上電方法包括以下優(yōu)點:
[0016]本發(fā)明可以使1Gbits光模塊在非常短的時間內(nèi)完成模塊的初始化過程，在規(guī)定的300毫秒初始化時間內(nèi)就可以正常工作，不出現(xiàn)上電光眼圖過沖的現(xiàn)象，以前需要約500毫秒才能穩(wěn)定工作，保護(hù)光器件和驅(qū)動芯片的安全，增加光器件的使用壽命和模塊的使用壽命，保證網(wǎng)絡(luò)正常的通信。
【附圖說明】
[0017]圖1是激光器輸入輸出特性示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明光模塊中激光驅(qū)動器的驅(qū)動電路示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明光模塊中激光器的驅(qū)動方法流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0021]圖2中，電路左側(cè)為LD工作電路，右側(cè)為APC環(huán)路，本發(fā)明中APC環(huán)路通過開關(guān)器件與左側(cè)電路進(jìn)行連接，當(dāng)開關(guān)接通左側(cè)電路時，屬于閉環(huán)狀態(tài)，APC環(huán)路工作，從LD后端透射出來的光通過一個光電監(jiān)控二極管ro加以探測，再將探測到的光功率轉(zhuǎn)換為背光電流IPIN，I?加在集成運(yùn)放濾波放大輸入端產(chǎn)生一個正比于LD平均光功率Patc的平均直流電壓，這個電壓與參考電壓Vkef相比較，再經(jīng)過跨導(dǎo)放大器放大，輸出用來控制LD的反饋偏置電流Ibiasfb形成負(fù)反饋環(huán)。當(dāng)LD輸出光功率減小時，PD的輸出電流I PIN減小，跨導(dǎo)放大器輸出電流Ibiasfb正向流出，疊加在直流偏置電流I BLAS±，使LD的偏置電流增加，反之亦然，這樣LD的平均光功率Patc就始終保持不變。當(dāng)開關(guān)器件接地時，屬于開環(huán)狀態(tài)，此時，APC不對LD工作電路提供反饋偏置電流Ibiasfb,激光驅(qū)動器對LD提供穩(wěn)定不變的直流偏置電流IBUS。圖2中的開關(guān)器件可以為雙極型高頻大功率晶體管、晶體閘流管電路和場效應(yīng)管，由激光驅(qū)動器芯片上的寄存器進(jìn)行控制。
[0022]如圖3所示，本發(fā)明的激光驅(qū)動器的驅(qū)動方法包括以下步驟:初始化寄存器，設(shè)置激光器驅(qū)動芯片的寄存器的值，選擇寄存器的兩個存儲地址來存儲驅(qū)動器工作狀態(tài)控制信息，第一存儲地址以“0”、“I”分別代表激光器的開環(huán)狀態(tài)和閉環(huán)自動功率控制(APC)狀態(tài)，并將初始值設(shè)置為“O”;第二存儲地址“O”、“ I ”分別代表激光器的高速閉環(huán)自動環(huán)路控制狀態(tài)和正常速率閉環(huán)自動環(huán)路控制狀態(tài)；將兩個存儲控制信息的初始值設(shè)為“O”，使接通電源后，激光器驅(qū)動芯片的工作進(jìn)入開環(huán)狀態(tài)，即輸出參數(shù)不反饋到輸入端參與輸出電流值(偏置電流Ibus)的調(diào)節(jié)，再給定預(yù)期的電流數(shù)值和其他輔助寄存器初始值，將激光驅(qū)動器(LD)的輸出電流調(diào)到指定電流，此時打開激光驅(qū)動器，激光驅(qū)動器需要一定時間才能穩(wěn)定輸出，由于預(yù)設(shè)的電流是根據(jù)激光器的門限電流進(jìn)行設(shè)置的，因此在開環(huán)狀態(tài)下不會出現(xiàn)過沖現(xiàn)象；等待模塊在開環(huán)控制狀態(tài)下工作穩(wěn)定后，即激光驅(qū)動器的輸出電流已經(jīng)到達(dá)預(yù)設(shè)值時，此時，激光器的驅(qū)動電流和預(yù)期的工作電流相差已經(jīng)較小，調(diào)節(jié)量不大，所以電流變化不會太大，輸出光也就不會過沖，再將激光器驅(qū)動芯片的工作通過寄存器設(shè)置為高速閉環(huán)自動環(huán)路控制狀態(tài)，此時偏置電流Ibus變化不大，因此所需要的反饋偏置電流IBIASFB也能很快滿足，此狀態(tài)下會使APC回路會快速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，縮短APC環(huán)路穩(wěn)定時間，但是發(fā)出的激光還不夠穩(wěn)定；等到高速閉環(huán)自動環(huán)路控制狀態(tài)下的環(huán)路穩(wěn)定之后再將激光器驅(qū)動芯片設(shè)置為正常速率閉環(huán)自動環(huán)路控制狀態(tài)運(yùn)行，降低環(huán)路電流的改變速度，使發(fā)出的激光穩(wěn)定。這樣就可以在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時間內(nèi)建立穩(wěn)定的APC環(huán)路，輸出穩(wěn)定的光。
[0023]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種光模塊中激光器的驅(qū)動方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)初始化激光驅(qū)動器芯片上的寄存器，存儲第一控制信息，所述第一控制信息用于控制所述激光驅(qū)動器的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括:開環(huán)狀態(tài)和自動功率控制狀態(tài)，并將所述開環(huán)狀態(tài)設(shè)置為初始狀態(tài)； (2)根據(jù)激光器的門限電流設(shè)定激光驅(qū)動器的預(yù)定輸出電流值并存儲在激光驅(qū)動器芯片上的寄存器中，然后啟動激光驅(qū)動器； (3)激光器在所述激光驅(qū)動器的驅(qū)動下開始發(fā)光，待激光驅(qū)動器的輸出電流穩(wěn)定在所述預(yù)定輸出電流時，切換所述控制信息使得所述激光驅(qū)動器的工作狀態(tài)變?yōu)樽詣庸β士刂茽顟B(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊中激光器的驅(qū)動方法，其特征在于，步驟(I)中還包括存儲第二控制信息，所述第二控制信息用于控制激光驅(qū)動器的自動功率控制狀態(tài)中的自動功率控制狀態(tài)和正常速率自動功率控制狀態(tài)，所述高速自動功率控制狀態(tài)下激光驅(qū)動器的電流調(diào)整頻率大于所述正常速率自動功率控制狀態(tài)下激光驅(qū)動器的電流調(diào)整頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光模塊中激光器的驅(qū)動方法，其特征在于，還包括以下步驟: 利用寄存器存儲的第二控制信息將所述激光驅(qū)動器的工作狀態(tài)設(shè)置為高速自動功率控制狀態(tài)； 待閉環(huán)環(huán)路穩(wěn)定后，將所述激光驅(qū)動器的工作狀態(tài)設(shè)置為正常自動功率控制狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光模塊中激光器的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一控制信息為二進(jìn)制信息，所述第一控制信息為“O”時為開環(huán)狀態(tài)；所述第一控制信息為“ I ”時為自動功率控制狀態(tài)。
5.一種光模塊中的激光驅(qū)動電路，包括:激光器工作電路和自動功率控制電路，其特征在于，所述激光器工作電路與所述自動功率控制電路通過開關(guān)器件連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光驅(qū)動電路，其特征在于，所述開關(guān)器件為雙極型高頻大功率晶體管、晶體閘流管電路或場效應(yīng)管。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光模塊中激光器的驅(qū)動方法和激光驅(qū)動電路，利用寄存器存儲控制信息，控制激光驅(qū)動器的工作狀態(tài)，通過在激光驅(qū)動器進(jìn)入自動閉環(huán)功率控制狀態(tài)之前添加開環(huán)狀態(tài)，使得激光驅(qū)動器在上電初始過程中能夠快速輸出預(yù)定的電流值，縮短自動閉環(huán)功率控制狀態(tài)下光模塊的輸出穩(wěn)定時間，有效解決了上電過沖現(xiàn)象，達(dá)到了上電時模塊的穩(wěn)定性提高、光模塊內(nèi)光器件的使用壽命增加并且滿足模塊初始化時間的效果。
【IPC分類】H01S5-042
【公開號】CN104682191
【申請?zhí)枴緾N201510133626
【發(fā)明人】高學(xué)嚴(yán)
【申請人】江蘇奧雷光電有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月25日