共阴极激光器驱动电路制造技术

本申请涉及共阴极激光器驱动电路。一种用于通过共阴极激光器驱动电路(400)在猝发开启状态和猝发关断状态期间偏置可调谐激光器(310)的方法(700)包括将偏置电流(IBIAS)输送到具有与激光器的共用衬底的增益区段二极管(402)的阳极，并且接收指示猝发开启状态或猝发关断状态的猝发模式信号。当猝发模式指示猝发关断状态时，该方法包括从增益区段二极管的阳极抽取灌电流(ISINK)。灌电流小于输送到增益区段二极管阳极的偏置电流。当猝发模式信号从猝发关断状态转变为指示猝发开启状态时，该方法包括：停止从增益区段二极管的阳极抽取灌电流，并且输送过冲电流(IOVER)到增益区段二极管的阳极以加速加热增益区段二极管。

Common Cathode Laser Driving Circuit

This application relates to a common cathode laser drive circuit. A method (700) for biasing a tunable laser (310) during a sudden turn-on state and a sudden turn-off state by a common cathode laser driver circuit (400) includes transmitting the bias current (IBIAS) to an anode with a gain-zone diode (402) having a common substrate with the laser, and receiving an indication of the sudden turn-on state or the sudden turn-off state. Sudden mode signal in turn-off state. When the burst mode indicates the burst off state, the method includes extracting the injection current (ISINK) from the anode of the gain section diode. The irrigation current is less than the bias current of the diode anode delivered to the gain region. When the burst mode signal changes from a sudden turn-off state to an indication of a sudden turn-on state, the method includes stopping the pumping current from the anode of the gain section diode, and transferring the overcurrent (IOVER) to the anode of the gain section diode to accelerate the heating of the gain section diode.

【技术实现步骤摘要】
共阴极激光器驱动电路
本公开涉及共阴极激光器驱动电路。
技术介绍
光纤通信是使用光纤作为通信信道从源(发射器)向目的地(接收器)传送信息的新兴方法。WDM-PON(波分多路复用无源光网络)是用于接入网路和回程网络的光学技术。WDM-PON在包含无源光学组件的物理点对多点光纤基础设施上使用多种不同的波长。使用不同的波长允许在相同的物理光纤内实现业务分离。其结果是通过物理点对多点网络拓扑提供逻辑点对点连接的网络。WDM-PON允许运营者在长距离上为多个端点提供高带宽。PON通常包括位于服务提供者中心局(例如中枢)的光线路终端，通过馈线光纤连接到中心局的远程节点，以及靠近终端用户的多个光网络单元或光网络终端。远程节点将来自中心局的光信号解复用，并将解复用后的光信号沿相对应的分配光纤分配给多个光网络终端。时分多路复用(TDM)是通过使用不同的、不重叠的时隙在公共信号路径上传送和接收独立信号的方法。时分波分多路复用(TWDM)使用时间维度和波长维度二者来复用信号。基于可调谐激光器和合适驱动拓扑结构的无色光网络单元(ONU)是灵活的WDM/TWDM-PON系统架构的关键组件。ONU中的激光器驱动电路是生成上行光信号的组件。为了满足WDM/TWDM-PON系统要求，驱动电路必须保证光输出不仅具有足够的功率和调制幅度，还要有短的猝发开关时间和最小的波长漂移。
技术实现思路
本公开的一个方面提供了一种用于通过共阴极激光器驱动电路在猝发开启状态和猝发关断状态期间偏置和调制可调谐激光器的方法。该方法包括由激光器驱动电路将偏置电流和调制电流输送到设置在激光器的共用衬底上的增益区段二极管的阳极，并且在激光器驱动电路处接收指示猝发开启状态或猝发关断状态的猝发模式信号。当猝发模式信号指示猝发关断状态时，该方法包括由激光器驱动电路从增益区段二极管的阳极处的偏置电流中抽取灌电流。灌电流小于输送到增益区段二极管的阳极的偏置电流。当猝发模式信号从猝发关断状态转变为指示猝发开启状态时，该方法包括由激光器驱动电路停止从输送到增益区段二极管的阳极的偏置电流中抽取灌电流，以及由激光器驱动电路向增益区段二极管的阳极输送过冲电流，以加速加热增益二极管。本公开的实施方式可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方式中，当猝发模式信号指示猝发关断状态时，增益区段二极管接收等于偏置电流减去灌电流的二极管电流。该方法可以进一步包括激光器驱动电路从激光器驱动电路的抽取级接收灌电流调整。灌电流调整可以被配置为调整灌电流。在一些示例中，抽取级包括第一和第二金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的差分对，每个MOSFET连接到猝发模式信号源。第一MOSFET可以连接到与电压源连接的电阻器，并且第二MOSFET可以连接到与增益区段二极管的阳极连接的电感器。在一些配置中，当猝发模式信号指示猝发关断状态时，第一MOSFET被断开并且第二MOSFET被接通以从增益区段二极管的阳极抽取灌电流。另一方面，当猝发模式信号指示猝发开启状态时，第一MOSFET可接通且第二MOSFET可断开以停止从增益区段二极管的阳极抽取灌电流。在一些示例中，该方法进一步包括：在猝发开启状态开始之后，由激光器驱动电路将过冲电流输送到增益区段二极管的阳极达转变时间段。在这些示例中，转变时间段小于与猝发开启状态的持续时间相对应的猝发开启时间段。换言之，在没有过冲电流的情况下，转变时间段可以在猝发开启状态的持续时间的一部分(即，在猝发沿处)上发生。激光器驱动电路可以包括与增益区段二极管的阳极电容性耦合的加热级，以将过冲电流输送到增益区段二极管的阳极。加热级可以包括连接到猝发模式信号源的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)以及第一电阻器和第二电阻器，其中第一电阻器和第二电阻器的比率与过冲电流的幅值成比例。在一些实施方式中，当猝发模式信号指示猝发开启状态时，该方法还包括由激光器驱动电路通过以下来调制激光器：激光器驱动电路的调制级，其电容耦合到增益区段二极管的阳极的从而产生交流(AC)调制电流。在一些示例中，调制级包括第一MOSFET和第二MOSFET的差分对，每个MOSFET连接到猝发模式信号源和数据信号源。第一MOSFET可连接到第一电阻器，该第一电阻器连接到电压源，第二MOSFET可通过电容器连接到增益区段二极管的阳极。在一些示例中，第二MOSFET连接到与可变电压源连接的第二电阻器。激光器可以包括多区段分布布拉格反射器(DBR)激光器或任何多区段可调谐激光器。本公开的另一方面提供了用于在猝发开启状态和猝发关断状态期间偏置和调制可调谐激光器的共阴极激光器驱动电路。激光器驱动电路包括具有与激光器共用的衬底的增益区段二极管和被配置为接收偏置电流和调制电流的阳极。激光器驱动电路进一步包括抽取级，抽取级被配置为接收指示猝发开启状态或猝发关断状态的猝发模式信号。当猝发模式信号指示猝发关断状态时，激光器驱动电路被配置成从增益区段二极管的阳极抽取灌电流。灌电流小于增益区段二极管的阳极所接收的偏置电流。当猝发模式信号指示猝发开启状态时，抽取级被配置成停止从增益区段二极管的阳极抽取灌电流。激光器驱动电路进一步包括加热级，该加热级被配置为当猝发模式信号指示猝发开启状态时，向增益区段二极管的阳极输送过冲电流以加速加热增益区段二极管。这方面可能包括一个或多个以下可选特征。在一些实施方式中，当猝发模式信号指示猝发关断状态时，增益区段二极管接收等于偏置电流减去灌电流的二极管电流。在一些示例中，抽取级包括第一MOSFET和第二MOSFET的差分对，每个MOSFET连接到猝发模式信号源。第一MOSFET可连接到电阻器，该电阻器连接到电压源，第二MOSFET可连接到电感器，该电感器连接到增益区段二极管的阳极。在一些配置中，当猝发模式信号指示猝发关断状态时，第一MOSFET被断开并且第二MOSFET被接通以从增益区段二极管的阳极抽取灌电流。另一方面，当猝发模式信号指示猝发开启状态时，第一MOSFET被接通并且第二MOSFET被断开以停止从增益区段二极管的阳极抽取灌电流。在一些示例中，在猝发开启状态开始后，加热级将过冲电流输送到增益区段二极管的阳极达转变时间段。在这些示例中，转变时间段小于与猝发开启状态的持续时间相对应的猝发开启时间段。加热级可以电容耦合到增益区段二极管的阳极，以将过冲电流输送到增益区段二极管的阳极。加热级可以包括连接到猝发模式信号源的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)以及第一电阻器和第二电阻器，其中第一电阻器和第二电阻器的比率与过冲电流的幅值成比例。在一些实施方式中，激光器驱动电路进一步包括调制级，该调制级电容耦合到增益区段二极管的阳极，该调制级被配置成当猝发模式信号指示猝发开启状态时，利用交流(AC)调制电流来调制增益区段二极管的阳极。在一些示例中，调制级包括第一MOSFET和第二MOSFET的差分对，每个MOSFET连接到猝发模式信号源和数据信号源。第一MOSFET可以连接到第一电阻器，第一电阻器连接到电压源，第二MOSFET通过电容器连接到增益区段二极管的阳极。在一些示例中，第二MOSFET连接到与可变电压源连接的第二电阻器。激光器可以包括多区段可调谐激光器，例如但不限于多区段分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共阴极激光器驱动电路，包括：电压源(VCC)，被配置为向设置在可调谐激光器(310)的共用衬底上的增益区段二极管(402)的阳极输送偏置电流(IBIAS)；抽取级(426)，被配置为接收指示猝发开启状态或猝发关断状态的猝发模式信号(330)，所述抽取级(426)被配置为：当所述猝发模式信号(330)指示猝发关断状态时，从在所述增益区段二极管(402)的所述阳极处的所述偏置电流(IBIAS)中抽取灌电流(ISINK)，所述灌电流(ISINK)小于由所述增益区段二极管(402)的所述阳极接收的所述偏置电流(IBIAS)；以及当所述猝发模式信号(330)指示所述猝发开启状态时，停止从所述增益区段二极管(402)的所述阳极处的所述偏置电流(IBIAS)中抽取灌电流(ISINK)；以及加速加热级(428)，被配置为当所述猝发模式信号(330)指示所述猝发开启状态时，向所述增益区段二极管(402)的所述阳极输送过冲电流(IOVER)以加速加热所述增益区段二极管(402)。

【技术特征摘要】
2017.06.23 US 15/631,5941.一种共阴极激光器驱动电路，包括：电压源(VCC)，被配置为向设置在可调谐激光器(310)的共用衬底上的增益区段二极管(402)的阳极输送偏置电流(IBIAS)；抽取级(426)，被配置为接收指示猝发开启状态或猝发关断状态的猝发模式信号(330)，所述抽取级(426)被配置为：当所述猝发模式信号(330)指示猝发关断状态时，从在所述增益区段二极管(402)的所述阳极处的所述偏置电流(IBIAS)中抽取灌电流(ISINK)，所述灌电流(ISINK)小于由所述增益区段二极管(402)的所述阳极接收的所述偏置电流(IBIAS)；以及当所述猝发模式信号(330)指示所述猝发开启状态时，停止从所述增益区段二极管(402)的所述阳极处的所述偏置电流(IBIAS)中抽取灌电流(ISINK)；以及加速加热级(428)，被配置为当所述猝发模式信号(330)指示所述猝发开启状态时，向所述增益区段二极管(402)的所述阳极输送过冲电流(IOVER)以加速加热所述增益区段二极管(402)。2.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其中，当所述猝发模式信号(330)指示所述猝发关断状态时，所述增益区段二极管(402)接收等于所述偏置电流(IBIAS)减去所述灌电流(ISINK)的二极管电流(ID)。3.根据权利要求1所述的激光器驱动电路，其中，所述抽取级(426)包括第一MOSFET和第二MOSFET(408)的差分对，每个MOSFET(408)连接到猝发模式信号源(422)，所述第一MOSFET(408)连接到电阻器(414)，所述电阻器(414)连接到电压源(VCC)，所述第二MOSFET(408)连接到电感器(410)，所述电感器连接到所述增益区段二极管(402)的所述阳极。4.根据权利要求3所述的激光器驱动电路，其中，当所述猝发模式信号(330)指示所述猝发关断状态时，所述第一MOSFET(408)被断开并且所述第二MOSFET(408)被接通以从所述增益区段二极管(402)的所述阳极抽取所述灌电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，杜亮，赵向军，长虹·乔伊·蒋，锡德里克·丰·拉姆，尹爽，亚当·埃德温·泰勒·巴拉特，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US