以对温度变化、老化和其它效用免疫的方式驱动激光二极管制造技术

本发明专利技术提供各种系统和方法以实现激光功率控制。在一个实施方式中，提供一种系统，该系统包括保存数字值的计数器。采用数模转换器以将数字值转换成模拟电流（Ｉ↓［Ｂｉａｓ］／Ｉ↓［Ｍｏｄ］）。根据模拟电流（Ｉ↓［Ｂｉａｓ］／Ｉ↓［Ｍｏｄ］）由激光驱动器（１００ａ／１００ｂ）产生数据阈值电流。所述数据阈值电流用于表示用来驱动激光二极管（１０３）的数据信号中的数据值。此外，采用电路以根据目标阈值电流与由激光二极管（１０３）的激光输出（１０９）所产生的反馈电流（ＦＢ）之间的比较而调节所述数字值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】以对温度变化、老化和其它效用免疫的方式驱动激光二极管
技术介绍
在数字光学数据通信应用中有利地采用激光二极管，因为它们具有相 对高的带宽从而导致高数据速率。为了控制激光二极管，将调制基准电流 和偏置电流施加到激光驱动器。激光驱动器才艮据调制基准电流和偏置电流 产生驱动激光二极管的数据信号。通常，偏置电流是在激光二极管中必需保持恒定的"o"功率水平的电流。调制基准电流是在激光二极管中必须保持 恒定的'T，功率水平的电流。为了传输数据，采用激光偏置电流和调制基准 电流，以利用恒定的"O"功率水平和恒定的消光比(extinctionratio)使激光传输数据，该消光比是"r功率水平与"o"功率水平之间的比率。不幸的是，激光二极管的传输功率水平可能随时间流逝以不合需要的方式随变化的 温度、激光二极管的老化(age)、和由于其它因素而改变。结果，使用激 光二极管进行数据通信会随时间的流逝而受到限制。此外，逻辑"l"相对逻 辑"0"的功率比随时间流逝而退化，从而减小接收容限并可能增加误码率。附图说明本专利技术通过参考以下附图而能够得到理解。附图中的元件不一定是按 照比例绘制的，相同的附图标记在各附图中标识对应的零件。图1是提供根据本专利技术的实施方式激光功率控制电路的一个示例的示意图2A-2F是提供根据本专利技术的不同实施方式的图1的激光功率控制电 路的各种操作情况的示例的时序图3是提供根据本专利技术的实施方式激光功率控制电路的另一示例的示 意图；和图4A-4F是提供根据本专利技术的各种实施方式图3的激光功率控制电路 的各种操作情况的示例的时序图。具体实施方式根据图1，示出根据本专利技术的实施方式耦联至激光二极管103的激光 驱动电3各100a的示意图。激光驱动电路100a包4舌产生激光驱动电流的激 光二极管驱动器(LDD) 106。激光驱动器电流使施加到激光二极管103 的数据信号具体化。激光二极管驱动器106根据数据输入产生激光驱动信 号。响应于该信号，激光二纟及管103产生激光輻射109。将激光辐射109 的一部分引导至激光检测器113。激光检测器产生与由激光二极管103产 生的激光辐射109成比例的反馈信号。如将描迷的，该反馈信号施加到激 光驱动电路100a。如能理解的，由激光器109产生的激光辐射109例如可包括例如在通 过光缆传输数据的数据通信应用中采用的预定波长的激光束。此外，如能 理解的，可在用于其它应用的其它环境中采用激光二极管103。不管采用 激光二极管103的应用如何，激光二极管103的输出辐射109常常必须根 据激光二极管103的应用所用于的给定的规格。例如，在采用激光二极管 103传送数字数据时，则输出辐射109可在表示逻辑"1"的最大辐射输出与 表示逻辑"O"的最小或零辐射输出之间切换。在这些情形下由激光二极管 103产生以表示逻辑"0，，的功率例如可由通信标准指定。因此，在该情形下 重要的是，对激光二极管103的功率输出进行控制以满足标准的要求。为了产生在表示逻幹'1"的最大激光输出与表示逻幹'0"的最小激光输 出(其可以是"O"激光输出)之间切换的激光输出109，施加到激光二极管 103的激光驱动信号可在由激光二极管驱动器106产生的对应最大与最小 电流之间切换。根据施加到激光二极管驱动器106的偏置电流I^As和调制 电流IMOD由激光二极管驱动器106产生最大和最小电流。在这方面，例如 根据偏置电流IBIAS和调制电流IM0D的总和由激光二极管驱动器106产生最大电流。例如根据偏置电流ImAS由激光二极管驱动器106产生最小电流。在产生施加到激光二^l管103的最大和最小电流时，激光二极管驱动器106可》丈大偏置电流IBIAS和调制电流lMOD或者可以某一其它方式调节这些电流。施加到激光二极管103的最小电流通常是确保激光二极管103保持在#:作状态中所需的最小电流。在这方面，当施力口根据偏置电流ImAS产生的最小电流时，激光二极管103正好在产生激光辐射109的阈值上操作或者 实际上可产生低水平的激光辐射109。在一个实施方式中，施加到激光二 极管103的最小电流与偏置电流ImAs成比例。此外，施加到激光二才及管103的调制电流lMOD是^4居相关通信标准或其它规格使激光二极管103产生激光辐射109的电流。如以下将详细描述 的，激光二极管驱动器106从根据本专利技术实施方式的双环功率控制电路 123a接受偏置电流IBIAS和调制电流IM0D。在一个实施方式中，激光二极管103至少由基于偏置电流IwAs产生的 最小电流驱动，以便如上所述地保持在操作状态中。如果最小输入信号丟 失，则激光二极管103可转变成非操作状态并且必须重启动。如果出现这 种情形，则在激光二极管103处于其能够传输数据的状态之前，激光二极 管103在最小电流的应用衰落之后、通常测量为纳秒的某一段时间为非操 作的。在将激光二极管103用于高速数据通信目的时，这样的延迟可能是 非常浪费的并且产生能够导致相当数据量丢失的非最佳传输。此外，偏置电流IWAS和调制电流IMOD可能超时，或者激光二极管103的激光输出可相对于激光驱动电流的大小而改变。因此，重要的是，保持用于连续操作的 施加到激光二极管103的激光电流的正确阈值。为了实现该目的，双环功率控制电流123a产生施加到激光二极管驱动 器106的偏置电流IwAs和调制电流lMOD,该激光二才及管驱动器106产生施 加到激光二极管103的最终电流。为了产生偏置电流IBIAS和调制电流IM0D, 双环功率控制电流123a包4舌两个功率控制环3各126a和129a。功率控制环 路126a包括产生偏置电流I別As的电流发生电路131。功率控制环路也包括产生调制电流lMOD的电流发生电路132。如将讨论的，功率控制环路126a和129a确保偏置电流I別As和调制电流lMOD的大小保持最佳水平。在一个实施方式中，电流发生电路131包括耦联至激光二极管驱动器 106的数模转换器133。同样地，电流发生电路132包括耦联至激光二极8管驱动器106的数模转换器136。此外，电流发生电路131包括P0计数器 139，而电流发生电路132包括P1计数器143。标识"P0"和"P1"指的是这 些计数器139和143对偏置电流IwAs和调制电流lMOD的大小进行控制的事实，所述偏置电流IwAS和调制电流IMOD用于产生表示逻辑"0"或逻辑'T，的激光功率。将计数器139和143的输出施加到相应的数^f莫转换器133和 136。功率控制环路126a和129a还包括D触发器146和149。功率控制环 路126a的D触发器146产生施加到P0计数器139的反相输入的信号输出 D0。以类似的方式，如所示将由功率控制环路129a的D触发器149产生 的输出信号Dl施加到Pl计数器143的输入。D触发器146和149包括逻 辑'T，被施加到其中的输入D。在这方面，如能理解的将电压施加到表示逻 辑"l"的D触发器146和149的输入D。另外，在一个实施方式中，电流发生电路131和132如上所述地实现 为包括计数器139/143和数;漠转换器133/136的数字电路。替代地，在另 一实施方式中，如能理解的，电流发生电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光功率控制系统，包括：　第一电路，其产生模拟电流（Ｉ↓［Ｂｉａｓ］／Ｉ↓［Ｍｏｄ］），其中，基于至少所述模拟电流（Ｉ↓［Ｂｉａｓ］／Ｉ↓［Ｍｏｄ］）由激光驱动器（１００ａ／１００ｂ）产生数据阈值电流，所述数据阈值电流用于产生用来驱动激光二极管（１０３）的数据信号中的数据值；　第二电路，其采用产生二进制输出（Ｒ０、Ｒ１）的时钟控制元件，取决于目标阈值电流与从所述激光二极管（１０３）的激光输出（１０９）产生的反馈电流（ＦＢ）之间的比较产生所述二进制输出（Ｒ０、Ｒ１）；和　所述第一电路根据所述二进制输出（Ｒ０、Ｒ１）调节所述模拟电流（Ｉ↓［Ｂｉａｓ］／Ｉ↓［Ｍｏｄ］）的大小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗内隆，克里斯蒂亚诺巴扎尼，达里欧舒尔兹，雷玛克里希那希瓦拉姆，
申请(专利权)人：迈恩斯比德技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]