专利名称：可调谐激光器偏置电流控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光器控制装置，尤其涉及一种可调激光器偏置电流控 制装置。
背景技术：
随着光通信网络传输容量的发展，对波长数需求越来越多，可调谐LD的出 现刚好满足了这一需求。可调谐LD从技术上主要分为电流控制技术、温度控 制技术和机械控制技术等类型。本实用新型主要是针对温度控制型DFB(分布反 馈)激光器的控制。与固定波长LD相比，可调谐LD对于波长控制精度要求很高， 波长误差必须小于0. 02nm。由于该可调谐LD是温度控制型的，因此在可调谐LD 控制电路中需对可调谐LD的温度进行调节和稳定控制，在对温度进行调节的同 时，可调谐LD偏置电流的控制也很重要。简单来说调节可调谐LD的温度对于改 变波长来说是粗调，而更改其偏置电流是微调。因此在保证温度调节和稳定的同 时，对于可调谐LD的偏置电流的控制精度要求也非常高。发明内容本实用新型的目的就在于针对可调谐LD的特点，提供一种可调激光器偏置 电流控制装置，即采用单片机、高精度数字电位器、PI电路和精密仪表放大器 等来实现可调谐LD的偏置电流调节和稳定；要求实现电路简洁，控制效果好， 精确度高，响应快，应用方便。本实用新型的技术方案是该可调谐LD的波长调节范围为1547. 715-1550. 517 (共8个通道)，波长间 隔为0. 4nm (即信道间隔为50GHz)，允许的波长误差为+/-0. 02nm(即锁定频率 精度为+ /-2.5GHz)。在调节可调谐LD波长时对于偏置电流的调节精度要求很高。同时偏置电流的调节速度也直接影响着波长的调节速度，因此采用硬件控制 的方法能很好的实现偏置电流的快速调节。加入单片机一方面控制数字电位器保 证调节的方便可靠，另一方面对偏置电流进行监控，在电路出现异常时关断电路 供电电压，保护可调谐LD。具体地说，如图l，本实用新型包括单片机(1)、数字电位器R, (2)、可 调稳压器(3)、运算放大器(4)、 PI电路(5)、三极管(6)、固定电阻R2 (7)、 仪表放大器(8)、可调谐LD (9)、监控电路(10);其连接关系是单片机(1)、数字电位器Rt (2)、运算放大器(4)、 PI电 路(5)、三极管(5)、固定电阻R2 (7)和可调谐LD (9)依次连接，实现可调 谐LD (9)的偏置电流的调节；PI电路(5)、三极管(6)、固定电阻R2 (7)、仪表放大器(8)组成一个闭 环回路，最终形成一个动态平衡，进一步实现可调谐LD (9)的偏置电流的调节；仪表放大器(8)、监控电路(10)、单片机(1)和可调稳压器(3)依次连 接，监控电路(10)监控仪表放大器(8)的输出电压，同时将监控电压反馈到 单片机(1)，单片机(1)控制可调稳压器(3)的开启和关断。可调稳压器(3)分别与数字电位器R, (2)、运算放大器(4)、 PI电路(5) 和三极管(6)连接，提供供电电压。工作流程通过单片机(1)调节数字电位器^ (2)，数字电位器R, (2)的变化导致电 压发生变化，电压变化传递给运算放大器(4)，经过PI电路(5),电流流向三 极管(5)，经过三极管(6)放大， 一边通过固定电阻R2 (7)流向可调谐LD (9)， 另一边偏置固定电阻两端电压变化传递到仪表放大器(8)，仪表放大器(8)将 变化转到PI电路(5)，从而PI电路(5)、三极管(6)、固定电阻R2 (7)、仪表 放大器(8)组成一个闭环回路，最终形成一个动态平衡。可调稳压器(3)为数 字电位器R, (2)、运算放大器(4)、 PI电路(5)和三极管(6)提供供电电压。 监控电路(10)监控仪表放大器(8)输出电压，同时将监控电压反馈到单片机 (1)。单片机(1)控制可调稳压器(3)的开启和关断。工作原理通过单片机(1)调节数字电位器^ (2)的阻值从而改变数字电位器R (2)两端的电压，经运算放大器(4)的放大使得数字电位器Ri (2)两端电压和运算放大器(4)输出端的电压相等。由PI电路(5)、三极管(6)、固定电阻R2 (7)以及仪表放大器(8)组成闭环控制。由于数字电位器^ (2)的电压发生变化，则PI电路(5)输入端的两端电压不等，这时PI电路(5)的输出电压也相应发生改变，通过三极管(6)的电流放大，电流流向固定电阻R2 (7)，使得固定电阻R2 (7)两端电压也产生相应变化，经过仪表放大器(8)将结果反馈给PI电路(5)的输入端，通过这种闭环控制使得PI电路(5)输入端两端电压最终相等，此时偏置固定电阻R2 (7)两端的电压和仪表放大器(8)的输出以及数字电位器仏(2)两端的电压均相等，所以改变可调谐LD (9)的偏置电流可以通过改变数字电位器R (2)两端的电压来实现。固定电阻R2 (7)和可调谐LD (9)相连使得从三极管(6)出来的电流，经过固定电阻R2 (7)流入可调谐LD (9)的偏置电流输入脚，从而为可调谐LD (9)提供偏置电流。可调稳压器(3)为数字电位器& (2)、运算放大器(4)、 PI电路(5)和三极管(6)提供供电电压。监控电路(10)监控仪表放大器(8)输出电压即为固定电阻R2 (7)两端电压，监控电路(10)将监控电压反馈给单片机(1)，单片机(1)通过运算将所得电压除以固定电阻R2 (7)的阻值即为进入可调谐LD (9)的偏置电流大小。当电路出现异常时，如果偏置电流太大会烧毁可调谐LD (9)，此时单片机监控到偏置电流过大时，关断可调稳压器(3)，从而关断整个控制电路，保证了可调谐LD (9)的安全。本实用新型具有下列优点和积极效果① 电路简洁，控制效果好；② 偏置电流控制精确度高，响应快，应用方便； (D监控电路保证可调谐LD安全；④本实用新型适用于温度控制型可调谐LD的偏置电流调节和稳定，同时也 适用于固定波长DFB激光器的偏置电流控制。
图1是本实用新型结 其中1—单片机；4一运算放大器； 7—固定电阻R2; 10—监控电路。构方框图。2—数字电位器R1;5—PI电路； 8—仪表放大器；3—可调稳压器; 6—三极管；9—可调谐LD;具体实施方式
1、 单片机(1)单片机(1)采用Silicon Laboratories C8051F330控制数字电位器，监控 可调谐LD(9)的偏置电流，开始和关断可调稳压器(3);有上市产品。2、 数字电位器Ri (2)数字电位器R, (2)采用8位精度数字电位器；有上市产品。3、 可调稳压器(3)可调稳压器(3)是一种微功耗非常低压降(LD0) PM0S可调节稳压器，同 时带有关断引脚；有上市产品。4、 运算放大器(4)运算放大器(4)采用精密运算放大器；有上市产品。5、 PI电路(5)PI电路(5)是一种比例积分电路，由运算放大器和电阻、电容组成。6、 三极管(6)三极管(6)是一种普通贴片放大三极管；有上市产品。7、 固定电阻(7)固定电阻(7)是一种普通贴片电阻；有上市产品。8、 仪表放大器(8)仪表放大器(8)采用精密仪表放大器。9、 可调谐LD (9)可调谐LD (9)采用温度控制型的可调谐LD;有上巿产品。 10、监控电路(10)监控电路(10)通过一个运算放大器组成一个射随器，通过与单片机相连监 控电压；有上市产品。
权利要求1、一种可调激光器偏置电流控制装置，其特征在于单片机(1)、数字电位器R1(2)、运算放大器(4)、PI电路(5)、三极管(5)、固定电阻R2(7)和可调谐LD(9)依次连接，实现可调谐LD(9)的偏置电流的调节；PI电路(5)、三极管(6)、固定电阻R2(7)、仪表放大器(8)组成一个闭环回路，最终形成一个动态平衡，进一步实现可调谐LD(9)的偏置电流的调节；仪表放大器(8)、监控电路(10)、单片机(1)和可调稳压器(3)依次连接，监控电路(10)监控仪表放大器(8)的输出电压，同时将监控电压反馈到单片机(1)，单片机(1)控制可调稳压器(3)的开启和关断；可调稳压器(3)分别与数字电位器R1(2)、运算放大器(4)、PI电路(5)和三极管(6)连接，提供供电电压。
专利摘要本实用新型公开了一种可调激光器偏置电流控制装置，涉及一种激光器控制装置。本实用新型包括单片机(1)、数字电位器R<sub>1</sub>(2)、可调稳压器(3)、运算放大器(4)、PI电路(5)、三极管(6)、固定电阻R<sub>2</sub>(7)、仪表放大器(8)、可调谐LD(9)、监控电路(10)；单片机(1)、数字电位器R<sub>1</sub>(2)、运算放大器(4)、PI电路(5)、三极管(5)、固定电阻R<sub>2</sub>(7)和可调谐LD(9)依次连接。本实用新型电路简洁，控制效果好；偏置电流控制精确度高，响应快，应用方便；监控电路保证可调谐LD安全；适用于温度控制型可调谐LD的偏置电流调节和稳定，同时也适用于固定波长DFB激光器的偏置电流控制。
文档编号G05F1/625GK201097249SQ20072008801
公开日2008年8月6日 申请日期2007年11月6日 优先权日2007年11月6日
发明者军 田, 许远忠, 龙 陈, 高繁荣 申请人:武汉电信器件有限公司