专利名称：电吸收外调制激光器用apc与关断电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种10G中长距光传输系统中激光器用APC(Automatic Power Controller)与关断电路，尤其涉及一种电吸收外调制激光器用APC与关断 电路。
背景技术：
为了实现数据在光纤上的传输，信号需要通过光收发模块进行电光转换和 光电转换，电光转换是通过半导体激光器LD完成的。对激光器来讲，用户初始 定义的光发射功率是一个重要参数，在老化和温度变化的情况下，其激光二极 管LD仍要保证发射光功率不变。激光二极管LD的特征曲线斜率随着时间推移 和温度升高而下降，因此激光二极管LD的驱动电路必须设定并维持平均光发射 功率。在10G中长距的光传输系统中，目前主要采用的是外调制激光器。电吸 收调制激光器(EML)是外调制激光器的一类，通常采用电吸收调制器(简称 EA-MOD)和半导体激光器(简称LD)两者集成在一个芯片衬底上，而且集成 了热敏电阻和TEC制冷器。典型的电吸收调制激光器驱动电路，通常采用一正 电源为LD提供正向偏置， 一负电源为EA-MOD提供反向偏置。但是现在很多 系统厂商为简化背板设计都不再提供负电源，这就要求光模块厂家须改变 EA-MOD的极性或采用升压电源供电。为了满足激光器的互换性，很多模块厂 家对电源进行了升压处理。在激光器的功率方面，因为激光器的温度变化在几 度范围内，主要需要考虑的是激光器的老化。APC电路通过比较监视光电二极
4管PD的光电流Im (与输出光功率Po成正比)和初始定义的与所需光功率相关 的参考值，保证输出光功率Po的稳定性。
而在系统中当一路通道出现问题时，需要及时断开，转换到另一通道上，
这就要求各通道激光器的关断时间越短越好。10GXFPMSA多源协议要求小型 化光收发一体模块对激光器的关断时间要求是小于IO微秒。以前使用的电吸收 调制激光器APC及关断电路都比较复杂，占地面积大，使用不方便。如专利 ZL200820093648.8的电吸收调制激光器的关断时间电路元件繁多，使用不方便。 发明内容
为了克服以上缺点，本实用新型提供一种电吸收调制激光器的关断时间电 路，激光器关断时间满足XFPMSA协议要求小于10us。
为实现以上发明目的，本实用新型采用的技术方案如下 一种电吸收外调 制激光器用APC与关断电路，包括由激光二极管LD、电吸收调制器MOD， 和监视光电二极管PD三者共阴极接正电源Vcc组成的电吸收外调制激光器； 一运算放大器接正电源Vcc，所述激光器发射功率的设置电压TX POWER SET 通过第一隔离电阻接运算放大器的正输入端，所述监视光电二极管PD的阳极通 过第二隔离电阻接运算放大器的负输入端，且PD阳极并联接地第一采样电阻将 监视光电二极管PD的电流转换为电压值； 一反馈电容，连接于监视光电二极管 PD的阳极和运算放大器的输出端；一NPN三极管，其基极通过第一限流电阻 连接运算放大器的输出端；第一限流电阻与NPN三极管的基极之间连接一集电 极开路输出的非门、与非门、或者或非门，包括接正电源管脚和接地管脚，其 输入端接发射关断信号TXDIS; NPN三极管的发射极通过第二采样电阻接地; 一PNP型电流镜像三极管，其第一集电极连接NPN三极管的集电极，第—集电极连接第二限流电阻到激光二极管LD的阳极，第一、第二发射极分别通过第三 和第四限流电阻连接到升压电源Vcc+X。
所述NPN三极管的基极连接一接地滤波电容。
所述Vcc取3.3V或5V， X大于1.5V，所述第一、第二隔离电阻的取值20K Q 1000 KQ，第一采样电阻的取值0.1KQ 50KQ，第二采样电阻的取值OK Q 10KQ，第一限流电阻的取值0KQ 2KQ，第二限流电阻的取值0KQ 0.1KQ,第三和第四限流电阻的取值0KQ 10KQ，反馈电容的取值0.01^F 10uF，滤波电容的取值0y F 4.7uF。
在激光器的关断时间上，非门、与非门或者或非门的关断时间为10ns左右， NPN三极管的状态转换时间约lus， PNP型电流镜像三极管的状态转换时间也 约为lus，可以很好的满足关断时间小于10us的要求。
图1表示本实用新型电吸收外调制激光器用APC与关断电路。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型最佳实施例。
如图l所示的电吸收外调制激光器用APC与关断电路，包括由一激光二
极管LD、电吸收调制器MOD，和监视光电二极管PD三者共阴极接正电源Vcc 组成的电吸收外调制激光器； 一运算放大器IC1接正电源Vcc，激光器发射功率 的设置电压TX POWER SET通过第一隔离电阻Rl接运算放大器IC1的正输入 端，监视光电二极管PD的阳极通过第二隔离电阻R2接运算放大器IC1的负输 入端，且PD的阳极并联接地第一采样电阻R3，将监视光电二极管PD的电流 转换为电压值； 一反馈电容C1，连接于监视光电二极管PD的阳极和运算放大器IC1的输出端；一NPN三极管IC3，其基极通过第一限流电阻R4连接运算放 大器IC1的输出端；第一限流电阻R4与NPN三极管IC3的基极之间连接一集 电极开路输出的非门、与非门、或者或非门IC2，包括接正电源Vcc的管脚和接 地脚，其输入端接发射关断信号TXDIS; —接地滤波电容C2连接于NPN三极 管IC3的基极，NPN三极管IC3的发射极通过第二采样电阻R5接地；一 PNP 型电流镜像三极管IC4，其第一集电极连接NPN三极管IC3的集电极，第二集 电极连接第二限流电阻R6到激光二极管LD的阳极，第一、第二发射极分别通 过第三和第四限流电阻R7、 R8连接到升压电源Vcc+X， Vcc取3.3V或5V， X大于1.5V。
正常工作时，运算放大器IC1将其输入端的所设置的激光器发射功率的设 置电压TX POWER SET与监视光电二极管PD监视电流转换成的电平进行比 较，并通过积分电路输出，使输出的光功率变化比较平滑，不会引起突变。运 算放大器IC1的输出经过第一限流电阻R4之后，受制于系统的关断信号；当关 断信号即非门、与非门、或者或非门IC2的输入信号TXDIS电平为高时，其集 电极开路输出为低电平，将经过第一限流电阻R4后的电压拉低，即NPN三极 管IC3的基极电平为低，此时NPN三极管IC3不导通，停止工作，从而导致与 其连接的PNP型电流镜像三极管IC4也不导通，此时无电流流向激光二极管LD 的阳极，激光器关断；反之，当关断信号即非门、与非门、或者或非门IC2的 输入发射关断信号TXDIS为低电平时，非门、与非门、或者或非门IC2的输出 为高阻态，对经过第一限流电阻R4后的电压没有影响，NPN三极管IC3导通， PNP型电流镜像三极管IC4正常工作，偏置电流流向激光二极管LD的阳极，激 光器打开。滤波电容C2的作用是消除控制电压的尖峰，第二采样电阻R5的作用是可以监视激光器的偏置电流。第二、第三和第四限流电阻R6、 R7、 R8，作 用是限制流入激光二极管LD阳极的电流大小，以防损坏激光二极管LD。
上述第一、第二隔离电阻R1、 R2的取值20KQ 1000KQ，第一采样电阻 R3的取值0.1KQ 50KQ，第二采样电阻R5的取值0KQ 10KQ ，第一限流 电阻R4的取值0KQ 2KQ，第二限流电阻R6的取值0KQ 0.1KQ ，第三和 第四限流电阻R7、 R8的取值0KQ 10KQ，反馈电容Cl的取值0.01 u F 10 uF，滤波电容C2的取值0u F 4.7uF。
权利要求1、一种电吸收外调制激光器用APC与关断电路，其特征在于，包括由激光二极管LD、电吸收调制器MOD，和监视光电二极管PD三者共阴极接正电源Vcc组成的电吸收外调制激光器；一运算放大器(IC1)接正电源Vcc，所述激光器发射功率的设置电压TX POWER SET通过第一隔离电阻(R1)接运算放大器(IC1)的正输入端，所述监视光电二极管PD的阳极通过第二隔离电阻(R2)接运算放大器(IC1)的负输入端，且PD阳极并联接地第一采样电阻(R3)将监视光电二极管PD的电流转换为电压值；一反馈电容(C1)，连接于监视光电二极管PD的阳极和运算放大器(IC1)的输出端；一NPN三极管(IC3)，其基极通过第一限流电阻(R4)连接运算放大器(IC1)的输出端；第一限流电阻(R4)与NPN三极管(IC3)的基极之间连接一集电极开路输出的非门、与非门、或者或非门(IC2)，包括接正电源Vcc管脚和接地管脚，其输入端接发射关断信号TXDIS；NPN三极管(IC3)的发射极通过第二采样电阻(R5)接地；一PNP型电流镜像三极管(IC4)，其第一集电极连接NPN三极管(IC3)的集电极，第二集电极连接第二限流电阻(R6)到激光二极管LD的阳极，第一、第二发射极分别通过第三和第四限流电阻(R7、R8)连接到升压电源Vcc+X。
2、 根据权利要求1所述的电吸收外调制激光器用APC与关断电路，其特 征在于，所述NPN三极管(IC3)的基极连接一接地滤波电容(C2)。
3、 根据权利要求2所述的电吸收外调制激光器用APC与关断电路，其特 征在于，所述Vcc取3.3V或5V， X大于1.5V，所述第一、第二隔离电阻(R1、R2)的取值20KQ 1000KQ，第一采样电阻(R3)的取值0.1KQ 50KQ ， 第二采样电阻(R5)的取值0KQ 10KQ，第一限流电阻(R4)的取值OK Q 2KQ，第二限流电阻(R6)的取值0KQ 0.1KQ,第三和第四限流电阻 (R7、 R8)的取值0KQ 10KQ，反馈电容(Cl)的取值0.01 u F 10u F， 滤波电容(C2)的取值0uF 4.7y F。
专利摘要本实用新型提供一种电吸收外调制激光器用APC与关断电路，包括由LD、MOD，和PD三者共阴极接正电源组成的电吸收外调制激光器；一运算放大器，激光器TX POWER SET接正输入端，所述PD的阳极接负输入端，且PD阳极并联接地第一采样电阻；一反馈电容，连接于PD的阳极和运算放大器的输出端；一NPN三极管，其基极通过第一限流电阻连接运算放大器的输出端；第一限流电阻与NPN三极管的基极之间连接一集电极开路输出的非门、与非门、或者或非门，其输入端接发射关断信号TXDIS；NPN三极管的发射极通过第二采样电阻接地；一PNP型电流镜像三极管，其第一集电极连接NPN三极管的集电极，第二集电极连接第二限流电阻到激光二极管LD的阳极，第一、第二发射极连接到升压电源。
文档编号H01S5/32GK201413927SQ20092013294
公开日2010年2月24日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者任礼霞, 夏京盛 申请人:深圳新飞通光电子技术有限公司