CN102723664A - Eml激光器的控制方法和控制电路 - Google Patents

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张武平
余向红
熊青松
陈晋敏
付奔
林幍
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Abstract

本发明公开了一种EML激光器的控制方法和控制电路，即设置一个控制电路，用于控制EML激光器的正常工作，该控制电路包括：一个电流型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器直接提供可调的偏置电流；一个电压型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器提供不同幅值的电压；一个半导体致冷器驱动芯片，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器内部的半导体致冷器提供驱动；一个MCU芯片，与所述电流型数字模拟转换器、电压型数字模拟转换器、EML激光器、半导体致冷器驱动芯片电连接。本发明大大减少了EML激光器控制电路的器件和复杂性，减小了布线密度，降低了PCB布线的难度和生产成本。

Description

EML激光器的控制方法和控制电路
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别涉及EML激光器的一种新型控制方法和控制电路。
背景技术
在光通信技术领域，电吸收调制激光器（Electro-absorption Modulated Laser, EML）常用于高速、长距离通信中，并且朝着小型化和集成化方向发展。EML激光器是在同一片导体上集成激光器光源和电吸收外调制器，一些公司已经研制出将驱动器也集成在EML激光器中，这样器件具有驱动电压低、调制宽带高、体积小和结构紧凑等优点，但是由于集成度比较高，EML激光器的***控制电路也变得更加复杂。以住友公司的某款高速激光器为例，为了使EML激光器正常工作，需要施加偏置电流和不同幅值的电压，而且由于EML激光器的输出波长、电流阈值、最大输出功率和最小输出功率的波动都直接受工作温度的影响，因此还需要***电路进行温度控制。
目前，大多数的EML激光器内部都集成有TEC(Thermoelectric Cooler, 半导体致冷器)和热敏电阻，但是其控制电路需要采用专用芯片或自行设计，否则激光器不能正常工作，偏置电流往往采用模拟电路来实现对其大小的控制，电源供电电路采用电源芯片和多个比例放大电路为激光器提供不同幅值的控制电压。这种利用模拟电路搭建的***电路器件的数量庞大，温度的反馈信号以及相关参数的设置都采用模拟电路，这就会增加复杂性而使布线的密度大大增加，而布线的密度增加导致相邻元器件间的电磁干扰也变大，信号的传输质量就很难得到保障，而且给PCB的布线带来很大的难度。特别在CFP光模块中显得更加明显，由于CFP光模块是将多个EML激光器发出的光信号利用波分复用技术汇聚在一根光纤上，采用上述方式的EML激光器控制方法显然很难在小面积PCB板上实现高密度高速率的走线。
发明内容
如上所述，目前EML激光器常用的控制方法和控制电路，主要采用模拟电路来实现，这样会给增加电路的复杂性和增加布线的密度，给PCB的布线带来很大的难度，并且会导致信号的传输质量很难保证，在CFP光模块中这种问题更加严重，本发明提供一种EML激光器控制的方法和控制电路，大大减少了***控制电路的器件组成，减小了布线密度，降低了PCB的布线难度和生产成本，具有电路实现简单、功耗低、灵活性强、应用简单等特点。
为了解决目前EML激光器控制电路存在的问题，本发明采用的具体技术方案是：一种EML激光器的控制方法，其设置一个控制电路，用于控制EML激光器的正常工作，该控制电路包括：
一个电流型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器直接提供可调的偏置电流；
一个电压型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器提供不同幅值的电压；
一个半导体致冷器驱动芯片，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器内部的半导体致冷器提供驱动；
一个MCU芯片，与所述电流型数字模拟转换器和所述电压型数字模拟转换器电连接以进行通信，与所述EML激光器电连接以接收从所述EML激光器采样上报的参数来实现对电流和电压的控制，与所述半导体致冷器驱动芯片电连接以控制所述半导体致冷器驱动芯片的工作。
如上所述的EML激光器的控制方法，优选的，所述MCU芯片与所述电流型数字模拟转换器和所述电压型数字模拟转换器之间通过I2C总线或SPI总线进行通信。
如上所述的EML激光器的控制方法，优选的，所述采样上报的参数为温度、背光电流和\或功率。
如上所述的EML激光器的控制方法，优选的，所述EML激光器为一个或数个。
为了解决目前EML激光器控制电路存在的问题，本发明采用的另一个具体技术方案是：一种EML激光器的控制电路，用于控制EML激光器的正常工作，其包括：
一个电流型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器直接提供可调的偏置电流；
一个电压型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器提供不同幅值的电压；
一个半导体致冷器驱动芯片，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器内部的半导体致冷器提供驱动；
一个MCU芯片，与所述电流型数字模拟转换器和所述电压型数字模拟转换器电连接以进行通信，与所述EML激光器电连接以接收从所述EML激光器采样上报的参数来实现对电流和电压的控制，与所述半导体致冷器驱动芯片电连接以控制所述半导体致冷器驱动芯片的工作。
如上所述的EML激光器的控制电路，优选的，所述MCU芯片与所述电流型数字模拟转换器和所述电压型数字模拟转换器之间通过I2C总线或SPI总线进行通信。
如上所述的EML激光器的控制电路，优选的，所述采样上报的参数为温度、背光电流和\或功率。
如上所述的EML激光器的控制电路，优选的，所述EML激光器为一个或数个。
本发明通过采用电流型DAC、电压型DAC和TEC驱动芯片来实现对EML激光器进行控制，大大减少了***电路的器件和复杂性，减小了布线密度，降低了PCB布线的难度和生产成本，具有电路实现简单、功耗低、灵活性强、应用简单等特点。
附图说明
图1 本发明EML激光器的控制结构框图。
其中：
01 MCU芯片,
02电流型DAC,
03电压型DAC,
04 TEC驱动芯片,
05带驱动的EML激光器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明提供的一种EML激光器的控制方法，其主要是设置一个控制电路，用于控制一个带驱动的EML激光器(05)的正常工作，该控制电路包括：一个电流型DAC(02)、一个电压型DAC(03)、一个TEC驱动芯片(04)、一个MCU芯片(01)。其中， 电流型DAC（Digital-to-Analog Converter ，数字模拟转换器）是为EML激光器直接提供可调的偏置电流，采用电流型DAC不仅能提供高精度的可调节电流，而且能够提供多路电流；电压型DAC是为EML激光器提供电压，由于激光器工作时需要多个不同幅值的电压，采用电压型DAC不仅能保证电压控制的精度，而且还能实现同时提供不同幅值的电压来满足EML激光器多电源供电的需求；TEC驱动芯片主要是为EML激光器内部的TEC提供驱动，以保证激光器正常的工作；MCU（Micro Control Unit，微控制单元）芯片主要通过I2C（Inter－Integrated Circuit）总线或SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）总线与电流型DAC和电压型DAC进行通信，并根据采样上报的温度、背光电流、功率等参数来实现对电流和电压的控制。图1只给出控制1个EML激光器的情况，本发明对多个EML激光器控制的优势更加明显，其控制的方法与控制1个EML激光器的方法是一样的，只是根据实际要求选择不同精度和通道数的DAC即可，在此不再作详细说明。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种EML激光器的控制方法，其设置一个控制电路，用于控制EML激光器的正常工作，其特征在于，该控制电路包括：
一个电流型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器直接提供可调的偏置电流；
一个电压型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器提供不同幅值的电压；
一个半导体致冷器驱动芯片，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器内部的半导体致冷器提供驱动；
一个MCU芯片，与所述电流型数字模拟转换器和所述电压型数字模拟转换器电连接以进行通信，与所述EML激光器电连接以接收从所述EML激光器采样上报的参数来实现对电流和电压的控制，与所述半导体致冷器驱动芯片电连接以控制所述半导体致冷器驱动芯片的工作。
2.根据权利要求1所述的EML激光器的控制方法，其特征在于，所述MCU芯片与所述电流型数字模拟转换器和所述电压型数字模拟转换器之间通过I2C总线或SPI总线进行通信。
3.根据权利要求1所述的EML激光器的控制方法，其特征在于，所述采样上报的参数为温度、背光电流和\或功率。
4.根据权利要求1所述的EML激光器的控制方法，其特征在于，所述EML激光器为一个或数个。
5.一种EML激光器的控制电路，用于控制EML激光器的正常工作，其特征在于，其包括：
一个电流型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器直接提供可调的偏置电流；
一个电压型数字模拟转换器，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器提供不同幅值的电压；
一个半导体致冷器驱动芯片，与所述EML激光器电连接，用于为所述EML激光器内部的半导体致冷器提供驱动；
一个MCU芯片，与所述电流型数字模拟转换器和所述电压型数字模拟转换器电连接以进行通信，与所述EML激光器电连接以接收从所述EML激光器采样上报的参数来实现对电流和电压的控制，与所述半导体致冷器驱动芯片电连接以控制所述半导体致冷器驱动芯片的工作。
6.根据权利要求5所述的EML激光器的控制电路，其特征在于，所述MCU芯片与所述电流型数字模拟转换器和所述电压型数字模拟转换器之间通过I2C总线或SPI总线进行通信。
7.根据权利要求5所述的EML激光器的控制电路，其特征在于，所述采样上报的参数为温度、背光电流和\或功率。
8.根据权利要求5所述的EML激光器的控制电路，其特征在于，所述EML激光器为一个或数个。
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