激光控制是通過激光驅動器和控制器實現(xiàn)的。調(diào)整兩個通道，偏置和調(diào)制，以提供所需的光學性能。數(shù)字電位計和電阻通常用于執(zhí)行此調(diào)整。本文探討了開環(huán)和閉環(huán)激光控制設計中出現(xiàn)的電氣接口問題。

介紹

在開環(huán)和閉環(huán)操作的背景下，回顧了數(shù)控電位器/電阻器和激光驅動器之間的不同電氣接口。這種光纖系統(tǒng)的最終目標是有一種改變光振幅的方法，該光的振幅在 2 級光功率 P0 和 P1 之間進行數(shù)字調(diào)制。這些電平是通過驅動器中的兩個電路實現(xiàn)的：偏置和調(diào)制電路。

開環(huán)拓撲

對于圖1 （a）所示的偏置控制拓撲，可變電阻設置電流I1，該電流被放大并饋入公共陰極（或從公共陽極沉入）半導體激光管。電阻兩端最常見的電壓為1.2V，源自激光驅動器IC內(nèi)部的帶隙。I1 的范圍在微安級，最高可達幾毫安;I2 的范圍從幾十毫安到一百毫安。在某些應用中，電阻器用于提供電流，不再接地，而是連接到固定基準或電源。

圖 1 （b） 顯示了一個低側控制（接地），其中輸入電壓 V1 設置內(nèi)部電流 I1，然后將其放大到 I2 中，通過提供（或吸收）電流來驅動半導體激光管。這里使用電位計，而在（a）配置中使用電阻器。V1的高輸入阻抗使電位計成為理想之選。

圖1 （c）顯示了控制電壓為V1的高壓側控制。V1 越低，I1 和 I2 越高，以驅動半導體激光管。為了增加激光的平均光功率，電阻必須降低，圖1（b）中的電阻必須減小，圖1（b）中的V1必須增加，圖1（c）中的V1必須減小。

圖1.

圖2顯示了電路調(diào)制部分的類似配置。調(diào)制電平的設置與偏置電路的設置相同，用于調(diào)制數(shù)據(jù)載波的幅度，從而產(chǎn)生開關電流。在圖2（a）中，隨著電阻的減小，發(fā)射光的峰峰值幅度增加。在圖 2 （b） 中，隨著 V3 的增加，這種情況就會發(fā)生。這里還顯示了將偏置和調(diào)制電流注入激光器的過程。

圖2.

請注意，在圖1（b）和2（b）中，激光驅動器IC的輸入可以是雙極性npn。

閉環(huán)拓撲

APC（平均功率控制）電路通常用于調(diào)節(jié)光學平均值，閉環(huán)控制從激光發(fā)射到放置在反饋中的光電二極管監(jiān)視器中的光。不太常見的是閉環(huán)調(diào)制控制電路。圖3（a）和3（b）顯示了與此類激光驅動器的電阻接口。

在圖3（a）中，激光偏置電流是從光電二極管監(jiān)視器（Ifa）反饋的電流與基準電流（I1）之間誤差的放大版本。隨著電阻的減小，I1增加。由于Ifa跟蹤I1，平均光功率增加。

圖3 （b）是閉環(huán)調(diào)制應用的簡單表示。將從光電二極管電流中提取的反饋信號（Ifb）與基準電流I3進行比較。誤差被放大，然后調(diào)制數(shù)據(jù)載波的幅度，產(chǎn)生開關電流。隨著電阻的減小，峰峰值光功率增加。在圖3（b）中，將偏置電流I2相加以完成圖片。

圖3.

審核編輯：郭婷