一种光模块中激光器的驱动方法和激光驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种光模块中激光器的驱动方法和激光驱动电路。
【背景技术】
[0002]光通信网络对智能高速光模块的需求日益增多，光模块的主要部件是光发射模块，激光二极管(LD-Laser d1de)具有体积小、重量轻、低功率驱动、输出光功率大、调制方便、寿命长和易于集成等一系列优点成为常用光发射器件，然而激光二极管是一个电流器件，只在通过它的正向电流超过阈值电流込时才发光，为了使其起到高速开关的作用，必须对它加上略大于阈值电流4的直流偏置电流I BUS。如图1所示，随着温度的上升，需要增大直流偏置电流Ibus和调制电流I m，现有技术中，激光器驱动电路均是通过自动功率控制(APC)来根据激光二极管的门限电流调整Ibus的大小以保持平均光功率Patc不变。
[0003]然而传统的光模块内部上电过程中，激光驱动器通过内部寄存器控制激光驱动器的输出电流，对于直流偏置电流Ibus的控制，是直接通过自动功率控制进行电流补偿，然而此时光模块的各项参数还处于初始化阶段，由于此时内部驱动激光器的电流与目标电流(根据发光功率所需要的激光二极管电流)相差较大，需要较大的偏置电流Iblas，根据APC的工作原理，此时闭环调节状态下会使激光器驱动电流调节量太大，而导致发光不稳，常出现过冲现象。导致模块上电电流较大，发射光较强，使眼图过冲，不能满足初始化时间要求。影响上电时模块的稳定性、光器件的使用寿命和模块的使用寿命，也不能满足初始化的时间要求。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，为了解决光模块上电过冲的问题，本发明提供一种光模块中激光器的驱动方法，以达到上电时模块的稳定性提高、光模块内光器件的使用寿命增加并且满足模块初始化时间的效果。
[0005]为了解决光模块上电过冲的问题，本发明的光模块中激光器的驱动方法包括以下步骤:
[0006](I)初始化激光驱动器芯片上的寄存器，存储第一控制信息，所述第一控制信息用于控制所述激光驱动器的工作状态，所述工作状态包括:开环状态和自动功率控制状态，并将所述开环状态设置为初始状态；
[0007](2)根据激光器的门限电流设定激光驱动器的预定输出电流值并存储在激光驱动器芯片上的寄存器中，然后启动激光驱动器；
[0008](3)激光器在所述激光驱动器的驱动下开始发光，待激光驱动器的输出电流稳定在所述预定输出电流时，切换所述控制信息使得所述激光驱动器的工作状态变为自动功率控制状态。
[0009]为了缩短自动功率控制状态的稳定时间，通过寄存器将自动功率控制状态分为:高速自动功率控制状态和正常速率自动功率控制状态，其中，步骤(I)中还包括存储第二控制信息，所述第二控制信息用于控制激光驱动器的自动功率控制状态中的自动功率控制状态和正常速率自动功率控制状态，所述高速自动功率控制状态下激光驱动器的电流调整频率大于所述正常速率自动功率控制状态下激光驱动器的电流调整频率。
[0010]本发明的光模块中激光器的驱动方法还包括以下步骤:
[0011]利用寄存器存储的第二控制信息将所述激光驱动器的工作状态设置为高速自动功率控制状态；
[0012]待闭环环路稳定后，将所述激光驱动器的工作状态设置为正常自动功率控制状
??τ O
[0013]本发明还公开了一种光模块中的激光驱动电路，包括:激光器工作电路和自动功率控制电路，所述激光器工作电路与所述自动功率控制电路通过开关器件连接。
[0014]其中，所述开关器件为双极型高频大功率晶体管、晶体闸流管电路或场效应管。
[0015]相比于现有技术，本发明的光模块上电方法包括以下优点:
[0016]本发明可以使1Gbits光模块在非常短的时间内完成模块的初始化过程，在规定的300毫秒初始化时间内就可以正常工作，不出现上电光眼图过冲的现象，以前需要约500毫秒才能稳定工作，保护光器件和驱动芯片的安全，增加光器件的使用寿命和模块的使用寿命，保证网络正常的通信。
【附图说明】
[0017]图1是激光器输入输出特性示意图；
[0018]图2是本发明光模块中激光驱动器的驱动电路示意图；
[0019]图3是本发明光模块中激光器的驱动方法流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
[0021]图2中，电路左侧为LD工作电路，右侧为APC环路，本发明中APC环路通过开关器件与左侧电路进行连接，当开关接通左侧电路时，属于闭环状态，APC环路工作，从LD后端透射出来的光通过一个光电监控二极管ro加以探测，再将探测到的光功率转换为背光电流IPIN，I?加在集成运放滤波放大输入端产生一个正比于LD平均光功率Patc的平均直流电压，这个电压与参考电压Vkef相比较，再经过跨导放大器放大，输出用来控制LD的反馈偏置电流Ibiasfb形成负反馈环。当LD输出光功率减小时，PD的输出电流I PIN减小，跨导放大器输出电流Ibiasfb正向流出，叠加在直流偏置电流I BLAS±，使LD的偏置电流增加，反之亦然，这样LD的平均光功率Patc就始终保持不变。当开关器件接地时，属于开环状态，此时，APC不对LD工作电路提供反馈偏置电流Ibiasfb,激光驱动器对LD提供稳定不变的直流偏置电流IBUS。图2中的开关器件可以为双极型高频大功率晶体管、晶体闸流管电路和场效应管，由激光驱动器芯片上的寄存器进行控制。
[0022]如图3所示，本发明的激光驱动器的驱动方法包括以下步骤:初始化寄存器，设置激光器驱动芯片的寄存器的值，选择寄存器的两个存储地址来存储驱动器工作状态控制信息，第一存储地址以“0”、“I”分别代表激光器的开环状态和闭环自动功率控制(APC)状态，并将初始值设置为“O”;第二存储地址“O”、“ I ”分别代表激光器的高速闭环自动环路控制状态和正常速率闭环自动环路控制状态；将两个存储控制信息的初始值设为“O”，使接通电源后，激光器驱动芯片的工作进入开环状态，即输出参数不反馈到输入端参与输出电流值(偏置电流Ibus)的调节，再给定预期的电流数值和其他辅助寄存器初始值，将激光驱动器(LD)的输出电流调到指定电流，此时打开激光驱动器，激光驱动器需要一定时间才能稳定输出，由于预设的电流是根据激光器的门限电流进行设置的，因此在开环状态下不会出现过冲现象；等待模块在开环控制状态下工作稳定后，即激光驱动器的输出电流已经到达预设值时，此时，激光器的驱动电流和预期的工作电流相差已经较小，调节量不大，所以电流变化不会太大，输出光也就不会过冲，再将激光器驱动芯片的工作通过寄存器设置为高速闭环自动环路控制状态，此时偏置电流Ibus变化不大，因此所需要的反馈偏置电流IBIASFB也能很快满足，此状态下会使APC回路会快速进入稳定状态，缩短APC环路稳定时间，但是发出的激光还不够稳定；等到高速闭环自动环路控制状态下的环路稳定之后再将激光器驱动芯片设置为正常速率闭环自动环路控制状态运行，降低环路电流的改变速度，使发出的激光稳定。这样就可以在标准规定的时间内建立稳定的APC环路，输出稳定的光。
[0023]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种光模块中激光器的驱动方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)初始化激光驱动器芯片上的寄存器，存储第一控制信息，所述第一控制信息用于控制所述激光驱动器的工作状态，所述工作状态包括:开环状态和自动功率控制状态，并将所述开环状态设置为初始状态； (2)根据激光器的门限电流设定激光驱动器的预定输出电流值并存储在激光驱动器芯片上的寄存器中，然后启动激光驱动器； (3)激光器在所述激光驱动器的驱动下开始发光，待激光驱动器的输出电流稳定在所述预定输出电流时，切换所述控制信息使得所述激光驱动器的工作状态变为自动功率控制状态。
2.根据权利要求1所述的光模块中激光器的驱动方法，其特征在于，步骤(I)中还包括存储第二控制信息，所述第二控制信息用于控制激光驱动器的自动功率控制状态中的自动功率控制状态和正常速率自动功率控制状态，所述高速自动功率控制状态下激光驱动器的电流调整频率大于所述正常速率自动功率控制状态下激光驱动器的电流调整频率。
3.根据权利要求2所述的光模块中激光器的驱动方法，其特征在于，还包括以下步骤: 利用寄存器存储的第二控制信息将所述激光驱动器的工作状态设置为高速自动功率控制状态； 待闭环环路稳定后，将所述激光驱动器的工作状态设置为正常自动功率控制状态。
4.根据权利要求1所述的光模块中激光器的驱动方法，其特征在于，所述第一控制信息为二进制信息，所述第一控制信息为“O”时为开环状态；所述第一控制信息为“ I ”时为自动功率控制状态。
5.一种光模块中的激光驱动电路，包括:激光器工作电路和自动功率控制电路，其特征在于，所述激光器工作电路与所述自动功率控制电路通过开关器件连接。
6.根据权利要求5所述的激光驱动电路，其特征在于，所述开关器件为双极型高频大功率晶体管、晶体闸流管电路或场效应管。
【专利摘要】本发明公开了一种光模块中激光器的驱动方法和激光驱动电路，利用寄存器存储控制信息，控制激光驱动器的工作状态，通过在激光驱动器进入自动闭环功率控制状态之前添加开环状态，使得激光驱动器在上电初始过程中能够快速输出预定的电流值，缩短自动闭环功率控制状态下光模块的输出稳定时间，有效解决了上电过冲现象，达到了上电时模块的稳定性提高、光模块内光器件的使用寿命增加并且满足模块初始化时间的效果。
【IPC分类】H01S5-042
【公开号】CN104682191
【申请号】CN201510133626
【发明人】高学严
【申请人】江苏奥雷光电有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月25日