专利名称：激光发射装置及其制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种激光发射装置与方法，且特别关于一种能够不受环境温度影响输出功率的激光发射装置与方法。
背景技术：
由于网际网络的快速发展，而且经由网络传输的资料量也越来越大，现有的频宽无法满足需求。光纤通讯拥有较大的频宽，光纤通讯在今日扮演很重要的角色。
光纤须使用激光作为信号源。半导体激光源拥有体积小，驱动电流小的优点。因此，光纤通讯通常使用半导体激光当作信号源。
现有的激光产生器，例如激光二极管，往往会因环境温度改变功率。例如，环境温度上升，会使得激光的发光功率下降。当激光的发光功率下降至一预定值，导致无法判定光信号的情形。
激光产生器所处的环境温度往往会不稳定，例如天气或是散热问题。因此，解决温度干扰问题十分重要。
但是，为了设计一个不会随着温度改变而变换功率的激光模块，却需要花费大量的人力与成本。例如，设计一种不会因为温度改变而影响发光功率的激光二极管是比较复杂的。
如何利用现有的技术，以比较低的成本，加以变化，使得激光功率能够不随温度而改变，便非常重要。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种激光发射装置，在不同的环境温度之下，可以产生比较稳定的激光功率。
本发明的另一目的是在于提供一种制作激光发射装置的方法，此方法在不同的环境温度之下，可以产生比较稳定的激光功率。
根据本发明的目的，提出一种激光发射装置，此激光发射装置具有一激光产生器，一温感电子元件以及一电流驱动电路。电流驱动电路耦接于温感电子元件及激光产生器。
温感电子元件的两端分别连接于电流驱动电路，或者温感电子元件可以一端连接于电流驱动电路，另一端连接于激光产生器。另一替代方法，温感电子元件亦可内含于电流驱动电路之中。
此温感电子元件的实施例包括一个热敏电阻，或由至少两个热敏电阻并联或串联所组成，或由至少一个热敏电阻和至少一通常电阻的并联或串联所组成。
根据本发明的目的，亦可提出一种制作激光发射装置的方法。此方法包括首先，将一激光产生器与一电流驱动电路相连接。接下来，选择一适当温感电子元件以补偿激光产生器发光功率在不同温度下的改变。接着，将温感电子元件，激光产生器以及电流驱动电路相连接。流经温感电子元件的电流随温度自行调整，进而影响激光电流。此激光电流可以补偿激光产生器发光功率对温度的变化，使激光产生器发光功率实质上不受温度改变的影响。
本发明的优点至少包括，在环境温度改变之下，本发明的激光发射装置可以提供比较稳定的激光功率；利用现成的激光产生器和电流驱动电路，可以节省成本；以及利用现成的温感电子元件的组合以配合各种不同的温度条件。本发明的制作激光发射装置的方法能够用来调整激光产生器的发光功率，以达到比较稳定的效果。
图1A～图1C为例示激光发射装置的方块图；图2例示激光产生器的特性曲线图；图3例示本发明第一实施例的电路图；图4例示本发明第二实施例的电路图；图5例示本发明第三实施例的电路图；图6绘示选择温感电子元件的方法的流程图的一范例；以及图7绘示一激光产生器的制作方法的流程图的一范例。
符号说明102电流驱动电路104激光产生器106温感电子元件202低温的偏压点204中温的偏压点206高温的偏压点302电流驱动电路核心306晶体管310晶体管 312输入端314、326控制端 332激光电流具体实施方式
图1A，图1B以及图1C分别表示激光发射装置架构示意图。请参照图1A，图1A例示激光发射装置10的一种架构。激光发射装置10包括一电流驱动电路102，一激光产生器104以及一温感电子元件106。激光产生器104以及温感电子元件106分别连接于电流驱动电路102。
图1B例示激光发射装置10的另一种架构。此架构中激光产生器104以及温感电子元件106皆连接于电流驱动电路102，且激光产生器104与温感电子元件106串接。
图1C例示激光发射装置10的另一种架构。此架构中激光产生器104连接于电流驱动电路102，且温感电子元件106内含于电流驱动电路102之中。
请参照图1A，图1B以及图1C，其中激光产生器104例如一个激光二极管。请参照图2，一激光二极管经由一激光电流的驱动而产生激光。在不同的环境温度之下，激光功率对于此激光电流的特性曲线会跟着改变。
如图2所示，在一个固定的激光电流之下，激光功率对于激光电流的斜率定义为斜率效率(slope efficiency)。若对激光二极管供应相同的激光电流，则在低温的时候，斜率效率比较高，在高温的时候，斜率效率比较低。
因此，当温度改变的时候，相同的激光电流会导致不同的激光功率。换句话说，当温度改变的时候，相同的激光电流会导致不同的偏压点。如图2所示，一偏压点202，一偏压点204，和一偏压点206分别代表由低温到高温，偏压点的改变。
请参照图1A，图1B以及图1C，温感电子元件例如是一热敏电阻(thermistor)。热敏电阻会随着环境温度而改变其阻抗。因此，热敏电阻可以调整电流驱动电路102的激光电流大小，用以补偿激光功率的改变。
图3例示本发明的第一较佳实施例。图3是举例说明图1A的细部架构图。请参照图3，电流驱动电路核心302为电流驱动电路102的重要组成部分。电流驱动电路核心302表示一差动放大器架构的范例。
如图3所示，激光产生器104连接于电流驱动电路102。电流驱动电路102提供一激光电流332予激光产生器104以发出激光。激光产生器104的发光功率会随着温度而变化。
温感电子元件106亦连接于电流驱动电路102，更确切地说，是连接于晶体管310的控制端326。温感电子元件106随温度改变其一电子特性，例如电阻。因此，当温度改变，流经温感电子元件106的电流亦随的改变。电流驱动电路102受流经温感电子元件106的电流影响而调整输出的激光电流332，使激光电流332可以补偿激光产生器104随温度改变的发光功率，以维持发光功率的稳定。其中当激光功率与参考的激光功率差值在1dBm之内即视为稳定，否则视为不稳定。
此温感电子元件106可以是一个热敏电阻，或由至少两个热敏电阻并联或串联所组成，或由至少一个热敏电阻和至少一通常电阻的并联或串联所组成。
图4例示本发明的第二较佳实施例。图4是举例说明图1A的细部架构图。此实施例的主要部分与图3所示的实施例相同。此实施例与图3实施例不同之处为温感电子元件106连接于晶体管306的输入端312。当温度改变，流经温感电子元件106的电流也改变，进而改变电流驱动电路102输出的激光电流332，以补偿激光产生器104随温度改变的发光功率，并维持发光功率的稳定。
图5例示本发明的第三较佳实施例。图5是举例说明图1B的细部架构图。此实施例的主要部分与图4所示的实施例相同。此实施例与图4的实施例不同之处为温感电子元件106与激光产生器串接。当温度改变，流经温感电子元件106的电流也改变，进而改变电流驱动电路102输出的激光电流332，以补偿激光产生器104随温度改变的发光功率，并维持发光功率的稳定。
请参照图1A、图1B以及图1C，本发明可以将温感电子元件106以外接的方式与电流驱动电路102连接，亦可以将温感电子元件106整合于电流驱动电路102之中，例如制造一内建温感电子元件106的电流驱动电路102，其中此电流驱动电路102为一集成电路。例如，将原电流驱动电路102内的一电阻以温感电子元件106取代。
上述的实施例以具差动放大器架构的电流驱动电路当作范例。其它具有提供电流功能的电流驱动电路均可作为替代。温感电子元件亦可置于电流驱动电路其它位置，并不以本实施例所揭露的位置为限。熟习技艺者当可据此作润饰与变更，但不能视为脱离本发明的精神与范围。
图6绘示选择温感电子元件的方法的流程图的一范例。请参照图6，首先，将一可变电阻连接于一电流驱动电路，同时亦将一激光二极管接于此电流驱动电路(步骤602)。其中此电流驱动电路提供一电流予此激光二极管以发出激光。可变电阻连接于电流驱动电路的连接方式可以使用如上所述的各种实施例的架构(图1A～图1C)，于此不再赘述。
接着，在不同的温度之下，调整可变电阻的电阻值，并测量激光二极管发出的激光功率。当激光功率实质上保持定值时，纪录此可变电组的电阻值(步骤604)。接着，依据步骤604所得到的不同温度之下，发出实质上保持定值的激光功率的电阻值绘制成一电阻值对温度的曲线图(步骤606)。接着，依据此曲线图，选择符合此曲线图的一温感电子元件(步骤608)。此温感电子元件例如一热敏电阻，或由至少两个热敏电阻并联或串联组成，或由至少一个热敏电阻和至少一通常电阻的并联或串联组成。
图7绘示一激光产生器的制作方法的流程图的一范例。请参照图7，首先，选择一具有温度补偿的温感电子元件(步骤702)，其中选择的方法可以如图6的流程图所示。接着，连接选出来的温感电子元件、电流驱动电路以及激光二极管。由此，流经温感电子元件的电流随着温度自动调整，以补偿激光功率对温度的变化，使得激光功率实质上不受温度改变的影响。
权利要求
1.一种激光发射装置，其特征在于，该装置至少包含一激光产生器，该激光产生器随着一环境温度的改变而改变该激光产生器的一激光功率；一温感电子元件，该温感电子元件随着该环境温度改变而改变该温感电子元件的一电子特性以及一电流驱动电路，该电流驱动电路耦接于该温感电子元件及该激光产生器，且该电流驱动电路是输出一激光电流驱动该激光产生器以发出一激光，其中该激光电流受到该温感电子元件作用而随着该环境温度的改变而改变，使得该激光功率实质上不受该环境温度变化影响。
2.如权利要求1所述的激光发射装置，其特征在于，该激光产生器是一激光二极管。
3.如权利要求1所述的激光发射装置，其特征在于，该温感电子元件一端连接于该电流驱动电路，另一端连接于该激光产生器，或该温感电子元件的两端分别连接于该电流驱动电路，或该温感电子元件内含于该电流驱动电路。
4.如权利要求1所述的激光发射装置，其特征在于，该温感电子元件是一热敏电阻，或由至少两个热敏电阻并联或串联组成，或由至少一个热敏电阻和至少一通常电阻的并联或串联组成。
5.如权利要求1所述的激光发射装置，其特征在于，该电流驱动电路装置至少包含一差动放大器结构。
6.一种制作激光产生器的方法，其特征在于，该方法至少包含将一激光产生器与一电流驱动电路相连接，其中该电流驱动电路提供一激光电流使该激光产生器发出激光；选择一适当温感电子元件以补偿激光产生器发光功率在不同温度下的改变；以及将该温感电子元件，该激光产生器以及该电流驱动电路相连接，使激光产生器发光功率实质上不受温度改变的影响。
7.如权利要求6所述的制作激光产生器的方法，其特征在于，该温感电子元件为一热敏电阻，选择该热敏电阻的步骤更包含将一可变电阻连接于该电流驱动电路；当温度改变时，调整并记录该可变电阻的电阻值以使激光产生器的发光功率实质上保持定值；以及依据该可变电阻的电阻值对温度的曲线，选择一符合该电阻值对温度的曲线的热敏电阻。
8.如权利要求6所述的制作激光产生器的方法，其特征在于，更包含将该温感电子元件一端连接于该电流驱动电路，另一端连接于该激光产生器，或将该温感电子元件的两端分别连接于该电流驱动电路，或将该温感电子元件内含于该电流驱动电路。
9.如权利要求6所述的制作激光产生器的方法，其特征在于，该温感电子元件是一热敏电阻，或由至少两个热敏电阻并联或串联组成，或由至少一个热敏电阻和至少一通常电阻的并联或串联组成。
全文摘要
本发明是有关于一种激光发射装置，和一种制作激光发射装置的方法。此激光发射装置具有一电流驱动电路，一激光产生器，以及一温感电子元件。此电流驱动电路受此温感电子元件的一电子特性影响，输出一激光电流并驱动此激光产生器发出一激光，其中此激光电流随着环境温度的改变而改变，使得此激光的功率实质上不受此环境温度变化影响。
文档编号H01S3/00GK1722550SQ20041006921
公开日2006年1月18日 申请日期2004年7月15日 优先权日2004年7月15日
发明者萧建梅, 邓富明, 林嘉雯 申请人:台达电子工业股份有限公司