[发明专利]一种光功率控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，特别涉及一种光功率控制电路。

背景技术

半导体激光器(LD)具有单色性好、方向性好、体积小、光功率利用率高等优点，但是，半导体激光器光功率输出受外界环境变化的影响较大。图1显示了一种典型的半导体激光器在不同温度下的输出功率与正向驱动电流的关系曲线(为了便于看清楚，图1中底部的近似直线部分有意抬高了一些)。由图1可以看出：当驱动电流低于阈值电流I_th时，激光器只能发射出荧光，输出光功率近似为零；只有当驱动电流大于激光器的阈值电流时，激光器才能正常工作发出激光，光输出功率随着驱动电流的增大而迅速增加，并近似呈线性上升。因此，要使LD发射激光，就要供给LD略大于阈值电流的工作电流。从图1还可以看出，LD的阈值电流受温度的影响，温度越高，相应的阈值电流越大。

LD半导体激光器，随着温度升高，阈值电流I_th增大，斜效率S降低，为了补偿半导体激光器阈值电流的变化，保持稳定的光功率，需要采用“自动功率控制(APC)”电路。图2显示了一种典型的能够实现APC的电路，APC电路监测激光器背向光，检测光电二极管的电流，通过调节激光器的偏置电流来保持该光电二极管中的光生电流稳定。

但是，当温度升高时，由于阈值电流I_th增大，斜效率S降低，要保持光功率稳定，APC电路就会增大直流偏置电流I_BIAS，这就可能使得激光器关闭，在实时系统中可能会导致硬件损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能防止半导体激光器过载和突然关机，且能保持输出光功率稳定的光功率控制电路及其监控方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种光功率监控电路，包括APC回路和微控制器，所述APC回路包括半导体激光器和积分放大器，所述半导体激光器连接有电流感应电路，所述微控制器通过电流感应电路监控偏置电流，所述微控制器用于调整APC回路的目标功率。

根据本发明的实施例，所述微控制器实时监测半导体激光器直流偏置电流I_BIAS，通过调节目标光功率使得半导体激光器正常工作；所述半导体激光器正常工作时，APC回路通过调整半导体激光器偏置电流保持光功率。

根据本发明的实施例，当半导体激光器偏置电流I_BIAS高于警报阈值I_ALM的时候，降低目标光功率；当偏置电流I_BIAS低于警告阈值I_WRN的时候，提高目标光功率，其中，I_ALM为激光器不被损坏的最大绝对电流，I_WRN为激光器正常运转的最大电流。

根据本发明的实施例，所述警报阈值电流I_ALM设置得比激光器最大安全电流略小或接近激光器最大安全电流；所述警报阈值是90-110mA。

根据本发明的实施例，所述警告阈值I_WRN低于警报阈值I_ALM2-20毫安；所述警告阈值I_WRN是85-100mA。

需要说明的是，所述APC回路可以是其他形式的能够实现自动功率控制功能的APC电路，不局限于本说明书中所提及的图2所示的APC电路。与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的光功率监控电路，通过监控偏置电流并与附加的两个阈值电流做比较，MCU调节目标功率，防止了激光器过载和突然关机的情况发生，避免了过载和硬关机损坏半导体激光器，也避免了因过载和突然关机导致的使用激光器的数据链突发故障。

附图说明：

图1为一种典型的半导体激光器在不同温度下的输出功率与正向驱动电流的关系曲线图。

图2为一种能够实现APC的电路图；

图3为半导体激光器的LI曲线图；

图4为本发明的电路框图；

图5为电路过载保护操作示意图；

图6为电路过载恢复操作示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。