[實(shí)用新型]一種多電極有源光電器件的高速寬范圍高精度程控電源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420241043.4
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN203838586U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂輝;吳裕斌;余永林;盛飛;黃楚云
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春;王汛琳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電子電氣技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多電極有源光電器件的電源，具體涉及一種輸出電壓范圍寬、準(zhǔn)確度高、切換速度快的多路程控的有源光電器件電源。

背景技術(shù)

隨著高速全光網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為新一代WDM系統(tǒng)以及全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵光電子器件被賦予了更高的性能要求。取樣光柵分布布拉格反射型(SG-DBR)激光器作為一種新型的寬可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器，具有波長調(diào)諧范圍寬、調(diào)諧速度快、低成本、輸出功率大、穩(wěn)定性好、便于與其它器件集成等優(yōu)點(diǎn)，在WDM系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

請見圖1，以四節(jié)SG-DBR激光器為例，器件由一個(gè)增益節(jié)、一個(gè)相位節(jié)和兩個(gè)取樣光柵節(jié)組成，增益節(jié)與普通激光器增益區(qū)一樣，用于提供激光增益；相位節(jié)用于激光器腔長的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)波長精細(xì)調(diào)諧；兩個(gè)取樣光柵節(jié)如同共同作用的調(diào)諧濾波器，用于實(shí)現(xiàn)波長選擇也就是所謂的粗調(diào)諧，因此該器件需要四路電源來驅(qū)動(dòng)它的四個(gè)電極。SG-DBR激光器工作時(shí)，它的四個(gè)電極分別串接一個(gè)精密限流電阻，再與程控電源相連，改變程控電源的輸出電壓，即可改變激光器電極的驅(qū)動(dòng)電流。在SG-DBR激光器的波長定標(biāo)過程中，需要對前、后光柵節(jié)和相位節(jié)的對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓(或電流)進(jìn)行掃描，定出ITU-T規(guī)定的各個(gè)通信波長所對應(yīng)的每節(jié)驅(qū)動(dòng)電壓(或電流)值；請見圖2，是一個(gè)SG-DBR激光器的激射波長與其兩個(gè)取樣光柵節(jié)控制電流的關(guān)系，在整個(gè)電流掃描過程中，要求掃描精度達(dá)到0.1mA，如果掃描精度不夠，會造成定標(biāo)結(jié)果不準(zhǔn)確；另外，在SG-DBR激光器的動(dòng)態(tài)測試過程中，對各個(gè)調(diào)諧節(jié)電流切換的速度和各路切換的同步精度要求也很高(ns級)；除此之外，還要滿足各節(jié)電流的調(diào)節(jié)范圍要求。

普通電源電路一般不能同時(shí)達(dá)到上述要求，因此需要特殊的設(shè)計(jì)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種用于驅(qū)動(dòng)有源光電器件、特別是多電極有源光電器件的高速寬范圍高精度程控電源。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種多電極有源光電器件的高速寬范圍高精度程控電源，其特征在于：包括高速邏輯器件FPGA構(gòu)成的數(shù)字控制單元、高速數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC和高速運(yùn)算電壓放大電路，所述的高速數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC輸出端與高速運(yùn)算電壓放大電路輸入端串聯(lián)連接，組成數(shù)模轉(zhuǎn)換放大電路，所述的數(shù)字控制單元多個(gè)輸出端一一與多路數(shù)模轉(zhuǎn)換放大電路的輸入端連接，所述的多路數(shù)模轉(zhuǎn)換放大電路的輸出端一一與多個(gè)有源光電器件輸入端連接；所述的數(shù)字控制單元控制程控電源輸出電壓值的大小，高速數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC將數(shù)字控制單元發(fā)出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為高精度模擬電壓信號，高速運(yùn)算電壓放大電路將數(shù)模轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓信號放大并提升其電流驅(qū)動(dòng)能力，從而為有源光電器件提供電力。

作為優(yōu)選，所述的程控電源還包括TEC控制電路，所述的TEC控制電路與有源光電器件內(nèi)部制冷器相連，實(shí)現(xiàn)對該有源光電器件管芯溫度的控制。

作為優(yōu)選，所述的TEC控制電路最大可提供3A的制冷電流。

作為優(yōu)選，所述的高速數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC的分辨率為14位，輸出電壓范圍為±0.5V。

作為優(yōu)選，所述的高速運(yùn)算放大電路輸出電壓范圍為±2.4V。

作為優(yōu)選，所述的高速運(yùn)算放大電路中的電壓放大器均有最大電流限制功能，電流限制設(shè)定范圍為5～200mA。

作為優(yōu)選，所述的高速運(yùn)算放大電路中的電壓放大器最大電流根據(jù)所選的放大器型號不同，電流輸出范圍為0～200mA。

作為優(yōu)選，所述的高速邏輯器件FPGA中設(shè)置有SE2PROM存儲器，用于保存用戶的控制參數(shù)，其容量范圍為1～1000KB。

作為優(yōu)選，所述的高速邏輯器件FPGA中集成有DSP資源，用于根據(jù)上位機(jī)指令快速計(jì)算出各高速數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC要輸出的電壓值。

作為優(yōu)選，所述的高速運(yùn)算電壓放大電路包括高速運(yùn)算放大器、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1和電容C2，輸入電壓連接高速運(yùn)算放大器同相輸入端，同時(shí)高速運(yùn)算放大器同相輸入端通過連接到地，電阻R4高速運(yùn)算放大器反相輸入端通過電阻R1連接到地，同時(shí)，高速運(yùn)算放大器反相輸入端通過并聯(lián)連接的電阻R2和電容C1跨接到高速運(yùn)算放大器輸出端，高速運(yùn)算放大器輸出端通過電容C2與地相連，同時(shí)通過電阻R3連接被控光電器件的輸入端。