DSP控制的突发激光驱动器APC系统

针对突发模式光模块在系统应用中需要快速响应光探测电流的变化并维持光功率恒定的问题,设计了一种用于突发模式的光通信激光驱动器的 APC(自动功率控制)系统。该系统采用DSP(数字信号处理)控制,能快速建立偏置电流,在全温度范围内保持发射光功率和消光比稳定;也能快速响应突发信号,在2 ns内关断和打开输出偏置电流,满足 EPON(以太网无源光网络)突发系统的需求。     

一种新的低压直流耦合1.25 Gb/s激光二极管驱动电路

文中提出一种输出结构能克服传统的激光二极管驱动电路在直流耦合方式下不支持低电源电压操作的问题。新的APC能稳定输出平均光功率和消光比分别在0.3dBm和±0.4dB(-40°C~100°C)范围内。此外,快速二分查找算法使APC初始化时间不超过0.6μs,突发开启和突发关断延时小于5ns,满足PON要求。样片采用TSMC0.8μmBiCMOS工艺实现,芯片面积为1.56mm×1.67mm,功耗为105mW。     

980nm半导体激光二极管的温度特性

测试并分析了980nm半导体激光二极管( SLD)模块的输出光功率、光谱和消光比与注入电流及温度的变化关系。结果反映:在测试范围内,温度不变时该模块的输出光功率随注入电流的增大而增加,经历了自发辐射和受激放大过程;电流不变时该输出光功率随管芯温度的变化基本保持稳定。温度不变的情况下,当注入电流小于阈值电流时,峰值波长、3dB带宽和消光比随注入电流的增大而较快增加,当注入电流大于阈值电流时,峰值波长、3dB带宽和消光比随注入电流的增大而缓慢增加;电流不变时峰值长、3dB带宽和消光比随温度升高而有所增大。     

LiTaO3光幅度调制器在脉冲调制中的应用

介绍了LiTaO3光幅度调制器，其输出光脉冲峰值功率是-l0dBm，调制电压脉冲宽度为l0ns，重复周期lkHz。直流偏置采用了数字累加平均技术和动态平衡控制技术，在两级串联的情况下，光信号的消光比大于45dB。     

一款具有快速上升时间的可均衡激光发射机

面向直接飞行时间测量的3D图像传感器应用,设计了一种具有快速上升/下降时间,输出电流脉冲可配置的阵列型VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)激光发射机.输出级采用直流耦合驱动电路结构,无需额外的偏置电压和分立元件;4 bit可编程均衡脉冲电路实现了不同高度或宽度的均衡电流,改善了激光驱动器输出电流的上升时间,提高了脉冲信号的完整性和飞行时间的计算精度;同时采用4 bit电流型数模转换器控制不同的输出电流,以实现不同的输出光功率;脉冲产生电路由多个延时单元、选择器和触发器构成,输出不同宽度的脉冲信号,实现了不同大小的平均电流.该电路基于CMOS 65nm工艺实现,电源电压为3.3V,后仿结果表明此发射机可以输出100～500 mA电流,在10 MHz脉冲频率时,脉冲信号实现1.09～17.38 ns可调,其上升时间为270 ps,下降时间为90 ps.均衡电路脉冲信号实现220ps～3.48ns可调,输出级最大输出电流的平均功率为0.15 W.     

SOA工作条件对全光异或输出性能的影响研究

理论分析了SOA动态模型和SOA-MZI全光异或原理,采用光通信系统设计软件OptiSystem搭建了基于SOA-MZI的全光异或实验模型,仿真研究了注入SOA的数据信号光功率、连续探测光功率、偏置电流等工作条件对异或输出消光比、Q值以及误码性能的影响,取得了一组最佳工作条件,即数据信号光功率为3dBm,连续探测光功率为0dBm,偏置电流为600mA,此时可以得到最佳的异或输出性能:消光比约11.5dB,Q值约22,误码率约10-108量级。研究方法和相关结论可以推广到基于SOA的其他全光信号处理应用中,为未来全光网络的全面建设做准备。     

带有诊断监视器的激光驱动器MAX3740及其应用

MAX3740A是带有诊断监视器的高速VCSEL驱动器,可输出15mA激光调制电流和15mA偏置电流,并可在温度和激光器特性发生变化时通过自动功率控制（APC）来调整激光偏置电流以保持恒定的平均光功率。     

一种高速大电流开关驱动器的设计与实现

设计并实现了一种高速大电流的开关驱动器,可用于驱动PIN开关以及IGBT开关等.开展了系统结构、电路和版图技术研究,并采用亚微米CMOS标准工艺进行设计和制造.通过采用一种带隙基准结构提供偏置的方式使电路兼容TTL和CMOS输入,保证良好的温度特性;通过采用传输门功率驱动电路实现三态控制,解决了高速应用时电容馈通效应问题.详细设计了TTL输入转换电路、基准和偏置电路、三态输出和功率驱动等电路;基于0.6 μm CMOS工艺重点设计了高速驱动器中功率开关版图.该高速大电路开关驱动器产品的传输速度达到了25 ns,驱动电流达500 mA.     

波分复用-光时分复用波长转换信号的消光比研究

对基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制(XGM)效应的全光波分复用一光时分复用(WDM—OTDM)转换后的两路时分复用输出信号的消光比(ER)特性进行了分析。研究了两路波分复用的输入抽运光和探测光的功率、波长、抽运光的消光比、数据速率以及半导体光放大器的偏置电流、腔长和模场限制因子对转换信号消光比的影响。模拟结果表明，增大抽运光输入功率，选择长波长抽运光，可以增加转换光相应信道消光比，但减小了相邻信道的输出消光比；增加抽运光消光比，可以提高转换光消光比，但各个信道增长幅度不同；减小探测光输入功率，选取短波长探测光波长，增加半导体光放大器的腔长和模场限制因子以及大的偏置电流可提高转换光消光比；对于两路或多路波分复用信号转换时分复用信号的过程中，一定要考虑转换光每个信道消光比的均衡。     

1. 30μm2MQW2SLD 的性能与注入电流和温度的关系

全面测试了峰值波长为1. 30μm 的InGaAsP/ InP 多量子阱型超辐射激光二极管 (MQW2SLD) 模块的输出光功率、光谱和消光比随注入电流及温度变化的关系。得到:MQW2SLD 显示了软阈值特性。温度不变时,其输出光功率随注入电流的增大而增加;MQW2SLD模块的峰值波长随注入电流的增大而减小;注入电流不变时,其输出光功率随管芯温度的升高而减小;峰值波长随温度升高而增大。SLD 模块的3dB 带宽随注入电流的增大及管芯温度的升高而变化。注入电流大于阈值电流时,MQW2SLD 模块的消光比随注入电流和管芯温度的升高而增大。     

DC-Coupled Burst-Mode Laser Diode Driver with Automatic Power Control for 1.25Gbit/s PON System

An integrated burst-mode laser diode driver is presented for PON application. The bias current range and modulation current range are 1–75 mA and 5–80 mA respectively. The DC-coupled interface between the driver and the laser diode can tolerate the output transient voltage as low as 0.6v. The novel digital APC loop can stabilize the output average optical power and extinction ratio respectively within ± 0.3 dBm and ± 0.4 dB (−40 to 100^∘C) with less than 0.6 μs initialization time and infinite bias current and modulation current hold time. Moreover, the fast burst response is achieved with burst on/off time less than 5 ns. The chip is implemented in a TSMC 0.35-μm SiGe BiCMOS technology and occupies an area of 1.56 × 1.67 mm² with power consumption of 105 mW from a supply voltage of 2.5 v.     

A 1.25 Gbps DC-coupled laser diode driver with VBE compensation technique

A 1.25 Gbps integrated laser diode driver (LDD) driving an edge-emitting laser has been designed and fabricated in 0.35 μm BiCMOS technology. The IC can provide independent bias current (5-100 mA) with automatic power control, and modulation current (4-85 mA) with temperature compensation adjustments to minimize the variation in extinction ratio. This paper proposed an unique modulation output driver configuration which is capable of DC-coupling a laser to the driver at +3.3 V supply voltage; and combined a V_BE compensation circuit, the IC can operate at a wide temperature range (−40 to 85 °C) for date rates up to 1.25 Gbps. V_BE compensation technique is used to compensate for variation in V_BE over the operating temperature range so as to minimize the variations in rise and fall time of modulation output over temperatures.     

A 1.25 Gb/s laser diode driver with pulse width optimization

A 1.25 Gb/s laser diode driver(LDD) with pulse width optimization has been implemented in a 0.6-μm BiCMOS process.This paper illustrates the relation between the pulse width distortion(PWD) of the output eye diagram and the driving amplitude from the second pre-amplifier.Also,a specific current setting circuit working together with an LDD is proposed to generate the optimum driving amplitude and to avoid device nonlinearity,temperature variation and process deviation.The measured results show a maximum c...     

半导体激光管驱动电源设计与实现

为提高半导体激光器光功率输出稳定性,并保证激光器安全、可靠工作,设计了半导体激光器的驱动电源。驱动电源主电路采用同步DC／DC方式,输出效率高;驱动电路可以产生200kHz触发脉冲,降低了输出电流的纹波,保证激光器输出功率稳．定;驱动电路带有过压比较器及过流比较器,保证激光器安全工作。经过仿真和实验表明：该驱动电源在20A工作时效率达到85％以上．纹波小于5％。     

A fast automatic power control circuit for a small form-factor pluggable laser diode drive

A fast automatic power control (APC) circuit for a laser diode driver (LDD) has been implemented in a 0.6-μm BiCMOS process. The APC circuit adopts double-loops and variable-bandwidth techniques to achieve a turn-on time of < 400 μs for most kinds of TOSAs. Thus, it meets the small form-factor pluggable (SFP) agreement. Such techniques make a good tradeoffbetween stability, accuracy, turn-on time, noise and convenience. The measured results indicate that the APC circuit is suitable for SFP LDD.     

DC-10Mb/s 0.5μm CMOS激光器驱动电路的实现

设计并实现了一种适用于DC-10Mb/s速率、兼容TTL和CMOS输入电平的激光器驱动电路.该电路通过片外电阻可以独立地设置激光器发送光脉冲的'1'功率和'0'功率,并以闭环方式实现稳定的'1','0'发送光功率.介绍了一种新颖的峰-峰值光功率检测的工作机制,并能得到稳定的峰.峰值光功率.整个电路采用CSMC 0.5μm混合信号CMOS工艺实现,芯片最大输出驱动电流为120mA,在不要求输入码型的情况下,发送光脉冲的消光比波动在-20～+80℃范围内小于0.6dB.     

0.6μm CMOS感性负载自偏置直接耦合激光驱动器

设计了一种可以工作在多个速率级的光纤通信系统用激光二极管驱动电路。电路采用了有源电感负载技术、键合线寄生电感负载技术、自偏置技术和放大级直接耦合技术以提高增益、拓展带宽、降低功耗。电路采用CSMC-HJ0.6 μm CMOS技术设计、采用Smart Spice进行电路性能仿真优化。激光驱动器电路的增益可达52dB,带宽可达到525MHZ,输出调制电流在0-65mA范围内可调。电路采用5V单电源供电,功耗380mW。模拟结果显示该电路可以工作在STM-1、STM-4两个标准速率级和更高的速率上。     

高重频可调小型高功率半导体激光电源研究

为了获得高功率、高重频半导体激光脉冲,设计了一种体积小、重量轻、造价低的纳米级大功率半导体激光器驱动电源。采用改进的单稳态触发器产生窄脉冲,经放大后驱动快速开关MOSFET获得大电流窄脉冲;电源脉冲电流驱动能力0A～80A,脉冲上升时间2.8ns,下降时间3.8ns,脉冲宽度5ns～500ns范围内可调,最小5.2ns,重复频率可达200kHz。用该电源实验测试了激光波长为905nm的半导体激光器,在重复频率为10kHz时,激光脉冲峰值功率达到70W以上。结果表明,采用窄脉冲驱动MOSFET可以得到高重复频率10ns以内的大电流窄脉冲,可以驱动大功率半导体激光器,若驱动100A以上的激光器需进一步研究。     

A 15 Gbps-NRZ,30 Gbps-PAM4,120 mA laser diode driver implemented in 0.15-an GaAs E-mode pHEMT technology

This paper presents the design and testing of a 15 Gbps non-return-to-zero (NRZ),30 Gbps 4-level pulse amplitude modulation (PAM4) configurable laser diode driver (LDD) implemented in 0.15-μm GaAs E-mode pHEMT technology.The driver bandwidth is enhanced by utilizing cross-coupled neutralization capacitors across the output stage.The output transmission-line back-termination,which absorbs signal reflections from the imperfectly matched load,is performed passively with on-chip 50-Ω resistors.The proposed 30 Gbps PAM4 LDD is implemented by combining two 15 Gbps-NRZ LDDs,as the high and low amplification paths,to generate PAM4 output current signal with levels of 0,40,80,and 120 mA when driving 25-Ω lasers.The high and low amplification paths can be used separately or simultaneously as a 15 Gbps-NRZ LDD.The measurement results show clear output eye diagrams at speeds of up to 15 and 30 Gbps for the NRZ and PAM4 drivers,respectively.At a maximum output current of 120 mA,the driver consumes 1.228 W from a single supply voltage of-5.2 V.The proposed driver shows a high current driving capability with a better output power to power dissipation ratio,which makes it suitable for driving high current distributed feedback (DFB) lasers.The chip occupies a total area of 0.7 × 1.3 mm2.