[发明专利]激光驱动器及其温度补偿电路

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术，特别是涉及一种激光驱动器及其温度补偿电路。

背景技术

在光通信系统中，半导体激光器和激光驱动器(LDD，Laser Diode Driver) 是光发射机的关键组成部分，其中，激光驱动器放大并串转换器或多路转换 器输出的高速数字信号，并输出驱动激光器所需的驱动电流，激光驱动器输 出的驱动电流(即激光器的电流)包括调制电流和直流偏置电流。

激光器的性能特点是参数随温度而变化，如图1所示的激光二极管(LD， Laser Diode)的光功率-电流曲线，激光二极管在输出光功率P_L～P_H的范围内 能够产生激光，随着温度升高(T₁＜T₂)，激光二极管的发光阈值电流(使激 光二极管产生激光的最小电流)会有较大的漂移，即I_th1＜I_th2；而且大于阈值 电流部分的斜率(光功率变化同电流变化之间的比值，又称电光转换效率) 也会随之递减。

激光器要求在工作温度范围(-40℃～+85℃)内，平均光功率和消光比 (信号为0时平均光功率和信号为1时平均光功率的比值)保持稳定。如图1 所示，由于随着温度的升高，阈值电流升高，为了保持同样的平均光功率P_av输出，激光器的电流就需要增大；反之，如果对激光器的阈值电流的升高不 进行补偿的话，就会导致平均光功率的很大变化。为了补偿阈值电流的变化， 通常采用自动功率控制(APC，Automatic Power Control)电路，如图2所示， 激光驱动器包括：激光驱动电路1和自动功率控制电路3，激光驱动电路1向 激光器4提供调制电流，激光驱动电路1通过数字信号(差分输入信号)调 制基准调制电流I_m，产生数字电流信号，所述数字电流信号的电流为调制电 流I_mod。自动功率控制电路3向激光器4提供偏置电流I_bias，激光器的光探测 器(光电二极管)PIN测量激光二极管LD的输出光功率，产生光生电流I_p， 自动功率控制电路3监测光探测器的光生电流I_p，调节激光器的偏置电流I_bias来保持该光探测器PIN中的光生电流I_p稳定。

有关激光驱动器的专利申请很多，例如，在申请号为03816490.6和 200380105919.7的中国发明专利申请中还能找到更多有关激光驱动器的信息； 在申请号为01807194.5和200710090687.2的中国发明专利申请中还能找到更 多有关自动功率控制电路的信息。

然而，随着环境温度的升高，如果激光器的调制电流的值不变，为了保 持输出光功率恒定，自动功率控制电路将使偏置电流显著增大，远超过激光 器的发光阈值电流，导致激光器的消光比产生剧烈变化，在实际工程应用中 不仅会导致很大的误码率波动，而且会加剧信号抖动、系统功耗和通信系统 性能优化间的冲突。

为消除温度变化对激光器输出特性的影响，现有的一种方法是利用主动 制冷，如附加冷却系统或制冷器以保持激光器结温恒定，从而排除温度变化 带来的影响。但是，采用冷却系统或制冷器会占用很大的面积，消耗额外的 能量，这是很难符合现今集成电路的低功耗和小型化的趋势的。

发明内容

本发明解决的问题是，提供一种激光驱动器及其温度补偿电路，以补偿 激光驱动器输出的调制电流，从而使激光器的消光比保持稳定。

为解决上述问题，本发明提供一种激光驱动器的温度补偿电路，包括：

基准电压产生单元，产生随温度升高而增大的基准电压；

基准电流产生单元，连接所述基准电压产生单元，输出随所述基准电压 增大而增大的基准电流；

参考电压产生单元，产生随温度升高而增大的参考电压；

补偿电流产生单元，连接所述参考电压产生单元，根据所述参考电压获 得补偿阈值温度，并在温度高于或等于补偿阈值温度时输出补偿电流，

所述基准电流与补偿电流叠加形成基准调制电流。

可选的，所述基准电压产生单元为具有正温度系数的带隙基准电压源。