[发明专利]一种纳秒级SOA驱动电路及控制方法

权利要求书

1.一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：包括温度控制电路和SOA配置电路，以及依次连接的主控电路、脉冲整形电路、脉冲驱动电路和半导体光放大器SOA；所述温度控制电路和SOA配置电路均与半导体光放大器SOA连接；

所述主控电路产生不同占空比的脉冲信号，用于开关切换控制输出脉冲信号的脉冲占空比；

所述脉冲整形电路，用于将主控电路产生的输出脉冲信号进行整形，以产生整形脉冲信号；

所述脉冲驱动电路，用于将脉冲整形电路产生的整形脉冲信号放大，产生驱动脉冲信号；

所述温度控制电路，用于控制半导体光放大器SOA的工作温度，实现半导体光放大器SOA的温度稳定；

所述SOA配置电路，用于完成半导体光放大器SOA外围电路的配置；

所述主控电路包括FPGA芯片、FPGA配置单元、开关控制单元、基准电压单元；所述FPGA芯片分别与FPGA配置单元、开关控制单元、基准电压单元相连接；所述FPGA芯片的脉冲信号输出I/O引脚与脉冲整形电路的电阻R1连接；

所述脉冲整形电路包括比较器Comp、电阻R1和电阻R2；所述电阻R1的一端与比较器Comp的正输入端连接，电阻R1的另一端与FPGA芯片输出脉冲信号的I/O引脚连接，所述电阻R2的两端分别与电阻R1和比较器Comp的输出端V1连接，比较器Comp的负输入端接收1.65V基准比较电压；

所述脉冲驱动电路包括运算放大器N1、运算放大器N2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10；所述电阻R3的一端同时与运算放大器N1的正输入端和比较器Comp的输出端V1连接，电阻R3的另一端与地连接，所述电阻R4的一端与运算放大器N1的负输入端连接，电阻R4的另一端与地连接，所述电阻R5的一端与运算放大器N1的正输入端连接，电阻R5的另一端与运算放大器N1输出端连接，所述电阻R6的一端与运算放大器N1的输出端连接，电阻R6的另一端与SOA配置电路的Anode引脚连接；所述电阻R7的一端同时与运算放大器N2的正输入端和比较器Comp的输出端V1连接，电阻R7的另一端与地连接，所述电阻R8的一端与运算放大器N2的负输入端连接，电阻R8的另一端与地连接，所述电阻R9的一端与运算放大器N2的正输入端连接，电阻R9的另一端与运算放大器N2输出端连接，所述电阻R10的一端与运算放大器N2的输出端连接，电阻R10的另一端与SOA配置电路的Anode引脚连接。

2.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：所述温度控制电路包括温控芯片、PID调节控制单元、电桥单元和热电冷却器控制单元，所述温控芯片分别与PID调节控制单元、电桥单元、热电冷却器控制单元相连接，电桥单元包括两路信号，一路与SOA配置电路中的RTH1连接，另一路与SOA配置电路中的地连接，所述两路信号与SOA中的热敏电阻组成回路；热电冷却器控制单元包括两路信号，一路与SOA配置电路中的热电冷却器TEC+端连接，另一路与SOA配置电路中的热电冷却器TEC-端连接。

3.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：所述SOA配置电路包括SOA、电阻R11、二极管D1，所述电阻R11的一端与SOA的Anode引脚连接，电阻R11的另一端与地连接，所述二极管D1并联在电阻R11两端，二极管D1的阳极与地连接，二极管D1的阴极与SOA的Anode引脚连接，所述SOA的Cathode引脚与RTH2引脚分别与地相连接。

4.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：所述驱动脉冲信号的输出电流200mA~1A。

5.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路，其特征在于：所述整形脉冲信号的边沿上升和下降时间优于2ns。

6.根据权利要求1所述的一种纳秒级SOA驱动电路实现的一种纳秒级SOA驱动电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过主控电路产生控制半导体光放大器SOA关断的脉冲信号，经脉冲整形电路获得纳秒级整形脉冲信号，将获得的纳秒级整形脉冲信号送至脉冲驱动电路的级联同相输入端；

将地信号连接至脉冲驱动电路的反向输入端，脉冲驱动电路输出的大电流驱动脉冲信号送至半导体光放大器SOA中的光电二极管，当整形脉冲的占空比增加时通过光电二极管与脉冲驱动电路回路，完成电压的反馈，利用电压与反馈电阻比值的变化，进而实现驱动电流的稳定调节输出；

将温度控制电路电桥单元与半导体光放大器SOA中的热敏电阻组成回路，热敏电阻的阻值与半导体光放大器SOA温度成比例变化，当配置为分压器时，利用它来将温度转换为电压，热电冷却器TEC控制器将该电压与代表目标温度的基准电压进行比较，然后控制流经热电冷却器TEC的电流，从而调整热电冷却器TEC传输的热量，实现恒温控制。