Термокомпенсирующий источник накачки полупроводникового лазера Советский патент 1991 года по МПК H01S3/96 

dpus 1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в передатчиках волоконно-оптических линий связи.

Целью изобретения является повышение стабильности устройства по отношению к колебаниям напряжения питания, а также упрощение его настройки на требуемую зависимость тока накачки от температуры.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие работу устройства.

Термокомпенсирующий источник накачки полупроводникового лазера содержит формиропатель 1 тока, выход которого соединен с нагрузкой 2, вход питания - с шиной 3 питания, источник 4 опорного напряжения, термозависимый делитель 5 напряжения, регулируемый резистор 6, термонезависимый делитель 7 напряжения, основной выход которого соединен с входом формирователя 1 тока, дополнительный выход СГРДИНРН через регулируемый резистор 6 с выходом термонезависимого делителя 7 напояжения, вход смещения которого соединен с входом смещения термозависимого делителя 5 напряжения и выходом источника А опорного напряжения, входы питания термозависимого делителя 5 напряжения, термонезависимого делителя 7 напряжения, источника 4 опорного напряжения подключены между шиной 3 питания и n тиной устройства.

Термозагчсимый делитель 4 напряжения содержит пергь.й транзистор 8, первый резистор 9, тс рморезистор 10, первый диод 11 и конденс irop 12 база первого транзистора 3 гопдинена с входом смещения, коллектор ПАРНОГО транзистора 8 соединен с дополнительным выходом, первый резистор 9 подключен между эмиттером первого транзистора Я и общей шиной, конденсатор 12 подключен между коллектором первого транзистора 8 и общей шиной, терморезистор 10 подключен между шиной 3 питания и основным выходом, первый диод 11 подключен анодом к основному выходу, катодом - к дополнительному выходу.

Термонезависимый делитель 7 напряжения содержит второй 13 и третий 14 транзисторы, второй диод 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 резисторы.причем база второго транзистора 13 соединена с входом смещения, второй резистор 16 подключен между эмиттером второго транзистора 13 и общей шиной, катод второго диода 15 подключен к коллектору второго транзистора 13, анод второго диода 15 подключен к базе третьего транзистора 14, третий резистор

17подключен между базой третьего транзистора 14 и шиной 3 питания, коллектор третьего транзистора 14 подключен к шине питания, эмиттер третьего транзистора 14

соединен с выходом, четвертый резистор

18подключен между выходом и общей шиной.

Источник 4 опорного напряжения содержит пятый 19 и шестой 20 резисторы,

0 третий 21, четвертый 22 и пятый 23 диоды, причем пятый резистор 19 подключен между общей шиной и катодом третьего диода 21, анод третьего диода 21 соединен с выходом смещения, четвертый диод 22 подклю5 чен катодом к выходу и анодом к катоду пятого диода 23, шестой резистор 20 подключен между шиной питания и анодом пятого диода 23.

Источник работает следующим обра0 зом.

При нулевом сопротивлении регулирующего резистора 6, низкоомный выход термо- независимого делителя 7 напряжения практически непосредственно соединен

5 (через смещающий диод 11) с выходом источника 4 опорного напряжения, благодаря чему опорное напряжение слабо зависит от температуры в этом случае. При отсутствии регулирующего резистора опорное напря0 жение целиком определяется термозависимым делителем 5 напряжения, и обеспечивается максимальная крутизна зависимости опорного напряжения от температуры. При конечном значении

5 сопротивления регулирующего резистора крутизна зависимости опорного напряжения от температуры находится между этими крайними значениями. При температуре, равной to, сопротивления терморезистора

0 10 и резистора 17 равны, мост, образованный делителями 5 и 7 напряжения, сбалансирован, и опорное напряжение не зависит от сопротивления регулирующего резистора 6. Это означает, что графики зависимости

5 опорного напряжения от температуры пересекаются при температуре равной to (фиг.2). В связи с этим методика настройки источника накачки полупроводникового лазера на требуемую зависимость тока накач0 ки от температуры сводится к настройке в двух точках, одна из которых должна быть близкой к температуре to. Сначала при комнатной температуре (близкой к to) с помощью переменного резистора в

5 формирователе 1 тока регулируют ток накачки до достижения лазером номинальной мощности излучения. Затем, нагревая прибор до верхней рабочей температуры, с помощью регулирующего резистора 6 можно восстановить номинальную мощность излучения лазера. Настройка при t0 сохраняег- ся, так как не зависит от сопротивления регулирующего резистора 6.

Источник 4 обеспечивает необходимое смещение на транзисторах 8 и 13 (рекомен- дуемое напряжение смещения - 1,2 1 3В). При оптимизации источника 4 необходимо учесть следующее. Основным источником нестабильности устройства по отношению v изменению напряжения питания является изменение опорного напряжения, проис ходящее при этом, которое приближенно определяется соотношением

+ R 9lJ

АЦ п ЛиПитП

где Rig, Rg, R20 - величина сопротивления резисторов 19, 9 и 20;

Rio величина сопротивления терморезистора 10;

A Uon изменение опорного напряжс- ния;

А Unm изменение напряжения пита ния.

Исходя из приведенного соотношения для компенсации изменения опорного на- пряжения при заданных номиналах резисторов необходимо обеспечить отношение R20/R19 3,5. Реально это отношение должно быть меньше для компенсации альности узла формирователя 1 тока.

Термокомпенсирующий источник накачки полупроводникового лазера покатал хорошую технологичность его настройки на требуемую зависимость тока накачки ла )е- ра от температуры по двум точкам Относи- тельная нестабильность тока накачки в 2 раза меньше относительной нестабильности напряжения питания, что более чем на порядок лучше по сравнению с известным источником.

Формула изобретения

1. Термокомпенсирующий источ ик на качки полупроводникового лазера, содержащий формирователь тока, выход которого соединен с нагрузкой, вход питания с ши- ной питания, источник опорного напряжения, отличающийся тем что, с целью повышения стабильности устройства по отношению к колебаниям напряжения питания, а также упрощения его настройки на требуемую зависимость тока накачки от температуры, в него введены термонезависимый делитель напряжения регулируемый резистор, термозависимый делитель напря

жения, основной выход которого с входом формирователя тока дотлнитель510

15

20

2Ь 30

35 40

лс 0

5

ный выход соединен через регулируемый резистор с выходом термонезависимого де ЛИТРПЯ напряжения, вход смещения киторо- го соединен с входом смещения термозависимого делителя напряжения и с выходом источника опорного напряжения, входы питания термозависимого делителя напряжения, термонезависимого делителя напряжения, источника опорнсю напряже ния подк ючены между шиной питания и общей шиной усфойстоэ.

2.Термокомпенсирующий источник по п. 1,отличающийся тем, что термоза- БИСИМЫЙ делитель напряжения содержит первый транзистор, первый резистор, терморезистор, первый диод и конденсатор, причем база первого транзистора соединена с входом смещения, коллектор - с допол- ник;льным выходом, а через конденсатор - с общей шиной устройства, терморезистор включен между входом питания и основным РЫХОДОМ, соединенным с анодом первого диода, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, эмигтер которого через первый резистор соединен с общей шиной устройства.

3.Термокомпенсирующий источник по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем что термонезависимый делитель напряжения содержит второй и третий транзисторы, второй диод, второй, третий и четвертый резисторы, прием база второго транзистора соединена с пходом смещения, второй резистор подключен между эмиттером второго транзистора и шиной второго диода подключен к коллектору второго транзистора, анод второго диода подключен к базе третьего транзистора, третий резистор подключен между базой третьего транзистора и шиной питания, коллектор третьего транзистора подключен к шине питания, эмиттер соединен с выходом, который через четвертый резистор соединен с общей шиной устройства.

4.Термокомпенсирующий источник по п. 1, отличающийся тем, что источник опорного напряжения содержит пятый и шестой резисторы, третий, четвертый и пятый диоды, причем пятый резистор подключен межд общей шиной и катодом третьего диода, анод третьего диода соединен с выходом узла смещения, четвертый диод подключен катодом к выходу узла смещения и анодом к катоду пятого диода, шестой резистор подключен между шиной питания и анодом пятого диода

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано например, в передатчиках волоконно-оптических линий связи. Цель изобретения - повышение стабильности устройства по отношению к колебаниям напряжения питания, а также упрощение его настройки на требуемую зависимость тока накачки от температуры Поставленная цель реализуется путем построения устройства на основе формирователя 1 тока, выход которого соединен с нагрузкой 2, термозависимого делителя 5 напряжения, термонезависимого делителя 7 напряжений, источника 4 опорного напряжения Ззпф-лы, 2 ил

Риг.2