Термокомпенсирующий источник накачки полупроводникового лазера

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 S 3/096

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

+ un

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4476482/21 (22) 26.08.88 (46) 07.02.91. Бюл. N 5 (72) В.В.Кобыльчак (53) 621.374 (088.8) (56) Патент США ¹ 4166985, кл. 331/94.5, 1979, Патент США ¹ 4243952, кл, 331/94.5, 1981. (54) ТЕРМОКОМПЕНСИРУЮЩИЙ ИСТОЧНИК НАКАЧКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

ЛАЗЕРА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, напри.!Ж, 1626301 А1 мер, 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. 3 з.п..ф-лы, 2 ил.

1626301

15

25

35

50

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 формирователь 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 соединен через регулируемый резистор 6 с выходом термонезависимого делителя 7 напояжения, вход смещения которого соединен с входом смещения термозависимого делителя 5 напряжения и выходом источникз 4 опорного напряжения, входы питания термоэависимого делителя

5 напря>кени, термонеэависимого делителя 7 напряжения, источника 4 опорного напряжения подклк ены между шиной 3 питания и об с-й Глиной устройства, Термоэагисимый делитель 4 напряжения содержит пергый транзистор 8, первый резистор 9, термореэистор 10, первый диод

11 и конденсэгор "?, причем база первого транзистора Л согдинена с входом смещения, коллектср n n nro транзистора 8 соединен с дополнительным выходом, первый резистор 9 подключен между эмиттером первого транзистора 8 и общей шиной, конденсатор 12 подключен между коллектором первого транзистора 8 и общей шиной, термореэистор 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

17 подключен 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

18 подключен между выходом и общей шиной.

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

При нулевом сопротивлении регулирующего резистора 6, низкоомный выход термонезависимого делителя 7 напряжения практически непосредственно соединен (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 напряжение целиком определяется термозависимым делителем 5 напряжения, и обеспечивается максимальная крутизна зависимости опорного напряжения от температуры. При конечном значении сопротивления регулирующего резистора крутизна зависимости опорного напряжения от температуры находится между этими крайними значениями, При температуре, равной 1, сопротивления терморезистора

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 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 накачки от температуры сводится к настройке в двух точках, одна иэ которых должна быть близкой к температуре to. Сначала при комнатной температуре (близкой к t,) с помощью переменного резистора в 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 излу7Ю5301 чения лазера. Настройка при tp сохраняется, так как не зависит от сопротивления регулирующего резистора 6.

Источник 4 обеспечивае1 необходимое смещение на транзисторах 8 и 13 (рекоглендуемое напряжение смещения — 1,2 7 3H).

При оптимизации источника 4 необходимо учесть следующее. Основным источником нестабильности устройства по отношению к изменению напряжения питания является изменение опорного напря кения. происходящее при этом, которое прибл лжен <о определяется соотношением

R79 R19

ЛUor ЛUлит(1 — — — — — --), R9 (R;o + R .9 ) где R79, R9, R20 — величина сопротивления резисторов 19, 9 и 20;

R7o — величина сопротивления терморезистора 10;

Л Upn — изменение опорно « напряжения;

Л Благ изменение напряжения пита ния.

Исходя из приведенного со«тношения для компенсации изменения опорного напряжения при заданных номиналах рсзисторов необходимо обеспечить отношение

Rgo/R79 = 3,5. Реально это отношение должно быть меньше для компенсации неидеальности узла формирователя 1 тока.

Термокомпенсирующий источник накачки полупроводникового лазера показал хорошую технологичность его настройки на требуемую зависимость тока накачки лазера от температуры по двум точкагл Относительная нестабильность тока накачки в =2 раза меньше относительнои нестабильности напряжения питания, что более чем на порядок лучше по сравнению с известным источником.

Формула изобретения

1. Термокомпенсирующий источкик накачки полупроводникового лазера, содержащий формирователь тока, выход которого соединен с нагрузкой, вход пглтания с шиной питания, источник опорного напряжения, отличающийся тем. 4т«, с целью повышения стабильности устрой.тва по «гношению к колебаниям напряжI:íèÿ питания, а также упрощения его насгр«йки на требуемую зависимость тока накачки от температуры, в него введег.ы терг «независимый делитель напряжения. регулируемый резистор, термозависимый делитель напряжения, основной выход которого с динс. н с входом формирователя тока. дополнительный выход соединен через регулируемый резистор с выходом термонеэависиглого де лителя напряжения, вход смещения к«тор«го соединен с входом смещения

5 термоэависимого делителя напряжения и с выходом источника опорного напряжения, входы питания термоэависимого д лителя напряжения, термонеэависимого делителя

íагIðÿæåния. источника опорного íà "Iðÿæå

10 нил подк1ючены между шиной питания и общей шиной устройства.

2. Термокомпенсирующий источник по и.1, отличающийся тем, что термозависимый дели1ель напряжения содержит

75 первый транзистор, первый резистор, термореэистор, первый диод и конденсатор, причем база первого транзистора соединена с входом смещения, коллектор — с дополнит,:.льным выходом, а через конденсатор—

20 с общей LLI«i,«è устроиства, терл орезистор

IIключpн между входом питания и основным выходом, соединенным с анодом первого диода, катод которого соединен с коллектор«м первого транзистора, эмигтер которого

25 .ереэ первый резистор соединен с общей шин«и устройства.

3, Терглокоглпенсирующий источник по п.7, о т л и ч а ю щ и и с я тем что термонезависиглый делитель напряжения содержит

30 второи и тре-ий транзисторы, второй диод, второй, третий и четвср-.ый резисторы, при . м база второго транзистора соединена с входом смещения, BTopoL1 резистор подключен между эмиттг ром второго транзистора

35 и общ и шиной, кат 1д второго диода подключен к коллектору второго транзистора, анод второго диода подключен к базе третьего транзистора, третий резистор подключен между базой третьего транзистора и

40 шиной питания, коллектор третьего транзистора подключен к шине питания, змиттер 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 подклю50 чен между обгцей шиной и катодом третьего д ода, анод третьего диода соединен с выходом узла сглещения, четвертый диод подключен катодом к выходу узла смещения и анодом к катоду пятого диода, шестой рези55 стор подключен между шиной питания и анодом пятого диода.

1626301

Фиг. 2

Составитель А. Горбачев

Редактор Н. Рогулич Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай

Заказ 281 Тираж 300 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбиНат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101