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FPGA的数字激光自动功率控制系统设计

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来源: 作者: 2018-10-29 10:26:26

FPGA的数字激光自动功率控制系统设计

导读:

自从激光器在1960年发明以来,激光在通信中已经成为了不可或缺的关键设备。

自从激光器在1960年发明以来,激光在通信中已经成为了不可或缺的关键设备,半导体激光器(LD)是用于高速率光传输系统的有吸引力的光源,然而,遗憾的是LD的阈值随温度和寿命变化,且因器件的不同表现出现较大的差异。LD的阈值随着温度的升高而明显增大。LD阈值的漂移,给使用带来很大的不便,如果采用固定的偏流,则必然引起输出光脉冲峰值功率的浮动,而且,阈值的漂移破坏了已经设计好的工作点,从而引起有害光电延迟、张弛振荡等现象。在LD高速工作时,这种现象的危害是不可忽视的。为了克服这些弊病,必须对输出功率进行控制,使LD的工作能够维持在正确的工作点上。  曾设计基于模拟电路的APC自动激光功率控制电路,通过反馈来自动调整预偏置电流来达到稳定LD输出功率的控制。基本原理是一方面将LD背向输出的光功率经背向光探测器PD进行检测,然后经过放大器1进行放大,送到比较器的反相输入端;另一方面,输入信号和从直流稳压电源中取出的直流参考电压经过放大器2放大后送入比较器的同相输入端,比较器的输出作为反馈被送到LD的驱动端,调节偏流,达到稳定LD输出功率的目的。  模拟电路方法实现的优点是增益控制比较稳定,缺点是需要加入的器件较多,且随着使用时间的增加,模拟器件老化会影响反馈控制的误差,另外,输出的激光功率固定不可变,不能实现多级功率的控制。

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