DFB可调激光器模块讲解
激光器及其驱动器电路原理与光模块核心电路设计讲解
激光器及其驱动器电路原理与光模块核心电路设计武汉电信器件有限公司模块开发部王松摘要：本文描述了激光器及其驱动、APC及消光比温度补偿电路原理与光模块核心电路设计技术，并简单介绍了半导体激光器的基本结构类型和各自应用特性，着重论述了激光器驱动电路、APC电路、消光比温度补偿电路原理与应用技术，对激光器调制输出接口电路信号与系统也进行了详细的分析计算。
关键词：半导体激光器，驱动，调制电路，APC，温度补偿，阻抗匹配，信号分析，系统1. 引言随着全球信息化的高速发展，人们的工作、学习和生活越来越离不开承载着大量信息的网络，对网络带宽的要求还在不断提高，光载波拥有无比巨大的通信容量，预计光通信的容量可以达到40Tb/s，并且和其他通信手段相比，具有无与伦比的优越性，未来有线传输一定会更多的采用光纤进行信息传递。
近几年以来，干线传输、城域网、接入网、以太网、局域网等越来越多的采用了光纤进行传输，光纤到路边FTTC、光纤到大楼FTTB、光纤到户FTTH、光纤到桌面FTTD 正在不断的发展，光接点离我们越来越近。
在每个光接点上，都需要一个光纤收发模块，模块的接收端用来将接收到的光信号转化为电信号，以便作进一步的处理和识别。
模块的发射端将需要发送的高速电信号转化为光信号，并耦合到光纤中进行传输，发射端需要一个高速驱动电路和一个发射光器件，发射光器件主要有发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）。
LED 和LD 的驱动电路有很大的区别，常用的半导体激光器有FP、DFB 和VCSEL 三种。
WTD光模块通常所用发射光器件为FP 和DFB 激光器。
2. 半导体激光器半导体激光器作为常用的光发射器件，其体积小、高频响应好、调制效率高、调谐方便，且大部分激光器无需制冷，是光纤通信系统理想的光源。
激光器有两种基本结构类型：（1）边缘发射激光器，有FP（Fabry-Perot）激光器和分布反馈式（DFB）激光器。
FP激光器是应用最广的一种激光器，但是其噪声大，高频响应较慢，出光功率小，因此FP 激光器多用于短距离光纤通信。
dfb半导体激光器温度波长漂移
dfb半导体激光器温度波长漂移
DFB半导体激光器的温度对波长的影响是一个重要的技术问题。
温度波长漂移指的是在不同温度下，激光器的输出波长会发生变化
的现象。
这种漂移会对激光器的性能和稳定性产生影响。
下面从多
个角度来分析这个问题。
首先，半导体材料的特性决定了DFB激光器在温度变化时会产
生波长漂移。
半导体材料的能隙随温度的变化而变化，这会导致激
光器的发射波长发生变化。
这种现象被称为温度敏感性，是半导体
激光器波长漂移的主要原因之一。
其次，DFB激光器的结构和工艺也会影响温度波长漂移。
激光
器的设计和制造工艺会影响器件的热稳定性，从而影响波长随温度
的变化情况。
例如，激光器的材料选择、外延生长技术、量子阱设
计等都会对温度波长漂移产生影响。
此外，激光器的工作温度范围也是影响波长漂移的重要因素。
通常情况下，激光器在设计时会考虑到在一定温度范围内能够保持
稳定的输出波长，但是在超出设计温度范围时，波长漂移会变得更
加显著。
针对DFB激光器温度波长漂移的问题，研究人员和工程师们提
出了一些解决方案。
比如通过温度控制系统来稳定激光器的工作温度，以减小波长漂移的影响；另外，也可以通过优化材料和结构设计，以减小温度对波长的影响。
综上所述，DFB半导体激光器的温度波长漂移是一个复杂的问题，涉及到材料、结构、工艺等多个方面。
只有综合考虑这些因素，才能有效地解决温度波长漂移带来的问题，提高激光器的性能和稳
定性。
DFB蝶形激光器制作工艺流程
DFB蝶形激光器制作工艺流程DFB（Distributed Feedback）蝶形激光器是一种高性能的激光器，广泛应用于光通信、光存储、光传感器和激光医疗等领域。
下面是DFB蝶形激光器的制作工艺流程。
1.取材料DFB激光器常用的材料是III-V族化合物半导体，如InGaAsP/InP材料或InGaAs/InP材料。
首先需要准备好片状的半导体材料。
2.原片制备将已准备好的III-V族化合物半导体材料切割成片状，并使用化学镀铜等方法在片上形成金属结。
3.泥点和曝光在片上涂覆一层有机感光胶，并使用临近场扫描光学显微镜(NSOM)或电子束曝光机器(EBL)进行泥点和曝光处理。
这一步的目的是制作出蝶形激光器的芯片。
4.清洗和蚀刻将芯片放入特定的溶液中进行超声清洗，去除多余的有机感光胶，并清洗表面的杂质。
然后使用干法或湿法蚀刻技术将芯片中的无效区域进行蚀刻，形成蝶形激光器的结构。
5.抛光和涂层对芯片进行抛光处理，使芯片表面光洁度更高。
然后，在波导的上下两侧涂敷一层硅氧化物（SiO2）或聚合物涂层，以提高波导的功率传递效率。
6.电极制作使用光刻技术，在芯片上的波导两侧制作出电极结构。
这些电极结构将用于激励蝶形激光器的产生和调节。
7.焊接和封装将芯片和金属引线（wire bonding）进行焊接，连接芯片的波导和电极到激光器的外部电路。
然后，将芯片和引线封装在金属或塑料的封装盒中，以保护激光器免受外界干扰和损坏。
8.测试和调整将制作好的DFB蝶形激光器连接到测试设备中，进行性能测试和参数调整。
通过调整电极电流和温度等参数，使激光器的输出波长和功率达到设计要求。
以上就是DFB蝶形激光器的制作工艺流程，每一步都需要精密的仪器和技术操作。
这些步骤的完成需要高度的专业知识和经验，以确保DFB蝶形激光器的质量和性能。
1310nm1550nmDFB激光器
1310nm/1550nmDFB激光器
1310nm/1550nm尾纤型DFB激光器,采用同轴封装并耦合尾纤的方式进行输出,输出功率可达2.5mW。
具有低工作
电流,高效率,高稳定性的特点。
与我公司提供的配套驱动电路一起使用,可以获得高稳定性激光光源 。
图片仅
供参考,尺寸以实物为准,我公司（深圳市飞博源光电）热忱为您提供,具体性能指标见每支设备参数.特 点
·低工作电流·高稳定性
·高效率·同轴封装
·内置监视器
性能指标
典型最大单位波长(1310)130713101313nm 波长(1550)1547 15501553 nm 阈值电流10mA 工作电流30mA 工作电压 1.5V 出纤光功率 2.5mW 背光监控电流0.050.3mA 工作频率DC 2.5GHZ 边模抑制比30dB 工作温度-20-70℃储藏温度-40-85℃。
激光器及其驱动器电路原理与光模块核心电路设计讲解
激光器及其驱动器电路原理与光模块核心电路设计武汉电信器件有限公司模块开发部王松摘要：本文描述了激光器及其驱动、APC及消光比温度补偿电路原理与光模块核心电路设计技术，并简单介绍了半导体激光器的基本结构类型和各自应用特性，着重论述了激光器驱动电路、APC电路、消光比温度补偿电路原理与应用技术，对激光器调制输出接口电路信号与系统也进行了详细的分析计算。
关键词：半导体激光器，驱动，调制电路，APC，温度补偿，阻抗匹配，信号分析，系统1. 引言随着全球信息化的高速发展，人们的工作、学习和生活越来越离不开承载着大量信息的网络，对网络带宽的要求还在不断提高，光载波拥有无比巨大的通信容量，预计光通信的容量可以达到40Tb/s，并且和其他通信手段相比，具有无与伦比的优越性，未来有线传输一定会更多的采用光纤进行信息传递。
近几年以来，干线传输、城域网、接入网、以太网、局域网等越来越多的采用了光纤进行传输，光纤到路边FTTC、光纤到大楼FTTB、光纤到户FTTH、光纤到桌面FTTD 正在不断的发展，光接点离我们越来越近。
在每个光接点上，都需要一个光纤收发模块，模块的接收端用来将接收到的光信号转化为电信号，以便作进一步的处理和识别。
模块的发射端将需要发送的高速电信号转化为光信号，并耦合到光纤中进行传输，发射端需要一个高速驱动电路和一个发射光器件，发射光器件主要有发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）。
LED 和LD 的驱动电路有很大的区别，常用的半导体激光器有FP、DFB 和VCSEL 三种。
WTD光模块通常所用发射光器件为FP 和DFB 激光器。
2. 半导体激光器半导体激光器作为常用的光发射器件，其体积小、高频响应好、调制效率高、调谐方便，且大部分激光器无需制冷，是光纤通信系统理想的光源。
激光器有两种基本结构类型：（1）边缘发射激光器，有FP（Fabry-Perot）激光器和分布反馈式（DFB）激光器。
FP激光器是应用最广的一种激光器，但是其噪声大，高频响应较慢，出光功率小，因此FP 激光器多用于短距离光纤通信。
基于PID算法的高稳定性DFB激光器温度控制器
基于PID算法的高稳定性DFB激光器温度控制器李培【摘要】针对分布反馈式(DFB)激光器的输出波长和发光功率受其工作温度影响的问题,利用微型控制器TMS320LF28335设计并研制了高稳定性DFB激光器温度控制器;硬件电路主要包括TEC控制模块、温度信号采集模块和电流信息采集模块,采用数字离散化的Ziegler-Nichols比例-积分-微分(PID)控制算法,减少了温度的超调量,提高了该系统的稳定性,利用该温度控制系统,对中心波长为1.742 μm的DFB激光器进行了温度控制测试;实验证明该系统的控制精度为±0.05℃,温度控制范围为5～60℃,并在长时间(220min)运行中,DFB激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2014(022)004【总页数】3页(P1111-1113)【关键词】分布反馈式激光器;高稳定性;温度控制器;PID算法【作者】李培【作者单位】郑州旅游职业学院信息工程系,郑州 450009【正文语种】中文【中图分类】TP2710 引言近年来DFB半导体激光器以其优异的单色性和准直性在近红外气体浓度检测领域得到广泛的应用［1-4］。
由于DFB激光器的工作温度变化会影响激光器内部材料的折射率，改变谐振腔长度，进而使其输出波长发生漂移，典型值为0.3～0.4 n m／℃［5-6］。
此外，DFB激光器的工作温度对其输出光功率也会造成一定的影响。
因此在近气体检测领域中，为了提高气体浓度检测的精确度，延长DFB激光器工作寿命，对其进行温度控制是十分必要的。
在DFB激光器商品化温度控制器方面，国外厂商如ILX Light wave，Thorlabs和 Newport，国内研制DFB激光器温度控制器以温州上通仪表公司为代表［7-10］。
以上DFB激光器温度控制器的长期稳定度最优性能仅仅为±0.1℃，不能满足气体浓度高检测精度的要求，设计了高稳定性DFB激光器温度控制器，实验表明该温度控制器具有良好的实用价值。
DFB激光器调研报告
DFB激光器调研报告
首先，DFB激光器具有较窄的输出光谱，高的光谱纯度和较高的单模光输出功率。
这使得DFB激光器在光通信领域有着广泛的应用。
DFB激光器可用于光纤通信系统中作为光源，其稳定的单模输出和窄带宽特性使其成为光纤通信系统中的理想选择。
此外，由于DFB激光器具有较高的光功率和较窄的光谱带宽，因此可在光纤通信系统中实现远距离传输。
其次，DFB激光器还广泛应用于光纤传感技术中。
光纤传感器用于测量各种物理量，如温度、压力、形变等。
DFB激光器在光纤传感器中作为光源，通过测量激光的频率或相位变化来获得待测物理量的信息。
由于DFB激光器具有较高的频率稳定性和较窄的光谱带宽，因此能够实现高精度的光纤传感测量。
此外，DFB激光器还可应用于光存储器件和光开关等光学器件中。
在光存储器件中，DFB激光器作为激发源，通过控制激光的开关来实现光存储和读取。
在光开关中，DFB激光器具有高速开关速度和低驱动电压的特点，能够实现高速光信号的开关和调制。
此外，DFB激光器还可以在医疗领域中应用。
例如，在激光医学中，DFB激光器可用于激光手术、激光治疗等。
激光手术利用DFB激光器的高功率和单模输出特性，实现对组织的高精度切割和照射。
激光治疗则利用DFB激光器的特定波长来对病变组织进行照射和治疗，以实现治疗效果。
综上所述，DFB激光器在实际工程中有着广泛的应用。
其主要应用于光通信、光纤传感、光存储器件、光开关和激光医疗等领域。
随着光电子技术的进步和应用需求的增加，DFB激光器未来的应用前景将更加广阔。
硅光模块解决方案(3篇)
第1篇 一、引言 随着互联网、大数据、云计算等技术的飞速发展，数据中心对网络带宽的需求日益增长。传统的铜缆传输技术已经无法满足高速、大容量数据传输的需求，而硅光模块凭借其高速、低功耗、高密度等优势，成为数据中心网络升级的关键技术。本文将介绍硅光模块的解决方案，包括硅光模块的类型、关键技术、应用场景及发展趋势。
二、硅光模块类型 1. 发射器（Emitter） 发射器是硅光模块的核心部件，负责将电信号转换为光信号。根据光源类型，发射器主要分为以下几种：
（1）LED发射器：采用LED作为光源，具有成本低、功耗低、寿命长等优点，但传输速率较低。
（2）激光发射器：采用激光作为光源，具有高速、低功耗、高稳定性等优点，是目前主流的硅光模块发射器。
2. 接收器（Receiver） 接收器负责将光信号转换为电信号。根据光接收器类型，接收器主要分为以下几种： （1）光电二极管（PD）接收器：采用光电二极管作为光接收器件，具有响应速度快、线性度好等优点。
（2）雪崩光电二极管（APD）接收器：采用雪崩光电二极管作为光接收器件，具有高灵敏度、高增益等优点。
3. 光学芯片（Optical Chip） 光学芯片是实现硅光模块功能的关键部件，主要包括光放大器、光调制器、光开关等。根据功能，光学芯片主要分为以下几种：
（1）光放大器：用于提高光信号的强度，满足长距离传输需求。 （2）光调制器：用于实现电信号与光信号的转换，实现高速数据传输。 （3）光开关：用于实现光信号的转发、路由等功能。 4. 光学封装（Optical Packaging） 光学封装是将硅光模块中的各个部件进行封装，以保证模块的稳定性和可靠性。根据封装形式，光学封装主要分为以下几种：
（1）PLC封装：采用PLC（Planar Lightwave Circuit）技术，具有成本低、易于集成等优点。
（2）激光器封装：采用激光器封装技术，具有高速、低功耗、高稳定性等优点。 三、硅光模块关键技术 1. 高速光电转换技术 高速光电转换技术是硅光模块的核心技术之一，主要包括高速光发射器、高速光接收器、高速光调制器等。目前，高速光电转换技术已达到100Gbps甚至400Gbps的传输速率。
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可调谐分布反馈式半导体激光器模块使用说明
1．基本构成
本模块以NEC 四波可调谐半导体激光器（NX8570系列）为核心，配以可调恒流源电路、可调谐自动温度控制电路以及相应的保护电路组成。
功率与波长调节方式采用电位器调整方式，全量程范围内模拟连续可调。
对应的工作状态指示灯标识当前温度与功率工作状态是否正常（常亮正常）。
光纤输出口与电源线引出口未做固化处理，预留四方向可调节口可供客户使用时根据需要进行相应地调整。
2．技术指标（NEC NX8570）
3．波长与功率标定（出厂设置）Table.A 四波长标定值
参数
最小值典型值最大值单位输出光功率
20--mW 峰值波长
1530ITU-T 1609nm 波长稳定性
-20-+20pm 光谱线宽
-12MHz 边模抑制比
3545dB 相对强度噪声
---150dB/Hz输出隔离度
30--dB 偏振消光比
20--dB 校准波长
1547.72/1549.32/1550.92/1552.52nm 校准功率偏差
--0.01dB 功率调节范围
0-20mW 波长调节范围@1547.72nm
-0.4-+0.4nm 波长调节范围@1549.32nm
-0.4-+0.4nm 波长调节范围@1550.92nm
-0.2-+0.2nm 波长调节范围@1552.52nm
-0.4-+0.4nm 输出光纤准直方式
慢轴准直输出尾纤
Fujikura PMF 9/125Panda 外层900um 套管保护输出连接器
FC/PC慢轴对准电源供电
DC +5VGND 双绞线工作温度
0-+50℃储存温度
-20-+70℃散热方式
壳体顶面传导散热安装方式4角均布4mm 机械固定通孔
型号波长(nm
波长范围(nm光功率(dBm最大功率(dBmLSM-DFB-15471547.7190 >+/-0.413.02>13LSM-DFB-1549
1549.3210>+/-0.413.02>13
*其中激光器由于其工作在低温状态下，启动时间略长约为1-2s ，室温启动下启动电流约为1.3-1.5A 。
Figure.A 四波长标定图谱
4．调整方法
模块侧面板预留波长与功率调整端，出厂时以调整至最佳工作状态，实际使用中可以进行微调。
操作方法为，
①功率调节：
绿色指示灯相邻的电位器调节旋钮为功率调节旋钮。
顺时针调节电位器光功率减小，逆时针调节电位器功率增加。
②波长调节：
红色指示灯相邻的电位器调节旋钮为波长调节旋钮。
顺时针调节电位器波长向短波方向移动，逆时针调节电位器波长向长波方向移动。
红灯常亮表示波长锁定在
设定工作点，闪烁或灭则波长未锁定或锁定状态不稳定，此时往往会伴随电流跳动或电流过大，应及时检查故障原因。
LSM-DFB-1550
1550.9190>+/-0.213.01>13LSM-DFB-15521552.5220>+/-0.413.02>13
*实际操作中建议配合光谱仪与功率计进行调整，操作前后记录下当前设定的测量值。
5. 外形轮廓
6. 注意事项
5.1激光器为静电敏感器件，操作模块时请务必采取必要的静电保护装置，静电保护装置需良好接地，避免静电损坏器件！！！
5.2本产品需外接直流电源，外接电源需有浪涌保护、瞬态过压与过流保护措施。
5.3激光器长期工作时，需外部提供良好的散热通道，若条件不具备的情况下，需仔细考虑安装方式与散热面的接触面积等因素，尽量为激光器提供一个良好的热工作环境。
5.4本产品为红外高功率辐射产品，使用中切勿目视激光器输出，且操作过程中不要对准裸露皮肤以免造成灼伤！！
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