發布日期：2022-10-09 點擊率：56
【導讀】以高信息速率將激光驅動器電路與可工業訪問的激光二極管接口連接可能會造成混亂和困惑。本應用筆記旨在快速解決這一主題，目的是為光學系統愛好者提供有用的參考，這將使此過程更容易執行。
以高信息速率將激光驅動器電路與可工業訪問的激光二極管接口連接可能會造成混亂和困惑。本應用筆記旨在快速解決這一主題，目的是為光學系統愛好者提供有用的參考，這將使此過程更容易執行。
激光接口難題的三個主要部分包括：（1）激光驅動器的輸出電路；（2）激光二極管的電氣特性；（3）它們之間的接口（通常使用印刷電路板實現） ）。在本應用筆記中，首先將分別討論激光二極管和激光驅動器的特性，然后將它們組合在一起以檢查印刷電路板的接口。此外，還合并了一個精簡區域，該區域概述了各種基本界面問題的可能答案。
激光二極管的特性
通常，只有當激光電流高于其閾值時，相干光輸出才能在半導體激光二極管中生成并保持。對于快速開關操作，通常的做法是將激光二極管偏置到略高于閾值的水平，以避免導通和關斷延遲。激光的光輸出取決于驅動電流幅度以及激光二極管的電流到光的轉換效率或斜率效率。
閾值電流和斜率效率都與激光結構，制造工藝，制造材料和工作溫度密切相關。圖1表示典型激光二極管的電壓-電流特性和光輸出-驅動電流關系。
激光驅動器輸出結構
激光驅動器的主要功能是為激光二極管的偏置和調制提供適當的電流（圖2）。偏置是恒定電流，它將激光二極管的工作范圍推到其閾值之外，并進入線性區域。
調制是與輸入電壓波形同步打開和關閉的交流電。理想情況下，偏置電流應跟蹤閾值電流的變化，而調制電流應跟蹤斜率效率的變化。
重要的是要在激光二極管的陰極處保持恒定的阻抗，以使高速輸出電路上的負載與頻率的關系保持穩定。輸出電路上不穩定的負載會引起反射，振鈴等，這會降低光波形的質量。與偏置電流源相關的并聯電容產生的阻抗（ZBIAS）是頻率的函數。為了最小化此阻抗變化的影響，通常在激光二極管的陰極和偏置電路之間連接一個外部隔離電感器（或鐵氧體磁珠）。該電感器對直流偏置電流沒有影響，但對調制電流表現為高阻抗。
調制電流的大小由外部電阻器RMOD確定（圖3）。該電阻器控制與差分輸出級相關的電流源。激光驅動器的輸出連接到輸出級晶體管的集電極。在大多數情況下，與集電極開路輸出一起使用的上拉組件（電阻或電感器）在激光驅動器的外部。
結論
如果對激光二極管的特性和激光驅動器的輸出結構進行了很好的探索，則使激光驅動器與激光二極管的接口連接變得更加容易。本文檔介紹了一些步驟或過程，可以以更簡單的方式執行此接口。討論了交流耦合和直流耦合，并提供了故障排除方案。
（來源：Maxim）
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