CN117459149B - 一种探测转换电路及高速光通信芯片用激光器的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种探测转换电路及高速光通信芯片用激光器的控制系统，所述激光器的控制系统包括探测转换电路、探测光电二极管MPD、自动光功率控制环路和自动消光比控制环路，所述探测光电二极管MPD用于电流信号并输出至探测转换电路，所述探测转换电路用于探测激光器的光功率并转换为电压信号输出至自动光功率控制环路和自动消光比控制环路。本发明探测转换电路可以适配市面上不同种类的探测光电二极管MPD，同时该电路能给MPD提供偏压稳定，还能保证到TIA前任意节点都有足够的带宽，确保MPD反馈的信号稳定，且不被衰减，大大提升了高速光通信芯片用激光器的控制系统的精度，具有较好的实用性。

Description

一种探测转换电路及高速光通信芯片用激光器的控制系统

技术领域

本发明属于高速光通信的技术领域，具体涉及一种探测转换电路及高速光通信芯片用激光器的控制系统。

背景技术

在高速光通信中激光器发出的光信号强度决定了信号的质量和传输距离，可由平均光功率加消光比进行描述。由于平均光功率以及消光比会时刻受到温度等外界因素的影响。为了确保输出的光信号强度不会受到上述因素的影响，需要在高速光通信激光器的驱动芯片内设计自动平均光功率以及自动消光比控制系统，以确保输出光信号强度在各种条件下始终自动维持稳定。下面对这两个系统的原理进行描述。

为了方便远距离传输，激光器发射的光信号多为2进制，如图1所示，光信号中强光功率P1代表逻辑1，弱光功率P0代表逻辑0。P1是由流经激光器的强电流I1产生，P0则是由流经激光器的弱电流I0产生，消光比ER就是P1和P0的比值。平均光功率Pavg是P1和P0的中值，平均电流Iavg是I1和I0的中值。以下公式(1)、公式(2)描述了Pavg，P0，P1的关系以及消光比。

(1)

(2)

如图1所示，Ith是激光器阈值电流，当电流大于Ith后才会产生光功率。如果电流和功率比率为K，其关系式满足P=K*(I-Ith）。由于Ith比较小，通常可以忽略得关系式为P=K*I。激光器输出的光功率强度与其流过的电流大小成正比，因此其输出的平均光功率强度与其平均电流大小成正比。如图2所示，激光器输出光功率P随流经电流I的增减而单调增加或减少。同时随着温度增加，激光器的功率电流之比，P/I曲线的斜率减小。为了在升温后保证稳定的输出平均光功率Pavg，需要将平均电流从Iavg增加到Iavg’。因此在外界因素变化的情况下，激光器驱动芯片可以通过调整平均电流Iavg保证输出的平均光功率Pavg稳定。

由于真实的P/I曲线函数不是完全线性的关系，该曲线的各区间也会随着温度等因素产生斜率的变化，因此假设在I0，I1和Iavg都不变的情况下，在不同温度下会产生不同大小的P0和P1。由于平均光功率Pavg维持不变，输出信号的消光比P1/P0产生的变化就导致了输出光信号幅度的改变。如图3所示，P/I曲线由于温度变化，在I0和I1电流不变的情况下消光比从P1/P0改变为P1’/P0’。同理，受到外界因素的影响，为了保证消光比的不变，需要调整I0和I1的大小来实现。

在高速光通信的激光器驱动器芯片中，Iavg由直流偏执电流Ibias决定，I0和I1则由被交流信号调制的电流Imod决定。如图4所示，通过控制Ibias以及Imod电流大小就可以实现Iavg以及I0，I1的控制，因此也就控制了平均光功率Pavg以及消光比ER。

为了保证所有温度，电压等条件下激光器输出光信号的状态，即平均功率Pavg和消光比ER维持不变，因此在高速光通信激光器驱动芯片中需要以上述理论为基础，设计一套负反馈环路电路系统，通过设置参考值反馈调节Ibias和Imod的大小，来最终实现自动控制的目的。通常设置自动调节Ibias的系统叫做自动平均功率APC控制系统，而自动调节Imod的系统叫做自动消光比AER控制系统。在反馈电路中，APC和AER系统通常共用相同的探测转换电路，由探测光电二极管MPD以及后续电路组成。

通常对于带有APC加AER的系统的反馈监控电路，需要采用跨阻放大器TIA进行电流到电压的转换。探测光电二极管MPD探测到激光器发出的光信号后输出电流信号。接着由后续的采样电阻或者跨阻放大器转换为电压信号后，再专递给APC和AER系统进行处理。对于只有APC系统的电路通常采样电阻即可，而对于同时既有APC又有AER系统的电路，则必须考虑到带宽对于信号的衰减影响。

综上所述，在设计APC加AER反馈探测转换电路的时候，需要考虑以下问题：

①市面上MPD的种类分为共阴和共阳两种类型，即一种是MPD阳极接地或者阴极接电源。因此，反馈电路需要考虑到MPD可能出现的两种类型，并通过配置进行切换。

②MPD反偏的电压需要比较稳定，这样才能确保稳定的监控电流输出，因此无论MPD以及电路配置是什么类型，反馈电路必须给MPD提供稳定的反偏电压。

③不管MPD和配置电路采用什么类型，在反馈电路到TIA这一路都需要提供足够的带宽，确保转换前的信号在到达TIA之前各个节点都不会被衰减。

发明内容

本发明的目的在于提供一种探测转换电路及高速光通信芯片用激光器的控制系统，旨在解决上述的问题。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种探测转换电路，包括跨阻放大器TIA以及运算放大器OP2和OP3，PMOS管P1、P2和P3，NMOS管N1，电容C1、C2、C3和C4，电阻R1、R2和R3，开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7和SW8，电压源Vref2，电流源Ix和Iy；所述跨阻放大器TIA包括运算放大器OP1、电阻Rf和电压源Vref1；

电源电压VDD分别与PMOS管P1、P2的源极以及开关SW5连接，所述开关SW5分别与PMOS管P1、P2的栅极连接；PMOS管P1、P2的漏极分别与NMOS管N1的漏极、PMOS管P3的源极连接，所述PMOS管P1的栅极与漏极之间设置有开关SW4；所述运算放大器OP3的同向输入端通过电阻R3与PMOS管P1的栅极连接，且反向输入端通过电阻R2与PMOS管P3的源极连接，且输出端分别与开关SW3、电容C3和PMOS管P3的栅极连接，所述电阻R3与电容C4连接，且电容C3和电容C4接地，开关SW3与电源电压VDD连接；

所述运算放大器OP2的同向输入端与电压源Vref2连接，且反向输入端通过电阻R1与NMOS管N1的源极连接，且输出端分别与电容C2、开关SW2和NMOS管N1的栅极连接，所述电容C2、开关SW2分别接地；所述NMOS管N1的源极通过开关SW6与电流源Ix连接；输入接口分别与NMOS管N1的源极和开关SW6连接，所述NMOS管N1的源极和PMOS管P3的漏极之间设置有开关SW1；

所述运算放大器OP1的反向输入端分别与开关SW7、开关SW8和PMOS管P3的漏极连接，且同向输入端与电压源Vref1连接，所述开关SW7、开关SW8分别与电流源Iy和电容C1连接，所述电压源Vref1、电压源Vref2、电流源Ix、电流源Iy和电容C1分别接地；所述运算放大器OP1的输出端与反向输入端之间设置有电阻Rf。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述电流源Ix和电流源Iy的电流一致，所述PMOS管P1和PMOS管P2的大小一致。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述电压源Vref1和电压源Vref2的电压分别通过寄存器调节。

为了更好地实现本发明，进一步地，输入接口与探测光电二极管MPD连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，针对漏接模式，MPD的阴极接电源，且阳极接输入接口，对共阴极MPD进行的配置：所述开关SW1、SW2、SW3和SW5闭合，开关SW2、SW4、SW6、SW7和SW8打开；MPD的电流Impd直接通过闭合的开关SW1流入跨阻放大器TIA实现电流到电压的转化；另外由于开关SW2、SW3和SW5闭合，所述NMOS管N1以及PMOS管P1、P2和P3均处于关闭状态，不会对MPD的电流Impd进行分流，确保电流Impd完全流入跨阻放大器TIA。

为了更好地实现本发明，进一步地，针对源接模式，MPD的阳极接地，且阴极接输入接口，对共阳极MPD进行的配置：所述开关SW2，SW4、SW6、SW7和SW8闭合，且开关SW1、SW2、SW3和SW5打开；将SW1打开以后，SW1方向为高阻，因此MPD的电流Impd将不会通过SW1产生分流；同时电流Impd通过高速电流镜进行1比1地进行无损复制，最终完成复制的Impd电流流入跨阻放大器TIA被转换为高速电压信号输出。

为了更好地实现本发明，进一步地，电压源Vref2的反馈电路的节点A的阻抗，PMOS管P1形成的二极管连接的阻抗和PMOS管P3源极阻抗均小于跨阻放大器TIA的输入阻抗。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种高速光通信芯片用激光器的控制系统，包括上述的探测转换电路，还包括探测光电二极管MPD、自动光功率控制环路和自动消光比控制环路，所述探测光电二极管MPD用于电流信号并输出至探测转换电路，所述探测转换电路用于探测激光器的光功率并转换为电压信号输出至自动光功率控制环路和自动消光比控制环路；所述自动光功率控制环路用于控制激光器的偏执电流Ibias，实现激光器输出平均光功率的调节；所述自动消光比控制环路用于控制激光器的调制电流Imod，实现激光器输出光信号的消光比的调节。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明探测转换电路可以适配市面上不同种类的探测光电二极管MPD，同时该电路能给MPD提供偏压稳定，还能保证到TIA前任意节点都有足够的带宽，确保MPD反馈的信号稳定，且不被衰减，能大大提升高速光通信芯片用激光器的控制系统的精度，具有较好的实用性；

(2)针对源接模式，本发明设计的转换电流镜实行1比1转换，从反馈输入接口到TIA输入点一共存在4个节点（A点-D点）。本发明确保了这4个节点的阻抗都比较低，这样就能保证反馈电流信号在流入TIA的时候基本没有衰减，具有较好的实用性；

(3)本发明的探测转换电路满足了不同MPD类型应用的同时，也确保了稳定的MPD偏压以及足够的信号带宽，且一致性较好。同时由于上述条件的满足，使得高速光通信芯片用激光器的控制系统的精度也大大提高，具有较好的实用性。

附图说明

图1为光信号中强光功率与电流的变化曲线；

图2为激光器平均电流、平均光功率在不同温度下的变化曲线；

图3为消光比在不同温度下的变化曲线；

图4为电流Ibias，Imod与平均光功率以及消光比的影响关系原理图；

图5为本发明高速光通信芯片用激光器的控制系统的结构示意图；

图6为本发明探测转换电路的结构图；

图7为漏接模式的电路原理图；

图8为源接模式的电路原理图。

具体实施方式

实施例1：

一种探测转换电路，如图6所示，包括运算放大器OP1、OP2和OP3，PMOS管P1、P2和P3，NMOS管N1，电容C1、C2、C3和C4，电阻R1、R2、R3和Rf，开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7和SW8，电压源Vref1和Vref2，电流源Ix和Iy。其中运算放大器OP1、电阻Rf和电压源Vref1构成跨阻放大器TIA。

电源电压VDD分别与PMOS管P1、P2的源极以及开关SW5连接，所述开关SW5分别与PMOS管P1、P2的栅极连接；PMOS管P1、P2的漏极分别与NMOS管N1的漏极、PMOS管P3的源极连接，所述PMOS管P1的栅极与漏极之间设置有开关SW4；所述运算放大器OP3的同向输入端通过电阻R3与PMOS管P1的栅极连接，且反向输入端通过电阻R2与PMOS管P3的源极连接，且输出端分别与开关SW3、电容C3和PMOS管P3的栅极连接，所述电阻R3与电容C4连接，且电容C3和电容C4接地，开关SW3与电源电压VDD连接；

所述运算放大器OP2的同向输入端与电压源Vref2连接，且反向输入端通过电阻R1与NMOS管N1的源极连接，且输出端分别与电容C2、开关SW2和NMOS管N1的栅极连接，所述电容C2、开关SW2分别接地；所述NMOS管N1的源极通过开关SW6与电流源Ix连接；输入接口分别与NMOS管N1的源极和开关SW6连接，所述NMOS管N1的源极和PMOS管P3的漏极之间设置有开关SW1；

所述运算放大器OP1的反向输入端分别与开关SW7、开关SW8和PMOS管P3的漏极连接，且同向输入端与电压源Vref1连接，所述开关SW7、开关SW8分别与电流源Iy和电容C1连接，所述电压源Vref1、电压源Vref2、电流源Ix、电流源Iy和电容C1分别接地；所述运算放大器OP1的输出端与反向输入端之间设置有电阻Rf。

优选地，其中，电流源Ix和Iy的电流一致。

电压源Vre1和Vref2电压可通过寄存器调节。

PMOS管P1、P2和P3，NMOS管N1，运算放大器OP2和OP3，电阻R1，R2和R3，电容C1、C2、C3和C4，电流源Ix和Iy，电压源Vref2组成高速电流镜（忽略开关）。PMOS管P1和P2的大小一致，用于组成1比1电流镜的基本结构。该高速电流镜用于下述源接模式的配置。

MPD接口（输入接口）通常连接激光器的功率监控二极管MPD，可根据MPD的种类按照下面不同的方案进行连接以及配置。

针对两种MPD类型进行的配置方案，通过开关电路SW1,SW2,SW3,SW4,SW5,SW6,SW7,SW8的组合切换实现。

优选地，如图7所示，配置方案1，也叫做漏接模式，是针对共阴极MPD进行的配置。

方案1或漏接模式中，MPD阴极接电源，阳极接反馈电路输入接口。开关SW1,SW2,SW3，SW5闭合，开关SW2,SW4,SW6,SW7,SW8打开。MPD电流直接通过闭合的SW1流入TIA实现了电流到电压的转化。另外由于SW2,SW3,SW5闭合，N1,P1,P2,P3处于关闭状态，其导通电阻极大，不会对MPD的电路Impd进行分流，确保了Impd完全流入TIA。虚线Impd即为电流流经方向。

在该配置中，MPD的阴极电势由VDD决定，阳极电势由TIA负反馈决定。TIA采用了运放结构，其正端提供的参考电压即MPD阳极电势。因此MPD的电势差为VDD-Vref，可以被准确地设置。在实际设计中，针对不同品牌MPD最佳偏压的不同或需要对光探测响应度进行调节，还可以采用寄存器控制字对Vref的大小进行调节。因此Vref在这里被设计为一个受寄存器控制的可变参考电压源。

另外，由于方案1中，MPD的输入通过开关直接接到TIA输入点，由于TIA输入阻抗较低，阻抗为Rf/Ao（Ao是OP1的开环增益），因此是一个低阻点。其带宽由TIA本身输入阻抗以及MPD的寄生电容决定。因为TIA输入阻抗小，所以输入点带宽较大，配置中信号幅度的损失很小，能大大提升后续APC以及AER系统的精度。

优选地，如图8所示，配置方案2，也叫做源接模式，是针对共阳极MPD进行的配置。

方案2或源接模式中，MPD阳极接到地，阴极接反馈电路输入接口。开关SW2,SW4,SW6,SW7,SW8闭合，开关SW1,SW2,SW3,SW5打开。将SW1打开以后，SW1方向为高阻，因此Impd电流将不会通过SW1产生分流。同时通过组合配置，使得高速电路镜能正常工作。Impd（B点到A点到MPD）在高速电流镜左边完全流通，并在右边1比1地进行无损复制。最终完成复制的Impd电流（C点到D点到TIA）流入TIA被转换为高速电压信号输出。

方案2中，MPD的阳极电势由地决定，其阴极电势由运放以及NMOS管组成的反馈环路的参考电压Vref2决定。其反偏电压为Vref2。和方案1的Vref1一样，针对不同品牌MPD最佳偏压的不同或需要对光探测响应度进行调节，Vref2也设计为寄存器控制的可变参考电压。

方案2的转换电流镜为1比1转换，从反馈输入接口到TIA输入点一共存在4个节点。本专利通过专门的设计，确保了这4个节点的阻抗都比较低，这样就能保证反馈电流信号在流入TIA的时候基本没有衰减。

节点A，是Vref2反馈电路的节点，该节点的阻抗由NMOS的源极阻抗Rs决定。专利中，在方案2配置中始终有一个下拉电流Ix，因此NMOS管以及反馈电路始终导通存在，确保了节点A的阻抗约为1/gm_n1(gm为MOS管的跨导)。档N1大小和Ix电流设置合适的时候，1/gm_n1阻抗较小，在本专利中，只需设计1/gm_n1小于TIA的输投入阻抗即可。在Vref2,OP2,R2,C2,N1,Ix构成的环路中，Vref2为参考电压，C2和OP2节点为环路主极点。另外R1电阻较大，用于产生低通滤波，减少MPD接口的电压进入OP2，对OP2产生调制，从而产生不必要的输出。

节点B，是P1形成的二极管连接。同上，由于Ix始终导通提供电流，因此B点的阻抗也为1/gm_p1。在本专利中，只需调整P1,并设计P1二极管连接阻抗1/gm_p1小于TIA的输投入阻抗即可。

节点C，是电流镜中P2的输出，其1比1复制了流过P1的电流。P2漏极和其连接的P3反馈电路形成了一个低阻点，其大小为P3的源极阻抗Rs,即1/gm_p3。在本专利中，同样只需调整P3,并设计P3的Rs阻抗1/gm_p3小于TIA的输投入阻抗即可。

该P3和R2，R3,C3,C4，Iy以及运放OP3形成的反馈目的是为了确保对电源的两个PMOS管,P1和P2的源漏电压Vds一致，确保了电流镜的精度。始终导通的Iy电流也确保了该节点的阻抗始终存在且基本稳定。另外，在这里Iy=Ix,确保复制的电流在流入TIA的时候完全等于输入的MPD电流。在本环路中，R3,C4为低通滤波，提取P1的Vds电压用作参考。C3和OP3节点是环路主极点。R2电阻较大，用于产生低通滤波，减少MPD接口的电压进入OP3，对OP3产生调制，从而产生不必要的输出。

节点D，是TIA的输入点，该点阻抗和配置方案1中TIA的输入阻抗一致。由于前述3个节点的阻抗远远小于TIA的输入阻抗，因此从输入点到TIA的带宽主要由TIA自身的输入阻抗以及寄生电容决定。由于方案2中高速电流镜隔绝了MPD的寄生电容，因此，为了保证TIA环路的稳定性以及和配置1一样的带宽，需要在配置方案2中补偿一个和MPD寄生电容大小相同的假体电容C1。

方案2的高速电流镜的采用，能确保在精准复制Impd电流的同时，不对信号幅度进行衰减。由于和方案1的带宽一致，因此两种配置流入TIA的电流信号幅度以及强度都能做到很强大一致性。确保了无论采用哪种MPD，都能保证APC加AER的环路都能准确地工作。

本发明可以适配市面上不同种类的探测光电二极管MPD，同时该电路能给MPD提供偏压稳定，还能保证到TIA前任意节点都有足够的带宽，确保MPD反馈的信号稳定，且不被衰减，能大大提升集成APC和AER的系统的精度。

实施例2：

一种高速光通信芯片用激光器的控制系统，如图5所示，包括上述的探测转换电路以及探测光电二极管MPD、自动光功率控制环路和自动消光比控制环路。

所述探测转换电路在环路中的作用是探测激光器的光功率，由探测光电二极管MPD得到电流信号，再精确地，以及无衰减地转换为电压信号输出给自动光功率控制环路和自动消光比控制环路使用。

所述自动光功率控制环路的输入来自探测转换电路产生的高速电压信号，其输出控制激光器偏执电流Ibias，实现激光器输出平均光功率的调节。

所述自动消光比控制环路的输入来自探测转换电路产生的高速电压信号，其输出控制激光器调制电流Imod，实现激光器输出光信号的消光比的调节。

本发明的探测转换电路满足了不同MPD类型应用的同时，也确保了稳定的MPD偏压以及足够的信号带宽，且一致性较好。同时由于上述条件的满足，使得高速光通信芯片用激光器的控制系统的精度也大大提高，具有较好的实用性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种探测转换电路，其特征在于，包括跨阻放大器TIA以及运算放大器OP2和OP3，PMOS管P1、P2和P3，NMOS管N1，电容C1、C2、C3和C4，电阻R1、R2和R3，开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7和SW8，电压源Vref2，电流源Ix和Iy；所述跨阻放大器TIA包括运算放大器OP1、电阻Rf和电压源Vref1；

电源电压VDD分别与PMOS管P1、P2的源极以及开关SW5连接，所述开关SW5分别与PMOS管P1、P2的栅极连接；PMOS管P1、P2的漏极分别与NMOS管N1的漏极、PMOS管P3的源极连接，所述PMOS管P1的栅极与漏极之间设置有开关SW4；所述运算放大器OP3的同向输入端通过电阻R3与PMOS管P1的栅极连接，且反向输入端通过电阻R2与PMOS管P3的源极连接，且输出端分别与开关SW3、电容C3和PMOS管P3的栅极连接，所述电阻R3与电容C4连接，且电容C3和电容C4接地，开关SW3与电源电压VDD连接；

所述运算放大器OP2的同向输入端与电压源Vref2连接，且反向输入端通过电阻R1与NMOS管N1的源极连接，且输出端分别与电容C2、开关SW2和NMOS管N1的栅极连接，所述电容C2、开关SW2分别接地；所述NMOS管N1的源极通过开关SW6与电流源Ix连接；输入接口分别与NMOS管N1的源极和开关SW6连接，所述NMOS管N1的源极和PMOS管P3的漏极之间设置有开关SW1；

所述运算放大器OP1的反向输入端分别与开关SW7、开关SW8和PMOS管P3的漏极连接，且同向输入端与电压源Vref1连接，所述开关SW7、开关SW8分别与电流源Iy和电容C1连接，所述电压源Vref1、电压源Vref2、电流源Ix、电流源Iy和电容C1分别接地；所述运算放大器OP1的输出端与反向输入端之间设置有电阻Rf。

2.根据权利要求1所述的一种探测转换电路，其特征在于，所述电流源Ix和电流源Iy的电流一致，所述PMOS管P1和PMOS管P2的大小一致。

3.根据权利要求1所述的一种探测转换电路，其特征在于，所述电压源Vref1和电压源Vref2的电压分别通过寄存器调节。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种探测转换电路，其特征在于，输入接口与探测光电二极管MPD连接。

5.根据权利要求4所述的一种探测转换电路，其特征在于，针对漏接模式，MPD的阴极接电源，且阳极接输入接口，对共阴极MPD进行的配置：所述开关SW1、SW2、SW3和SW5闭合，开关SW2、SW4、SW6、SW7和SW8打开；MPD的电流Impd直接通过闭合的开关SW1流入跨阻放大器TIA实现电流到电压的转化；另外由于开关SW2、SW3和SW5闭合，所述NMOS管N1以及PMOS管P1、P2和P3均处于关闭状态，不会对MPD的电流Impd进行分流，确保电流Impd完全流入跨阻放大器TIA。

6.根据权利要求4所述的一种探测转换电路，其特征在于，针对源接模式，MPD的阳极接地，且阴极接输入接口，对共阳极MPD进行的配置：所述开关SW2，SW4、SW6、SW7和SW8闭合，且开关SW1、SW2、SW3和SW5打开；将SW1打开以后，SW1方向为高阻，因此MPD的电流Impd将不会通过SW1产生分流；同时电流Impd通过高速电流镜进行1比1地进行无损复制，最终完成复制的Impd电流流入跨阻放大器TIA被转换为高速电压信号输出。

7.根据权利要求6所述的一种探测转换电路，其特征在于，电压源Vref2的反馈电路的节点A的阻抗，PMOS管P1形成的二极管连接的阻抗和PMOS管P3源极阻抗均小于跨阻放大器TIA的输入阻抗。

8.一种高速光通信芯片用激光器的控制系统，包括权利要求1-7任一项所述的探测转换电路，其特征在于，还包括探测光电二极管MPD、自动光功率控制环路和自动消光比控制环路，所述探测光电二极管MPD用于电流信号并输出至探测转换电路，所述探测转换电路用于探测激光器的光功率并转换为电压信号输出至自动光功率控制环路和自动消光比控制环路；所述自动光功率控制环路用于控制激光器的偏执电流Ibias，实现激光器输出平均光功率的调节；所述自动消光比控制环路用于控制激光器的调制电流Imod，实现激光器输出光信号的消光比的调节。