CN210120561U - 发射光功率监测电路、装置及光模块 - Google Patents

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庄礼杰
王侃
王彦伟
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Abstract

本实用新型提供了一种发射光功率监测电路、装置及光模块，所述电路包括：光发射电路、光监测电路、功率监测单元、参考电压电路及反偏电路；其中，所述参考电压电路，用于施加参考电压；所述反偏电路，用于施加反偏电压；所述光发射电路，用于向所述光监测电路输出光能；所述光监测电路，用于接收所述光发射电路输出的光能，并将所述光能转化为背光电流；所述功率监测单元，用于监测所述光监测电路的电接收端以获取监测电压，并根据所述监测电压、反偏电压及参考电压得到所述背光电流的电流值。本实用新型还提出一种发射光功率监测装置及光模块，本实用新型简化了现有的发射光功率监测电路，布线容易，元器件少，耗能低。

Description

发射光功率监测电路、装置及光模块
技术领域
本实用新型涉及光功率监测技术领域，尤其涉及一种发射光功率监测电路、装置及光模块。
背景技术
目前，在光模块内部，激光器的发射光功率的监测，一般采用与激光器相配对的背光二极管产生的光电流来进行监测，光电流越大，表示激光器的发射光功率越大。监测设计的精度一般决定于背光二极管的硬件连接方式，一般有如下几种：①二极管阴极上拉VCC，阳极外接；②二极管阳极下接地，阴极外接；③二极管阴极与阳极均外接；④二极管阴极下接地。
在上述的四种连接方式中，对于前三种，背光二极管均可以直接连接到激光器驱动芯片的输入端口上，而第四种不能直接连接，需要采用一些手段间接连接。目前采用对管镜像的方法，但对管的封装一般是2*2的尺寸，还需要附加的电阻。上述背光二极管阴极接地的光组件，一般用在电调制光模块中，这种模块的电路复杂，元器件多，布板困难，因而缺少一种元器件少、占用板面空间少的设计方案。
上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种，旨在解决发射光功率监测电路二极管阴极下接地方式电路复杂元器件多的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种发射光功率监测电路，所述电路包括：光发射电路、光监测电路、功率监测单元、参考电压电路及反偏电路；所述光发射电路的输出端和所述光监测电路的光接收端耦合，所述光监测电路的输出端和所述反偏电路的输入端连接，所述光监测电路的电接收端和所述参考电压电路的输出端及所述功率监测单元的监测端连接，其中，
所述参考电压电路，用于向所述光监测电路的电接收端施加参考电压；
所述反偏电路，用于向所述光监测电路的输出端施加反偏电压；
所述光发射电路，用于向所述光监测电路输出光能；
所述光监测电路，用于接收所述光发射电路输出的光能，并将所述光能转化为背光电流；
所述功率监测单元，用于监测所述光监测电路的电接收端以获取监测电压，并根据所述监测电压、所述反偏电压及所述参考电压得到所述背光电流的电流值。
优选地，所述光发射电路包括激光器驱动单元、激光器及光学组件；其中，
所述激光器驱动单元的控制端和所述激光器的受控端连接，所述激光器的输出端和所述光学组件的输入端连接，所述光学组件的输出端和所述光监测电路耦合。
优选地，所述光监测电路包括背光二极管及第二电阻；其中，
所述背光二极管的光接收端和所述光发射电路的输出端耦合，所述背光二极管的阴极接地，所述背光二极管的阳极和所述反偏电路的输入端连接；所述第二电阻的第一端和所述背光二极管的阳极连接，所述第二电阻的第二端和所述参考电压电路的输出端及所述功率监测单元的监测端连接。
优选地，所述参考电压电路包括参考电压单元及第三电阻；其中，
所述第三电阻的第一端和所述参考电压单元的输出端连接，所述第三电阻的第二端和所述第二电阻的第二端连接，所述第三电阻的第二端还和所述功率监测单元的监测端连接。
优选地，所述反偏电路包括电荷泵及第一电阻；其中，
所述第一电阻的第一端和所述背光二极管的阳极及所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端和所述电荷泵的输出端连接。
此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种发射光功率监测装置，所述装置包括如上所述的发射光功率监测电路。
此外，为实现上述目的，本实用新型还提出一种光模块，其特征在于，所述光模块包括如上所述的发射光功率监测电路，或者如上所述的发射光功率监测装置。
本实用新型提供了一种发射光功率监测电路、装置及光模块，所述电路包括：光发射电路、光监测电路、功率监测单元、参考电压电路及反偏电路；其中，所述参考电压电路，用于向所述光监测电路的电接收端施加参考电压；所述反偏电路，用于向所述光监测电路的输出端施加反偏电压；所述光发射电路，用于向所述光监测电路输出光能；所述光监测电路，用于接收所述光发射电路输出的光能，并将所述光能转化为背光电流；所述功率监测单元，用于监测所述光监测电路的电接收端以获取监测电压，并根据所述监测电压、所述反偏电压及所述参考电压得到所述背光电流的电流值。本实用新型通过设置如上所述的电路简化了现有技术的电路，元器件数量少，增加布板便利性，拓展了背光电流动态监测范围。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型发射光功率监测电路的功能模块图；
图2为本实用新型发射光功率监测电路的电路示意图；
标号 名称 标号 名称
100 光发射电路 LDD 激光器驱动单元
200 光监测电路 101 激光器
300 功率监测单元 102 光学组件
400 参考电压电路 401 参考电压单元
500 反偏电路 501 电荷泵
GND 接地端 D1 背光二极管
R1～R3 第一至第三电阻
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种发射光功率监测电路。
参照图1至图2，图1为本实用新型发射光功率监测电路第一实施例的功能模块图；图2为本实用新型发射光功率监测装置第一实施例的电路结构示意图；
所述电路包括：光发射电路100、光监测电路200、功率监测单元300、参考电压电路400及反偏电路500；所述光发射电路100的输出端和所述光监测电路200的光接收端耦合，所述光监测电路200的输出端和所述反偏电路500的输入端连接，所述光监测电路200的电接收端和所述参考电压电路的输出端及所述功率监测单元的监测端连接。
所述光发射电路100，用于向所述光监测电路200输出光能。
所述光发射电路100包括激光驱动单元LDD(Laser Diode Driver)、激光器101及光学组件102；所述激光驱动单元LDD的控制端和所述激光器101的受控端连接，所述激光器101的输出端和所述光学组件102的输入端连接，所述光学组件102的输出端和所述光监测电路200耦合。
需要说明的是，所述光发射电路中激光器101的类型，本实施例中不对此限制。在本实施例中，所述光学组件102为滤光片，所述滤光片为9:1，可将10％的激光反射给所述光监测电路200。
所述光监测电路200，用于接收所述光发射电路100输出的光能，并将所述光能转化为背光电流；
所述光监测电路包括背光二极管D1及第二电阻R2；所述背光二极管D1的光接收端和所述光发射电路100的输出端耦合，所述背光二极管D1的阴极接地，所述背光二极管D1的阳极和所述反偏电路500的输入端连接；所述第二电阻R2的第一端和所述背光二极管D1的阳极连接，所述第二电阻R2的第二端和所述参考电压电路400的输出端及所述功率监测单元300的监测端连接。
需要说明的是，本实用新型中，背光二极管D1阴极接地，需要通过外置电阻将背光二极管D1的光电流转换为正电压而进行监测。为使所述背光二极管D1有负偏压工作，需要在阳极上加一个负电压，因此在所述背光二极管D1的阳极连接所述反偏电路500。
所述反偏电路500，用于向所述光监测电路200的输出端施加反偏电压。
所述反偏电路500包括电荷泵501及第一电阻R1；所述第一电阻R1的第一端和所述背光二极管D1的阳极及所述第二电阻R2的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端和所述电荷泵501的输出端连接。
需要说明的是，本实施例中所述反偏电压为-3.3V，所述电荷泵501生成负压，使所述背光二极管D1进行反偏。所述光监测电路200的输出端连接所述反偏电路400，背光电流流向所述反偏电路400。
所述参考电压电路400，用于向所述光监测电路200的电接收端施加参考电压。
所述参考电压电路400包括参考电压单元401及第三电阻R3；所述第三电阻R3的第一端和所述参考电压单元401的输出端连接，所述第三电阻R3的第二端和所述第二电阻R2的第二端连接，所述第三电阻R3的第二端还和所述功率监测单元300的监测端连接。
需要说明的是，所述参考电压单元401用于发出参考电压VREF，所述参考电压单元401可以为CPU的一部分，通过端口连接到电路中，向所述光监测电路200施加预设的参考电压VREF。具体设置的数值可根据实际情况进行设置，本申请不对此进行限制。所述参考电压单元401输出的参考电压在监测过程中保持不变，电流经所述第三电阻R3流入所述光监测电路200。
所述功率监测单元300，用于监测所述光监测电路200的电接收端以获取监测电压VADC，并根据所述监测电压VADC、所述反偏电压及所述参考电压VREF得到所述背光电流的电流值。
需要说明的是，由于所述背光二极管D1的阳极连接负电压，所以不能直接监测，需通过电流分流的方式实现；其中，所述背光二极管D1的输出电路为主动电流端，而外置电路的生成电流为被动电流端，其被动电流端受到主动电流端的影响，通过合理设置外置电路的的电阻值，可以实现较大动态范围的响应的主动电流端的变化。
需要说明的是，对于所述发射光功率监测电路中的电阻，可根据每一种电调制光组件工作时输出的背光电流的范围，而设置所述电阻的阻值，以满足工作需求，本实用新型不对此加以限制。
需要说明的是，所述功率监测单元的端口为激光器驱动芯片内部的ADC端口，或CPU上的ADC端口，所述功率监测单元可以为所述激光器驱动芯片或CPU的一部分，用于获取所述监测电压VADC，并通过所述监测电压VADC获取到背光电流的值。通过背光电流即可反映出激光器的发射光功率，一般监测背光电流来监测激光器的发射光功率。
本实施例通过设置光发射电路100、光监测电路200、功率监测单元300、参考电压电路400及反偏电路500；其中，所述参考电压电路400，用于向所述光监测电路200的电接收端施加参考电压VREF；所述反偏电路500，用于向所述光监测电路200的输出端施加反偏电压；所述光发射电路100，用于向所述光监测电路200输出光能；所述光监测电路200，用于接收所述光发射电路100输出的光能，并将所述光能转化为背光电流；所述功率监测单元300，用于监测所述光监测电路200的电接收端以获取监测电压VADC，并根据所述监测电压VADC、所述反偏电压及所述参考电压VREF得到所述背光电流的电流值。本实用新型通过设置如上所述的电路简化了现有的光功率监测电路，元器件数量少，布板便利，拓展了背光电流动态监测范围。
本实用新型还提出一种发射光功率监测装置，由于本装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本实用新型还提出一种光模块，由于本光模块采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本实用新型的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本实用新型对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本实用新型的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种发射光功率监测电路，其特征在于，所述电路包括：光发射电路、光监测电路、功率监测单元、参考电压电路及反偏电路；所述光发射电路的输出端和所述光监测电路的光接收端耦合，所述光监测电路的输出端和所述反偏电路的输入端连接，所述光监测电路的电接收端和所述参考电压电路的输出端及所述功率监测单元的监测端连接，其中，
所述参考电压电路，用于向所述光监测电路的电接收端施加参考电压；
所述反偏电路，用于向所述光监测电路的输出端施加反偏电压；
所述光发射电路，用于向所述光监测电路输出光能；
所述光监测电路，用于接收所述光发射电路输出的光能，并将所述光能转化为背光电流；
所述功率监测单元，用于监测所述光监测电路的电接收端以获取监测电压，并根据所述监测电压、所述反偏电压及所述参考电压得到所述背光电流的电流值。
2.如权利要求1所述的发射光功率监测电路，其特征在于，所述光发射电路包括激光器驱动单元、激光器及光学组件；其中，
所述激光器驱动单元的控制端和所述激光器的受控端连接，所述激光器的输出端和所述光学组件的输入端连接，所述光学组件的输出端和所述光监测电路耦合。
3.如权利要求2所述的发射光功率监测电路，其特征在于，所述光监测电路包括背光二极管及第二电阻；其中，
所述背光二极管的光接收端和所述光发射电路的输出端耦合，所述背光二极管的阴极接地，所述背光二极管的阳极和所述反偏电路的输入端连接；所述第二电阻的第一端和所述背光二极管的阳极连接，所述第二电阻的第二端和所述参考电压电路的输出端及所述功率监测单元的监测端连接。
4.如权利要求3所述的发射光功率监测电路，其特征在于，所述参考电压电路包括参考电压单元及第三电阻；其中，
所述第三电阻的第一端和所述参考电压单元的输出端连接，所述第三电阻的第二端和所述第二电阻的第二端连接，所述第三电阻的第二端还和所述功率监测单元的监测端连接。
5.如权利要求4所述的发射光功率监测电路，其特征在于，所述反偏电路包括电荷泵及第一电阻；其中，
所述第一电阻的第一端和所述背光二极管的阳极及所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端和所述电荷泵的输出端连接。
6.一种发射光功率监测装置，其特征在于，所述发射光功率监测装置包括如权利要求1～5任一项所述的发射光功率监测电路。
7.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括如权利要求1～5任一项所述的发射光功率监测电路，或者如权利要求6所述的发射光功率监测装置。
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