DE10250981A1

DE10250981A1 - Schaltung zur Steuerung von Laserströmen

Info

Publication number: DE10250981A1
Application number: DE10250981A
Authority: DE
Inventors: Karl SCHRÖDINGER; Jürgen Blank
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-19
Also published as: US20040081213A1

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Schaltung geschaffen zur Steuerung von Laserströmen, mit: mehreren Lasertreibern, jeweils zur Einstellung eines Laserstromes; einer ersten Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Grund- und/oder Modulationsstromes der mehreren Lasertreiber und für jeden der Lasertreiber eine weitere Steuerungseinrichtung zum Abgleich des Grund- und/oder Modulationsstromes des jeweils zugeordneten Lasertreibers. Vorzugsweise enthält die erste Steuerungseinrichtung eine Regelungseinrichtung zur Regelung des Grund- und/oder Modulationsstromes. Damit ist eine Schaltung geschaffen, die eine zentrale Regelung bei gleichzeitigem individuellem Abgleich der Laserströme ermöglicht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Steuerung von Laserströmen in parallel optischen Lasertreibern. 1 zeigt eine derartige Schaltung nach dem Stand der Technik. Darin stellt eine Laserregelung mittels eines Referenz-Lasers oder einer Lasersteuerung für alle Lasertreiber des Modules oder ICs über die Stromspiegel T5 und T6 Spannungen U4 bzw. U6 zur Verfügung, welche die Stromquellen aller Lasertreiber steuern und damit die Laserströme (I4, I2, IVCSEL mit IVCSEL = I4 – I2, I2 moduliert) definieren.

Nachteilig ist dabei, dass die einzelnen Laserströme nicht individuell einstellbar sind. Zwar könnte dieser Nachteil durch eine voneinander unabhängige Steuerung der einzelnen Laser umgangen werden, da dann für jeden Laser ein individueller Stromwert digital oder analog hinterlegt werden könnte. Sollen die Laser jedoch auch geregelt werden können, so wäre dies nur mit hohem Aufwand möglich (z.B. durch separate Monitordioden für jeden Lasertreiber).

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, sich dieser Problematik anzunehmen. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Erfindungsgemäß ist eine Schaltung zur Steuerung von Laserströmen, mit: mehreren Lasertreibern, jeweils zur Einstellung eines Laserstromes; einer ersten Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Grund- und/oder Modulationsstromes der mehreren Lasertreiber; und für jeden der Lasertreiber eine weitere Steuerungseinrichtung, zum Abgleich des Grund- und/oder Modulationsstromes des jeweils zugeordneten Lasertreibers.

Vorzugsweise enthält die erste Steuerungseinrichtung eine Regelungseinrichtung zur Regelung des Grund- und/oder Modulationsstromes.

Damit ist eine Schaltung geschaffen, die eine zentrale Regelung bei gleichzeitigem individuellem Abgleich der Laserströme ermöglicht.

Eine zentrale Regelung hat den Vorteil, dass damit beispielsweise Temperatureinflüsse für alle Laser gemeinsam ausgeglichen werden können. Mittels der individuellen Steuerung kann eine höhere Ausbeute der Schaltung erreicht werden. Insbesondere können Schwankungen in den Spezifikationen der einzelnen Bauelemente (Laser, Koppeloptik, Stromquellen) ausgeglichen werden, die bei der Halbleiterherstellung auftreten und dazu führen können, dass die geforderte Spezifikation der Gesamtschaltung nicht eingehalten wird.

Dazu reicht es aus, wenn der Abgleich in einem bestimmten Rahmen stattfindet, z.B. im Rahmen plus/minus einiger Prozent des Grund- und/oder Modulationsstromes. Bezogen auf die 1 sollen die Laser zwar einen individuell um einige Prozent abweichenden Grundstrom (I2, I4) haben können; bei einer Nachsteuerung durch Regelung sollen alle Ströme I2(1...n), I4(1...n) der Lasertreiber 1...n sich jedoch im gleichen Verhältnis ändern, wie die Ströme I4*, I2*.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren anhand einer beispielhaften Ausgestaltung erläutert, und es zeigen:
1 eine Schaltung zur Laserregelung nach dem Stand der Technik,
2 eine Schaltung zur Laserregelung nach einer Ausgestaltung der Erfindung, und
3 eine digitale Steuerung zum Abgleich eines geregelten Grundstromes.
Zusätzlich zeigt Tabelle 1 Parameter der Transistoren der digitalen Schaltung aus 3.
2 zeigt eine Schaltung zur Laserregelung nach einer Ausgestaltung der Erfindung. Die Transistoren T4 und T6 (1) sind durch Schaltungen S4 und S6 ersetzt. Die Schaltungen werden einerseits durch die Spannungen U4 und U6 gesteuert; andererseits können in den Schaltungen S4 und S6 durch die digitalen oder analogen Signale Dx, Dy auch die Ströme Imod (und damit auch I2) und I4 um gewisse Beträge variiert werden.
Informationen, die die Signale Dx und Dy darstellen, werden in einem Speicher "on chip", einem externen Speichermedium, oder einem μController gespeichert. Ferner besteht die Möglichkeit, eine Änderung des Abgleichs über eine externe Schnittstelle auch während des Betriebs der Schaltung herbeizuführen. Insbesondere kann die Schnittstelle zum Empfang digitaler Steuersignale ausgebildet sein.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer digitalen Steuerung. Die Schaltung entspricht dem Block S4 in 2 und weist einen Transistor T4 auf (entsprechend Transistor T4 in 1), dem vier weitere Transistoren T4.1 bis T4.4 parallel geschaltet sind. Die Transistoren T4.1 bis T4.4 können durch die Schalter 51 bis S4 aktiviert werden und vergrößern dadurch im Verhältnis ihrer Transistorgröße (z.B. der Weite bei MOS-Transistoren) den Strom anteilig.
Die Widerstände dienen zur Entkopplung der jeweiligen Gatespannung. Die Widerstände können gegebenenfalls auch durch weitere Schalter, die invers zu den Schaltern S1-S4 angesteuert werden, ersetzt werden. Durch entsprechende Dimensionierung der Transistoren kann der Stromfaktor eingestellt werden.
Eine ähnliche digitale Steuerung kann auch für den Block S6 in 2 verwendet werden. Im Unterschied zu der Steuerung in 3 würde diese jedoch durch NPN- oder N-MOS-Transistoren realisiert sein und den Strom für den Modulator einstellen.
Beispielhafte (relative) Größen der Transistoren der digitalen Steuerung aus 3 sind in Tabelle 1 enthalten. Die Binärzahlen in der Tabelle geben den Schaltzustand der Transistoren wieder (1 = eingeschaltet; 0 = ausgeschaltet). Der Transistor T4 ist immer eingeschaltet (definitionsgemäß). Damit kann eine Stromänderung von +/-7% erreicht werden.
Die Zahlen in der ersten Spalte der Tabelle entsprechen den digitalen Werten 0-15 von Dx, Dy.
Anzumerken ist, dass die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Modifikationen im Rahmen des durch die Ansprüche definierten Schutzbereiches umfasst.

Claims

Schaltung zur Steuerung von Laserströmen, mit: mehreren Lasertreibern, jeweils zur Einstellung eines Laserstromes; einer ersten Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Grund- und/oder Modulationsstromes der mehreren Lasertreiber; und für jeden der Lasertreiber eine weitere Steuerungseinrichtung, zum Abgleich des Grund- und/oder Modulationsstromes des jeweils zugeordneten Lasertreibers.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Steuerungseinrichtung eine Regelungseinrichtung zur Regelung des Grund- und/oder Modulationsstromes umfasst.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Regelungseinrichtung einen Referenzlaser umfasst, und die Regelungseinrichtung zur Regelung des Grund- und/oder Modulationsstromes in Abhängigkeit von einem Eingangs- oder Ausgangssignal des Referenzlasers ausgebildet ist.
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weiteren Steuerungseinrichtungen jeweils eine Schnittstelle zum Empfang eines Steuersignales aufweisen.
Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Schnittstelle zum Empfang eines analogen Steuersignales ausgebildet ist.
Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Schnittstelle zum Empfang eines digitalen Steuersignales ausgebildet ist.
Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Schaltung als integrierte Schaltung ausgebildet ist und eine Speichereinrichtung enthält zur Speicherung von Daten, die Informationen über die Steuersignale für die weiteren Steuerungseinrichtungen enthalten.
Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Schaltung als integrierte Schaltung ausgebildet ist und einen μController zur Erzeugung der Steuersignale für die weiteren Steuerungseinrichtungen umfasst.