專利名稱：：一種抑制受激布里淵散射效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光發(fā)射機(jī)，尤其涉及一種抑制受激布里淵散射(StimulatedBrillouinScattering,以下簡稱SBS)效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路。技術(shù)背景在長距離無中繼光傳輸系統(tǒng)中，需要盡可能的提高入纖功率來補(bǔ)償光纖損耗，從而保證接收端的光信噪比。但是，在較高的入纖功率下，光纖中的受激布里淵散射效應(yīng)會(huì)將前向傳輸光信號(hào)的光功率轉(zhuǎn)移給后向散射光和聲子場，從而造成信號(hào)光的一種損耗機(jī)制，導(dǎo)致接收端的光信噪比的減小，影響光傳輸系統(tǒng)的性能。SBS效應(yīng)與其他幾種光纖中的非線性效應(yīng)(如自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制)相比，具有最低的閾值功率，一般僅幾個(gè)毫瓦。為了避免SBS效應(yīng)產(chǎn)生，系統(tǒng)入纖功率只能限制在SBS閾值以下，這樣就大大限制了信號(hào)入纖功率的提高。在現(xiàn)有技術(shù)中，可以采用自身信道的自相位調(diào)制效應(yīng)(Self-PhaseModulation,簡稱為SPM)、監(jiān)控信道的交叉相位調(diào)制效應(yīng)(Cross-PhaseModulation,簡稱為XPM)來加寬譜寬等方法來抑制SBS效應(yīng)。但這些方法的抑制能力有限，而且有可能引起信號(hào)的波形畸變。還有一種方法是通過附加相位調(diào)制器來減少SBS效應(yīng)，效果不錯(cuò)，但成本很高。另外通過載波抑制的調(diào)制格式來加寬譜寬，但需要很大程度上更改原有發(fā)射模塊配置，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜困難，成本也很高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種抑制受激布里淵散射效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路，用于在長距離無中繼光傳輸系統(tǒng)中，以減少光傳輸系統(tǒng)SBS效應(yīng)的影響。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種抑制受激布里淵散射效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路，包括激光器驅(qū)動(dòng)電路，用以提供驅(qū)動(dòng)電流給激光器，該激光器產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)調(diào)制器調(diào)制后進(jìn)入光發(fā)射，該光發(fā)射機(jī)電路的特點(diǎn)是還包括激光器功率輸出監(jiān)測模塊、低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊和耦合電容c。所述的激光器功率輸出監(jiān)測模塊用以監(jiān)測激光器的驅(qū)動(dòng)電流，其輸入端與所述的激光器驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相連，用以接收所述的驅(qū)動(dòng)電流，所述的激光器功率輸出監(jiān)測模塊的輸出端與所述的低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊的輸入端相連，用于提供監(jiān)測信號(hào)LsBIASMON;所述的低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊用于產(chǎn)生低頻擾動(dòng)信號(hào)并調(diào)整其幅度，其輸出端通過所述的耦合電容C與所述的激光器驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連，用于加載該低頻擾動(dòng)信號(hào)，從而使所述的激光器的輸出譜線展寬。所述的低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊包括微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、方波產(chǎn)生電路和低通濾波電路。所述的微處理器用于決定低頻擾動(dòng)信號(hào)的幅度并產(chǎn)生脈寬調(diào)整信號(hào)，該微處理器的輸入端用于接收所述的激光器功率輸出監(jiān)測模塊輸出的監(jiān)測信號(hào)LsBIASMON，該微處理器的一輸出端通過自帶的同步并行接口經(jīng)所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出低頻擾動(dòng)信號(hào)的幅度至所述的方波產(chǎn)生電路的一輸入端，該微處理器的另一輸出端經(jīng)自帶的脈寬調(diào)整電路輸出脈寬調(diào)整信號(hào)至所述的方波產(chǎn)生電路的另一輸入端。所述的方波產(chǎn)生電路包括運(yùn)算放大器、模擬開關(guān)、電阻Ri、電阻R2和電阻R3，所述的電阻R,跨接于所述的運(yùn)算放大器的反相輸入端和所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端之間，所述的電阻R2跨接于所述的運(yùn)算放大器的同相輸入端和所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端之間，所述的R3跨接于所述的運(yùn)算放大器的反相輸入端和輸出端之間，所述的模擬開關(guān)的輸入端接所述的微處理器的脈寬調(diào)整電路的輸出端，由該脈寬調(diào)整電路控制所述的模擬開關(guān)的開關(guān)選擇，當(dāng)該脈寬調(diào)整電路輸出高電平時(shí)，所述的運(yùn)算放大器同相輸入端及R2接地，當(dāng)該脈寬調(diào)整電路輸出低電平時(shí)，所述的運(yùn)算放大器同相輸入端與R2直接相連接，所述的運(yùn)算放大器的輸出端與所述的低通濾波電路的輸入端相連，用于輸出方波。所述的低通濾波電路包括電阻R4、電阻Rs和電容d，用于過濾該低通濾波電路的輸入端接收的方波，所述的電阻R4跨接于所述的運(yùn)算放大器的輸出端和所述的低通濾波電路的輸出端節(jié)點(diǎn)之間，所述的電阻Rs和電容d并聯(lián)，一端接所述的低通濾波電路的輸出端節(jié)點(diǎn)，另一端接地。激光器功率輸出監(jiān)測模塊實(shí)時(shí)地監(jiān)測激光器的驅(qū)動(dòng)電流，并將監(jiān)測結(jié)果LsBIASMON提供給低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊。低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊產(chǎn)生低頻擾動(dòng)信號(hào)，同時(shí)根據(jù)激光器功率輸出監(jiān)測模塊監(jiān)測到的激光器驅(qū)動(dòng)電流的大小相應(yīng)的調(diào)整擾動(dòng)信號(hào)的幅度，使兩者的比率保持恒定。擾動(dòng)信號(hào)通過耦合電容C加載至激光器驅(qū)動(dòng)電路，從而使激光器的輸出譜線展寬。根據(jù)光纖傳輸系統(tǒng)中受激布里淵散射效應(yīng)的理論分析，如果光載波布線展寬，在高比特率的情況下，則SBS閾值將提高近一倍。因此我們可以將低頻擾動(dòng)信號(hào)施加到光載波激光器的直流偏置點(diǎn)上，引起光載波激光線寬加寬，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)制。該低頻擾動(dòng)信號(hào)是一個(gè)小信號(hào)，同時(shí)其周期小于光信號(hào)在光纖中的傳輸時(shí)間，其頻率上限滿足小于放大器的低頻截止頻率。在小信號(hào)調(diào)制情況下，激光器光譜峰值處線寬最終決定于施加的低頻擾動(dòng)信號(hào)的峰值(相當(dāng)于調(diào)制深度Md)。在光傳輸系統(tǒng)中，激光器的輸出光功率需要根據(jù)不同的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，也就是其驅(qū)動(dòng)電流不是一個(gè)恒定的數(shù)值，因此為了保證獲得更好的SBS閾值提高，需要保證低頻擾動(dòng)信號(hào)的幅度隨激光器驅(qū)動(dòng)電流變化而變化。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下通過本發(fā)明，使激光器的輸出譜線展寬，從而減少了光傳輸系統(tǒng)中受激布里淵散射效應(yīng)的影響，特別是在長距離無中繼光傳輸系統(tǒng)中減少了光傳輸系統(tǒng)SBS效應(yīng)的影響。圖l是本發(fā)明抑制SBS效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路的方框圖圖2是本發(fā)明抑制SBS效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路的原理圖具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明抑制SBS效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路的方框圖。該光發(fā)射機(jī)包括激光器4、激光器驅(qū)動(dòng)電路l、激光器功率輸出監(jiān)測模塊2、低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊3、耦合電容C和調(diào)制器5。激光器驅(qū)動(dòng)電路1給激光器4提供直流偏置電流，即驅(qū)動(dòng)電流，從而使激光器產(chǎn)生光信號(hào)。該光信號(hào)經(jīng)過調(diào)制器5的調(diào)制加載數(shù)據(jù)后進(jìn)入光發(fā)射傳輸。低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊3包括一個(gè)低頻擾動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生電路。通過監(jiān)測激光器的輸出光功率，該低頻擾動(dòng)信號(hào)的幅度能隨激光器驅(qū)動(dòng)電流變化而變化，然后通過耦合電容C加載到激光器的驅(qū)動(dòng)電路1上，對(duì)光載波進(jìn)行調(diào)制，從而引起譜線的增寬。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明抑制SBS效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路的原理圖。圖2中LsBIASMON對(duì)應(yīng)圖1中的激光器輸出功率監(jiān)測模塊2，其余部分對(duì)應(yīng)于低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊3。低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊3中的低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路的內(nèi)部元件包括-i.微處理器Dl，對(duì)激光器4輸出功率監(jiān)測信號(hào)LsBIASMON進(jìn)行采用，決定擾動(dòng)信號(hào)的幅度，并產(chǎn)生幅度調(diào)整信號(hào)Ditherii.由運(yùn)算放大器D3、電阻Rt、電阻R2、電阻R,和模擬開關(guān)SW1組成的方波產(chǎn)生電路，根據(jù)微處理器Dl產(chǎn)生幅度調(diào)整信號(hào)DitherTone和所決定的擾動(dòng)信號(hào)的幅度Ditherlevel產(chǎn)生方波。iii.由電阻R4、電阻Rs和電容d組成的低通濾波電路，將方波的高頻部分過濾掉，輸出調(diào)整后的低頻擾動(dòng)信號(hào)Vw。圖2中關(guān)鍵的型號(hào)如表1所示。表l關(guān)鍵器件列表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>LsBIASMON為激光器4輸出光功率監(jiān)測信號(hào)，是一個(gè)與激光器驅(qū)動(dòng)電流成正比的電壓信號(hào)。微處理器D1通過自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路監(jiān)測該信號(hào)，并由此決定低頻擾動(dòng)信號(hào)的幅度。由于微處理器輸出的是數(shù)字信號(hào)，因此通過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路D2進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換形成低頻擾動(dòng)信號(hào)的幅度DitherLevd信號(hào)，該信號(hào)最終控制輸出擾動(dòng)信號(hào)的幅度。微處理器D1與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路D2之間通過SPI(同步并行接口Synchronizationparallelinterface)接口進(jìn)行通訊。運(yùn)算放大器D3與模擬開關(guān)SW1組成一個(gè)增益為+l的放大器，微處理器D1通過自帶的脈寬調(diào)整電路(PWM)控制模擬開關(guān)SW1的打開與閉合，從而使運(yùn)算放大器D3輸出一個(gè)方波。該方波的幅度由低頻擾動(dòng)信號(hào)的幅度DitherLevel信號(hào)決定。低頻擾動(dòng)信號(hào)幅度的計(jì)算如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>式中，V,^表示低頻擾動(dòng)信號(hào)幅度，L表示激光器功率輸出監(jiān)測模塊2輸出到低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊3的監(jiān)測信號(hào)LsBIASMON，V。ff等效于由激光器閾值電流所引起的激光器輸出光功率監(jiān)測信號(hào)(是一個(gè)需要根據(jù)不同廠家激光器特性從LsBIASMON中扣除的量)，VlCTel、Vin、V。均是電壓值。K。是一個(gè)可以根據(jù)實(shí)際不同應(yīng)用系統(tǒng)而設(shè)置的比率系數(shù)，該系數(shù)需要根據(jù)具體的激光器驅(qū)動(dòng)電路來決定。按照通信協(xié)議MSA300Pin，激光器輸出光功率監(jiān)測信號(hào)LsBIASMON與激光器輸出光功率監(jiān)測信號(hào)驅(qū)動(dòng)電流之間的關(guān)系如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>式中，I一r為激光器驅(qū)動(dòng)電流，為閾值電流lTk與偏置電流Ik之和<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>因此<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>如果<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>上述低頻擾動(dòng)信號(hào)幅度的計(jì)算過程通過軟件編碼實(shí)現(xiàn)，該程序燒入微處理器D1。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而己，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。權(quán)利要求1、一種抑制受激布里淵散射效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路，包括激光器驅(qū)動(dòng)電路(1)，用以提供驅(qū)動(dòng)電流給激光器(4)，該激光器(4)產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)調(diào)制器(5)調(diào)制后進(jìn)入光發(fā)射，其特征在于該光發(fā)射機(jī)電路還包括激光器功率輸出監(jiān)測模塊(2)、低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊(3)和耦合電容C；所述的激光器功率輸出監(jiān)測模塊(2)用以監(jiān)測所述的激光器(4)的驅(qū)動(dòng)電流，其輸入端與所述的激光器驅(qū)動(dòng)電路(1)的輸出端相連，用以接收所述的激光器(4)的驅(qū)動(dòng)電流，所述的激光器功率輸出監(jiān)測模塊(2)的輸出端與所述的低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊(3)的輸入端相連，用于提供監(jiān)測信號(hào)；所述的低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊(3)用于產(chǎn)生低頻擾動(dòng)信號(hào)并調(diào)整其幅度，其輸出端通過所述的耦合電容C與所述的激光器驅(qū)動(dòng)電路(1)的輸入端相連，用于加載該低頻擾動(dòng)信號(hào)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制受激布里淵散射效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路，其特征在于所述的低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊(3)包括微處理器(Dl)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(D2)、方波產(chǎn)生電路和低通濾波電路；所述的微處理器(Dl)用于決定低頻擾動(dòng)信號(hào)的幅度并產(chǎn)生脈寬調(diào)整信號(hào)，該微處理器(Dl)的輸入端用于接收所述的激光器功率輸出監(jiān)測模塊(2)輸出的監(jiān)測信號(hào)，該微處理器(Dl)的一輸出端通過自帶的同步并行接口經(jīng)所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(D2)輸出低頻擾動(dòng)信號(hào)的幅度至所述的方波產(chǎn)生電路的一輸入端，該微處理器(Dl)的另一輸出端經(jīng)自帶的脈寬調(diào)整電路輸出脈寬調(diào)整信號(hào)至所述的方波產(chǎn)生電路的另一輸入端；所述的方波產(chǎn)生電路的輸出端與所述的低通濾波電路的輸入端相連，所述的低通濾波電路的輸出端用于輸出所述的低頻擾動(dòng)信號(hào)。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制受激布里淵散射效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路，其特征在于所述的方波產(chǎn)生電路包括運(yùn)算放大器(D3)、模擬開關(guān)(SW1)、電阻R2和電阻R3，所述的電阻R跨接于所述的運(yùn)算放大器(D3)的反相輸入端和所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(D2)的輸出端之間，所述的電阻R2跨接于所述的運(yùn)算放大器(D3)的同相輸入端和所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(D2)的輸出端之間，所述的R3跨接于所述的運(yùn)算放大器(D3)的反相輸入端和輸出端之間，所述的模擬開關(guān)(SW1)的輸入端接所述的微處理器(Dl)的脈寬調(diào)整電路的輸出端，由該脈寬調(diào)整電路控制所述的模擬開關(guān)(SW1)的開關(guān)選擇，當(dāng)該脈寬調(diào)整電路輸出高電平時(shí)，所述的運(yùn)算放大器(D3)同相輸入端及R2接地，當(dāng)該脈寬調(diào)整電路輸出低電平時(shí)，所述的運(yùn)算放大器(D3)同相輸入端與R2直接相連接，所述的運(yùn)算放大器(D3)的輸出端與所述的低通濾波電路的輸入端相連，用于輸出方波。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制受激布里淵散射效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路，其特征在于所述的低通濾波電路包括電阻R4、電阻Rs和電容d，用于過濾該低通濾波電路的輸入端接收的方波，所述的電阻R,跨接于所述的運(yùn)算放大器(D3)的輸出端和所述的低通濾波電路的輸出端節(jié)點(diǎn)之間，所述的電阻Rs和電容d并聯(lián)，一端接所述的低通濾波電路的輸出端節(jié)點(diǎn)，另一端接地。全文摘要一種抑制受激布里淵散射效應(yīng)的光發(fā)射機(jī)電路，包括激光器驅(qū)動(dòng)電路，用以提供驅(qū)動(dòng)電流給激光器，該激光器產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)調(diào)制器調(diào)制后進(jìn)入光發(fā)射，該光發(fā)射機(jī)電路的特點(diǎn)是還包括激光器功率輸出監(jiān)測模塊、低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊和耦合電容C。低頻擾動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與幅度調(diào)整模塊包括微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、方波產(chǎn)生電路和低通濾波電路。通過本發(fā)明，使激光器的輸出譜線展寬，從而減少了光傳輸系統(tǒng)中受激布里淵散射效應(yīng)的影響，特別是在長距離無中繼光傳輸系統(tǒng)中減少了光傳輸系統(tǒng)SBS效應(yīng)的影響。文檔編號(hào)H04B10/152GK101150369SQ20071003929公開日2008年3月26日申請(qǐng)日期2007年4月10日優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日發(fā)明者鴻易申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司