專利名稱：激光發(fā)射裝置及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種激光發(fā)射裝置與方法，且特別關于一種能夠不受環(huán)境溫度影響輸出功率的激光發(fā)射裝置與方法。
背景技術：
由于網際網絡的快速發(fā)展，而且經由網絡傳輸的資料量也越來越大，現有的頻寬無法滿足需求。光纖通訊擁有較大的頻寬，光纖通訊在今日扮演很重要的角色。
光纖須使用激光作為信號源。半導體激光源擁有體積小，驅動電流小的優(yōu)點。因此，光纖通訊通常使用半導體激光當作信號源。
現有的激光產生器，例如激光二極管，往往會因環(huán)境溫度改變功率。例如，環(huán)境溫度上升，會使得激光的發(fā)光功率下降。當激光的發(fā)光功率下降至一預定值，導致無法判定光信號的情形。
激光產生器所處的環(huán)境溫度往往會不穩(wěn)定，例如天氣或是散熱問題。因此，解決溫度干擾問題十分重要。
但是，為了設計一個不會隨著溫度改變而變換功率的激光模塊，卻需要花費大量的人力與成本。例如，設計一種不會因為溫度改變而影響發(fā)光功率的激光二極管是比較復雜的。
如何利用現有的技術，以比較低的成本，加以變化，使得激光功率能夠不隨溫度而改變，便非常重要。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是在于提供一種激光發(fā)射裝置，在不同的環(huán)境溫度之下，可以產生比較穩(wěn)定的激光功率。
本發(fā)明的另一目的是在于提供一種制作激光發(fā)射裝置的方法，此方法在不同的環(huán)境溫度之下，可以產生比較穩(wěn)定的激光功率。
根據本發(fā)明的目的，提出一種激光發(fā)射裝置，此激光發(fā)射裝置具有一激光產生器，一溫感電子元件以及一電流驅動電路。電流驅動電路耦接于溫感電子元件及激光產生器。
溫感電子元件的兩端分別連接于電流驅動電路，或者溫感電子元件可以一端連接于電流驅動電路，另一端連接于激光產生器。另一替代方法，溫感電子元件亦可內含于電流驅動電路之中。
此溫感電子元件的實施例包括一個熱敏電阻，或由至少兩個熱敏電阻并聯或串聯所組成，或由至少一個熱敏電阻和至少一通常電阻的并聯或串聯所組成。
根據本發(fā)明的目的，亦可提出一種制作激光發(fā)射裝置的方法。此方法包括首先，將一激光產生器與一電流驅動電路相連接。接下來，選擇一適當溫感電子元件以補償激光產生器發(fā)光功率在不同溫度下的改變。接著，將溫感電子元件，激光產生器以及電流驅動電路相連接。流經溫感電子元件的電流隨溫度自行調整，進而影響激光電流。此激光電流可以補償激光產生器發(fā)光功率對溫度的變化，使激光產生器發(fā)光功率實質上不受溫度改變的影響。
本發(fā)明的優(yōu)點至少包括，在環(huán)境溫度改變之下，本發(fā)明的激光發(fā)射裝置可以提供比較穩(wěn)定的激光功率；利用現成的激光產生器和電流驅動電路，可以節(jié)省成本；以及利用現成的溫感電子元件的組合以配合各種不同的溫度條件。本發(fā)明的制作激光發(fā)射裝置的方法能夠用來調整激光產生器的發(fā)光功率，以達到比較穩(wěn)定的效果。


圖1A～圖1C為例示激光發(fā)射裝置的方塊圖；圖2例示激光產生器的特性曲線圖；圖3例示本發(fā)明第一實施例的電路圖；圖4例示本發(fā)明第二實施例的電路圖；圖5例示本發(fā)明第三實施例的電路圖；圖6繪示選擇溫感電子元件的方法的流程圖的一范例；以及圖7繪示一激光產生器的制作方法的流程圖的一范例。
符號說明102電流驅動電路104激光產生器106溫感電子元件202低溫的偏壓點204中溫的偏壓點206高溫的偏壓點302電流驅動電路核心306晶體管310晶體管 312輸入端314、326控制端 332激光電流具體實施方式
圖1A，圖1B以及圖1C分別表示激光發(fā)射裝置架構示意圖。請參照圖1A，圖1A例示激光發(fā)射裝置10的一種架構。激光發(fā)射裝置10包括一電流驅動電路102，一激光產生器104以及一溫感電子元件106。激光產生器104以及溫感電子元件106分別連接于電流驅動電路102。
圖1B例示激光發(fā)射裝置10的另一種架構。此架構中激光產生器104以及溫感電子元件106皆連接于電流驅動電路102，且激光產生器104與溫感電子元件106串接。
圖1C例示激光發(fā)射裝置10的另一種架構。此架構中激光產生器104連接于電流驅動電路102，且溫感電子元件106內含于電流驅動電路102之中。
請參照圖1A，圖1B以及圖1C，其中激光產生器104例如一個激光二極管。請參照圖2，一激光二極管經由一激光電流的驅動而產生激光。在不同的環(huán)境溫度之下，激光功率對于此激光電流的特性曲線會跟著改變。
如圖2所示，在一個固定的激光電流之下，激光功率對于激光電流的斜率定義為斜率效率(slope efficiency)。若對激光二極管供應相同的激光電流，則在低溫的時候，斜率效率比較高，在高溫的時候，斜率效率比較低。
因此，當溫度改變的時候，相同的激光電流會導致不同的激光功率。換句話說，當溫度改變的時候，相同的激光電流會導致不同的偏壓點。如圖2所示，一偏壓點202，一偏壓點204，和一偏壓點206分別代表由低溫到高溫，偏壓點的改變。
請參照圖1A，圖1B以及圖1C，溫感電子元件例如是一熱敏電阻(thermistor)。熱敏電阻會隨著環(huán)境溫度而改變其阻抗。因此，熱敏電阻可以調整電流驅動電路102的激光電流大小，用以補償激光功率的改變。
圖3例示本發(fā)明的第一較佳實施例。圖3是舉例說明圖1A的細部架構圖。請參照圖3，電流驅動電路核心302為電流驅動電路102的重要組成部分。電流驅動電路核心302表示一差動放大器架構的范例。
如圖3所示，激光產生器104連接于電流驅動電路102。電流驅動電路102提供一激光電流332予激光產生器104以發(fā)出激光。激光產生器104的發(fā)光功率會隨著溫度而變化。
溫感電子元件106亦連接于電流驅動電路102，更確切地說，是連接于晶體管310的控制端326。溫感電子元件106隨溫度改變其一電子特性，例如電阻。因此，當溫度改變，流經溫感電子元件106的電流亦隨的改變。電流驅動電路102受流經溫感電子元件106的電流影響而調整輸出的激光電流332，使激光電流332可以補償激光產生器104隨溫度改變的發(fā)光功率，以維持發(fā)光功率的穩(wěn)定。其中當激光功率與參考的激光功率差值在1dBm之內即視為穩(wěn)定，否則視為不穩(wěn)定。
此溫感電子元件106可以是一個熱敏電阻，或由至少兩個熱敏電阻并聯或串聯所組成，或由至少一個熱敏電阻和至少一通常電阻的并聯或串聯所組成。
圖4例示本發(fā)明的第二較佳實施例。圖4是舉例說明圖1A的細部架構圖。此實施例的主要部分與圖3所示的實施例相同。此實施例與圖3實施例不同之處為溫感電子元件106連接于晶體管306的輸入端312。當溫度改變，流經溫感電子元件106的電流也改變，進而改變電流驅動電路102輸出的激光電流332，以補償激光產生器104隨溫度改變的發(fā)光功率，并維持發(fā)光功率的穩(wěn)定。
圖5例示本發(fā)明的第三較佳實施例。圖5是舉例說明圖1B的細部架構圖。此實施例的主要部分與圖4所示的實施例相同。此實施例與圖4的實施例不同之處為溫感電子元件106與激光產生器串接。當溫度改變，流經溫感電子元件106的電流也改變，進而改變電流驅動電路102輸出的激光電流332，以補償激光產生器104隨溫度改變的發(fā)光功率，并維持發(fā)光功率的穩(wěn)定。
請參照圖1A、圖1B以及圖1C，本發(fā)明可以將溫感電子元件106以外接的方式與電流驅動電路102連接，亦可以將溫感電子元件106整合于電流驅動電路102之中，例如制造一內建溫感電子元件106的電流驅動電路102，其中此電流驅動電路102為一集成電路。例如，將原電流驅動電路102內的一電阻以溫感電子元件106取代。
上述的實施例以具差動放大器架構的電流驅動電路當作范例。其它具有提供電流功能的電流驅動電路均可作為替代。溫感電子元件亦可置于電流驅動電路其它位置，并不以本實施例所揭露的位置為限。熟習技藝者當可據此作潤飾與變更，但不能視為脫離本發(fā)明的精神與范圍。
圖6繪示選擇溫感電子元件的方法的流程圖的一范例。請參照圖6，首先，將一可變電阻連接于一電流驅動電路，同時亦將一激光二極管接于此電流驅動電路(步驟602)。其中此電流驅動電路提供一電流予此激光二極管以發(fā)出激光?？勺冸娮柽B接于電流驅動電路的連接方式可以使用如上所述的各種實施例的架構(圖1A～圖1C)，于此不再贅述。
接著，在不同的溫度之下，調整可變電阻的電阻值，并測量激光二極管發(fā)出的激光功率。當激光功率實質上保持定值時，紀錄此可變電組的電阻值(步驟604)。接著，依據步驟604所得到的不同溫度之下，發(fā)出實質上保持定值的激光功率的電阻值繪制成一電阻值對溫度的曲線圖(步驟606)。接著，依據此曲線圖，選擇符合此曲線圖的一溫感電子元件(步驟608)。此溫感電子元件例如一熱敏電阻，或由至少兩個熱敏電阻并聯或串聯組成，或由至少一個熱敏電阻和至少一通常電阻的并聯或串聯組成。
圖7繪示一激光產生器的制作方法的流程圖的一范例。請參照圖7，首先，選擇一具有溫度補償的溫感電子元件(步驟702)，其中選擇的方法可以如圖6的流程圖所示。接著，連接選出來的溫感電子元件、電流驅動電路以及激光二極管。由此，流經溫感電子元件的電流隨著溫度自動調整，以補償激光功率對溫度的變化，使得激光功率實質上不受溫度改變的影響。
權利要求
1.一種激光發(fā)射裝置，其特征在于，該裝置至少包含一激光產生器，該激光產生器隨著一環(huán)境溫度的改變而改變該激光產生器的一激光功率；一溫感電子元件，該溫感電子元件隨著該環(huán)境溫度改變而改變該溫感電子元件的一電子特性以及一電流驅動電路，該電流驅動電路耦接于該溫感電子元件及該激光產生器，且該電流驅動電路是輸出一激光電流驅動該激光產生器以發(fā)出一激光，其中該激光電流受到該溫感電子元件作用而隨著該環(huán)境溫度的改變而改變，使得該激光功率實質上不受該環(huán)境溫度變化影響。
2.如權利要求1所述的激光發(fā)射裝置，其特征在于，該激光產生器是一激光二極管。
3.如權利要求1所述的激光發(fā)射裝置，其特征在于，該溫感電子元件一端連接于該電流驅動電路，另一端連接于該激光產生器，或該溫感電子元件的兩端分別連接于該電流驅動電路，或該溫感電子元件內含于該電流驅動電路。
4.如權利要求1所述的激光發(fā)射裝置，其特征在于，該溫感電子元件是一熱敏電阻，或由至少兩個熱敏電阻并聯或串聯組成，或由至少一個熱敏電阻和至少一通常電阻的并聯或串聯組成。
5.如權利要求1所述的激光發(fā)射裝置，其特征在于，該電流驅動電路裝置至少包含一差動放大器結構。
6.一種制作激光產生器的方法，其特征在于，該方法至少包含將一激光產生器與一電流驅動電路相連接，其中該電流驅動電路提供一激光電流使該激光產生器發(fā)出激光；選擇一適當溫感電子元件以補償激光產生器發(fā)光功率在不同溫度下的改變；以及將該溫感電子元件，該激光產生器以及該電流驅動電路相連接，使激光產生器發(fā)光功率實質上不受溫度改變的影響。
7.如權利要求6所述的制作激光產生器的方法，其特征在于，該溫感電子元件為一熱敏電阻，選擇該熱敏電阻的步驟更包含將一可變電阻連接于該電流驅動電路；當溫度改變時，調整并記錄該可變電阻的電阻值以使激光產生器的發(fā)光功率實質上保持定值；以及依據該可變電阻的電阻值對溫度的曲線，選擇一符合該電阻值對溫度的曲線的熱敏電阻。
8.如權利要求6所述的制作激光產生器的方法，其特征在于，更包含將該溫感電子元件一端連接于該電流驅動電路，另一端連接于該激光產生器，或將該溫感電子元件的兩端分別連接于該電流驅動電路，或將該溫感電子元件內含于該電流驅動電路。
9.如權利要求6所述的制作激光產生器的方法，其特征在于，該溫感電子元件是一熱敏電阻，或由至少兩個熱敏電阻并聯或串聯組成，或由至少一個熱敏電阻和至少一通常電阻的并聯或串聯組成。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種激光發(fā)射裝置，和一種制作激光發(fā)射裝置的方法。此激光發(fā)射裝置具有一電流驅動電路，一激光產生器，以及一溫感電子元件。此電流驅動電路受此溫感電子元件的一電子特性影響，輸出一激光電流并驅動此激光產生器發(fā)出一激光，其中此激光電流隨著環(huán)境溫度的改變而改變，使得此激光的功率實質上不受此環(huán)境溫度變化影響。
文檔編號H01S3/00GK1722550SQ20041006921
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月15日 優(yōu)先權日2004年7月15日
發(fā)明者蕭建梅, 鄧富明, 林嘉雯 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司