應用可切割式電阻調整光源特性的系統及其調整方法
2023-06-17 16:45:36 1
專利名稱：應用可切割式電阻調整光源特性的系統及其調整方法
技術領域：
本發明涉及一種用於調整光收發器的光源特性的系統，特別是涉及一種應用可切割式電阻，藉由雷射切割的方式來動態實時切割出適當的電阻值後，進而調整光收發器的光輸出功率與消光比等的光源特性的系統及其調整方法。
背景技術：
由於一些需要應用光源來發光的零組件，例如光收發器(OpticalTransceiver)所內含的光源(例如雷射二極體(Laser Diode；LD)、垂直共振腔表面發射型二極體(Vertical Cavity Surface Emitter Laser；VCSEL))在不同的環境溫度下，會產生不同的光學特性；甚至於在長時間的使用下，其光學特性亦會因老化而衰退。所以，在用來驅動這類光源的驅動器當中，往往需要有可以針對光源的光輸出功率進行調整的機制，一般稱為自動功率控制(Automatic Power Control；APC)迴路。藉由自動功率控制迴路調整光源的光輸出功率，再配合連接適當電阻值的控制電阻，可以將光源的光源特性例如平均發射光輸出功率(Mean Launched Power)與消光比(Extinction Ratio)等達到穩定的狀態，這樣的技術應用在光收發器的發射端電路中，是非常重要的。
上述的技術內容進一步說明如下請參照圖1，一種光收發器1包含一光源10電連接至一驅動器12上，該驅動器12中內建有自動功率控制迴路(圖中未顯示)，例如本領域常用的Mindspeed 2068、Maxim 3646的型號的驅動器等等，同時，該驅動器12電連接一第一控制電阻13以及一第二控制電阻14，該驅動器12的一端電連接至一電源端18，用以提供系統適當的電源供應；為了達到上述的目的，現有技術的作法是自驅動器12中取得光源10的實時輸出光功率的對應電流，並藉由第一控制電阻13形成電壓降，再利用自動功率控制迴路回授後，經由調整第一控制電阻13的電阻值，將自動功率控制迴路的輸出光功率的對應電流調整得當，即可以將光源10的輸出光功率相對於環境溫度下所產生的變異量達到最小值，甚至可使輸出光功率達到恆定，使光源10的平均發射光輸出功率穩定；此外，藉由第二控制電阻14的電阻值的變化，可以使自動功率控制迴路中輸出至光源10的電流調變，即可以達到光源較佳的消光比；由此可見，第一控制電阻13與第二控制電阻14的電阻值的變化，搭配自動功率控制迴路可以調整光源的平均發射光輸出功率與消光比等的光源特性。
雖然如此，現有技術針對這樣的技術在實施時，仍有非常多種方式，舉例如下第一種方式是使用可變電阻型態的第一控制電阻13與第二控制電阻14，可以直接以螺絲刀在可變電阻上的旋鈕做調整，當調整完成時，再以膠固定旋鈕，但是這樣的方式非常耗費人工，所以成本無法降低；第二種方式利用一額外的外接電阻來配合自動功率控制迴路進行調整，找出適當的電阻值後再另外以適當電阻值的控制電阻焊接上去，這樣的方式也無法省卻繁複的製造步驟；第三種是利用具有溫度感應控制功能的EEPROM來作為控制電阻，在計算出光源的特性曲線後，藉由轉換電路，EEPROM即可以提供相對應的電阻值給光源應用，但這樣的結構與製造過程亦屬複雜，成本也不易降低；第四種方式是具有數字電阻功能的EEPROM來作為控制電阻，配合相對應的軟體，可以在調整完成時，將適當的電阻值寫入EEPROM中來達到相同的目的，這樣的方式組件成本仍然不易降低；上述的方式除了組件成本不易降低外，普遍亦存在不易導入自動化生產的缺點，使得製造成本相對地更不易降低，故確實有需要改進的空間。
發明內容
本發明提供一種應用可切割式電阻調整光源特性的系統及其調整方法，由於可以結合一外部控制調變器直接驅動一雷射切割機，配合調整驅動器中的一自動功率控制迴路後實時切割可切割式電阻，使達到調整光源的光輸出功率的目的，且兼具有容易自動化且低成本的優勢。
根據上述構想，本發明提供一種應用可切割式電阻調整光源特性的系統，該系統包含一光源；一驅動器，用以驅動光源發光，其中驅動器包含一自動功率控制(Automatic Power Control；APC)迴路；以及一第一可切割式電阻，電連接於驅動器。
根據上述構想，該系統還包含一第二可切割式電阻，電連接於驅動器。
根據上述構想，該系統在調整該可切割式電阻的電阻值時，該系統包含一雷射切割機，電連接至驅動器，用以接收驅動器的指令以便進行雷射切割操作。
根據上述構想，本發明提供一種應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中該系統包含一光源與一驅動器，該驅動器中包含一自動功率控制迴路，其中該方法包含下列步驟同時將多個組件與一第一可切割式電阻焊接至一基板上；將一雷射切割機電連接至該基板的該自動功率控制迴路上；調整該自動功率控制迴路的同時，該自動功率控制迴路會產生一指令，驅動該雷射切割機對於該第一可切割式電阻進行切割操作；以及完成調整該自動功率控制迴路時，該自動功率控制迴路會產生一指令，停止該雷射切割機的操作。
根據上述構想，當同時將該等多個組件與該第一可切割式電阻焊接至該基板上時，亦同時將一第二可切割式電阻焊接至該基板的另一位置上。
根據上述構想，調整該自動功率控制迴路的同時，該自動功率控制迴路會產生一指令，驅動該雷射切割機對於該第一可切割式電阻與第二可切割式電阻分別進行切割操作。
根據上述構想，系統應用於一光收發器(Optical Transceiver)之中。
根據上述構想，光源選自於下列群組雷射二極體(Laser Diode；LD)與垂直共振腔表面發射型二極體(Vertical Cavity Surface EmitterLaser；VCSEL)。
根據上述構想，可切割式電阻可以藉由一雷射進行切割後改變其電阻值，其中所述的雷射為釹亞格雷射(Nd-YAG Laser)。
根據上述構想，可切割式電阻為一表面黏著型(Surface Mound Device；SMD)的可切割式電阻。
根據上述構想，第一可切割式電阻的電阻值變化時會使驅動器中的自動功率控制迴路相對產生變化，使驅動器輸出至光源的光輸出功率保持恆定，亦可使驅動器輸出至光源的光輸出功率在不同的溫度下的變異量小於1dB；且第二可切割式電阻的電阻值變化時會使驅動器中的自動功率控制迴路相對產生變化，進而控制驅動器輸出至光源的電流大小。
根據上述構想，第二可切割式電阻的電阻值變化時會使驅動器中的自動功率控制迴路相對產生變化，使驅動器輸出至光源的光輸出功率保持恆定，亦可使驅動器輸出至光源的光輸出功率在不同的溫度下的變異量小於1dB；且第一可切割式電阻的電阻值變化時會使驅動器中的自動功率控制迴路相對產生變化，進而控制驅動器輸出至光源的電流大小。
圖1為現有技術的應用控制電阻調整光輸出功率的系統的功能方塊示意圖。
圖2為本發明的應用可切割式電阻調整光源特性的系統的功能方塊示意圖。
圖3A至圖3D為本發明中所述的可切割式電阻的切割方式示意圖。
圖4為本發明的應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法的流程方塊示意圖。
附圖符號說明1光收發器 10光源12 驅動器 13第一控制電阻14 第二控制電阻 18電源端2光收發器 20光源22 驅動器 23第一可切割式電阻231 切割線 232 切割線233 切割線 234 切割線24 第二可切割式電阻 26雷射切割機28 電源端 41～45 步驟具體實施方式
本發明的實施方式請先參照圖2所示，基本上，應用於光收發器2中的組件與其相對位置大致與現有技術類似，但是本發明特別應用一第一可切割式電阻23來代替第一控制電阻13，且亦可以應用一第二可切割式電阻24來代替第二控制電阻14，並分別電連接至驅動器22的兩個相對應位置上，其中，驅動器22上亦具有與前述驅動器12中相同的自動功率控制(Automatic Power Control；APC)迴路，該驅動器22可以是例如一種本領域常用的零組件型號Mindspeed 2068、MAXIM 3646或是其它具有類似功能的組件，而光源20亦電連接於驅動器22，其中該光源20可以是雷射二極體(Laser Diode；LD)或是垂直共振腔表面發射型二極體(VerticalCavity Surface Emitter Laser；VCSEL)等，驅動器22的一端則電連接至一電源端28，以提供整體系統所需要的電源能量。
另一方面，在調整自動功率控制迴路時是以一雷射切割機26電連接至驅動器22的一端，該雷射切割機26可以提供雷射切割可切割式電阻的功能，同時，雷射切割機26中具有可以令設計者自行設定雷射切割程序的功能，使用者可以自行設定該雷射切割機26，使其接受驅動器22中自動功率控制迴路的指令，使驅動雷射切割機26可以同步對於可切割式電阻做適當的切割操作，當自動功率控制迴路調整完成時，亦同時使雷射切割機26停止切割操作，最好是其中該雷射可以是釹亞格雷射(Nd-YAG Laser)等。
本發明應用的控制方式則如下所述，請同時參照圖2以及圖4所示，其中圖4為實施本發明的流程方塊示意圖；首先，同時焊接驅動器22所需要的多個組件、第一可切割式電阻23與第二可切割式電阻24至一基板(圖中未顯示)上，如步驟41，最好是可以將這些組件與第一可切割式電阻23與第二可切割式電阻24同時設計成為表面黏著型(Surface Mound Device；SMD)，這樣在製造時可以應用自動化設備將其組件焊接至基板的預設位置上，增進位造時的效率與成功品率；接下來，將一雷射切割機26一端電連接至基板，亦即與驅動器22中的自動功率控制迴路相互連接，如步驟42；接下來，可以藉由調整驅動器22中的自動功率控制迴路同時，產生一指令，同步驅動雷射切割機順序分別對於第一可切割式電阻23與第二可切割式電阻24進行切割操作，如步驟43，其中，第一可切割式電阻23或是第二可切割式電阻24在被雷射切割的同時，其電阻值會不斷的提高，通過自動功率控制迴路的反饋，可以得到驅動器22的實時的輸出光功率的對應電流以及其相對應的消光比；接下來，判斷自動功率控制迴路是否調整得宜？如步驟44，其中，判斷的機制可以隨設計者而定，若是尚未調整完成，則回到步驟43繼續進行調整；最後，當確認調整完成時，調整驅動器22中的自動功率控制迴路亦產生一指令，使雷射切割機26停止雷射切割操作，如步驟45，完成後則可以將雷射切割機26移除即可，如此，則可以完成自動調整光收發器2所需要的適當的光學特性的設定。
上述的技術中，當以雷射切割機來進行切割可切割式電阻時，若以圖3A所示者為例，第一可切割式電阻23上會隨著切割線231切割後，使第一可切割式電阻23的傳輸電流能力下降，也就是其電阻值會相對於未切割前而提高，同理，亦可以於第一可切割式電阻23上切割成多條切割線231、232，如圖3B所示，或是切割成多條切割線231、233，如圖3C所示，亦可以於調整自動功率控制迴路過程中使第一可切割式電阻23的電阻值提高，或是如圖3D所示，在第一可切割式電阻23以雷射切割出切割線234，亦可以達到相同的目的。
由上述的說明可知，本發明的實施方式由於是應用可切割式電阻於調整驅動器的光輸出功率，可切割式電阻可以事先與其它組件一起焊接至基板上，最後再調整其成為適當的電阻值，這樣可以省去繁複的製作步驟，進而節省成本，同時，本發明的技術可以利用雷射切割機直接接收驅動器22中的自動功率控制迴路的指令，來直接控制可切割式電阻的電阻值，這樣更容易可以達到自動化的境地，更進一步可將成本降低，可見本發明的技術確實具有產業的應用價值。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，上述實施例僅是用來說明而非用以限定本發明的權利要求範圍，本發明的保護範疇是由本發明的權利要求所界定。凡依本發明的權利要求所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種應用可切割式電阻調整光源特性的系統，該系統包含一光源；一驅動器，用以驅動該光源發光，其中該驅動器包含一自動功率控制迴路；以及一第一可切割式電阻，電連接於該驅動器。
2.如權利要求1所述的應用可切割式電阻調整光源特性的系統，其中所述的第一可切割式電阻的電阻值變化時會使該驅動器中的該自動功率控制迴路相對產生變化，使該驅動器輸出至該光源的光輸出功率保持恆定，或是在不同的溫度下的變異量小於1dB。
3.如權利要求1所述的應用可切割式電阻調整光源特性的系統，其中所述的第一可切割式電阻的電阻值變化時會使該驅動器中的該自動功率控制迴路相對產生變化，進而控制該驅動器輸出至該光源的電流大小。
4.如權利要求1所述的應用可切割式電阻調整光源特性的系統，其中該系統還包含一第二可切割式電阻，電連接於該驅動器。
5.如權利要求4所述的應用可切割式電阻調整光源特性的系統，其中所述的第一可切割式電阻的電阻值變化時會使該驅動器中的該自動功率控制迴路相對產生變化，使該驅動器輸出至該光源的光輸出功率保持恆定，或是在不同的溫度下的變異量小於1dB；且該第二可切割式電阻的電阻值變化時會使該驅動器中的該自動功率控制迴路相對產生變化，進而控制該驅動器輸出至該光源的電流大小。
6.如權利要求1所述的應用可切割式電阻調整光源特性的系統，其中所述的光源選自於下列群組雷射二極體與垂直共振腔表面發射型二極體，該系統應用於一光收發器之中。
7.如權利要求1或4所述的應用可切割式電阻調整光源特性的系統，其中所述的第一或第二可切割式電阻可以藉由一雷射進行切割後改變其電阻值，其中所述的雷射為釹亞格雷射。
8.如權利要求1或4所述的應用可切割式電阻調整光源特性的系統，其中所述的第一或第二可切割式電阻分別為一表面黏著型的可切割式電阻。
9.如權利要求1所述的應用可切割式電阻調整光源特性的系統，其中當該系統在調整該可切割式電阻的電阻值時，該系統包含一雷射切割機，電連接至該驅動器，用以接收該驅動器的指令以便進行雷射切割操作。
10.一種應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中該系統包含一光源與一驅動器，該驅動器中包含一自動功率控制迴路，其中該方法包含下列步驟將該驅動器的多個組件與一第一可切割式電阻焊接至一基板上；將一雷射切割機電連接至該基板的該自動功率控制迴路上；調整該自動功率控制迴路的同時，該自動功率控制迴路會產生一指令，驅動該雷射切割機對於該第一可切割式電阻進行切割操作；以及完成調整該自動功率控制迴路時，該自動功率控制迴路會產生一指令，停止該雷射切割機的操作。
11.如權利要求10所述的應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中所述的第一可切割式電阻的電阻值變化時會使該驅動器中的該自動功率控制迴路相對產生變化，使該驅動器輸出至該光源的光輸出功率保持恆定，或是在不同的溫度下的變異量小於1dB。
12.如權利要求10所述的應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中所述的第一可切割式電阻的電阻值變化時會使該驅動器中的該自動功率控制迴路相對產生變化，進而控制該驅動器輸出至該光源的電流大小。
13.如權利要求10所述的應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中還包含一步驟，將一第二可切割式電阻焊接至該基板的另一位置上。
14.如權利要求13所述的應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中所述的第一可切割式電阻的電阻值變化時會使該驅動器中的該自動功率控制迴路相對產生變化，使該驅動器輸出至該光源的光輸出功率保持恆定，或是在不同的溫度下的變異量小於1dB；且該第二可切割式電阻的電阻值變化時會使該驅動器中的該自動功率控制迴路相對產生變化，進而控制該驅動器輸出至該光源的電流大小。
15.如權利要求10所述的應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中調整該自動功率控制迴路的同時，該自動功率控制迴路會產生一指令，驅動該雷射切割機對於該第一可切割式電阻與第二可切割式電阻分別進行切割操作。
16.如權利要求10或13所述的應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中所述的第一第一或第二可切割式電阻分別藉由一雷射進行切割後改變其電阻值，其中所述的雷射係為釹亞格雷射。
17.如權利要求10或13所述的應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中所述的第一或第二可切割式電阻分別為一表面黏著型的可切割式電阻。
18.如權利要求10所述的應用可切割式電阻調整光源特性的調整方法，其中所述的光源系選自於下列群組雷射二極體與垂直共振腔表面發射型二極體，該方法應用於一光收發器之中。
全文摘要
本發明披露了一種調整光輸出功率能夠恆定，並同時達到合格消光比的系統及其調整方法，其中該系統是藉由使用雷射切割電阻的技術，在驅動電路板上切割出合適的電阻值，來調整自動功率控制迴路。由於可切割式電阻是與其它組件一起利用表面貼片技術焊接完成，這樣一來，不但可以省去繁複的生產製造過程，還可提高產品的穩定性，進而節省生產成本。
文檔編號B23K26/00GK1832650SQ200510054458
公開日2006年9月13日 申請日期2005年3月10日 優先權日2005年3月10日
發明者陳懷霈, 郭俊林 申請人:臺達電子工業股份有限公司