一种光通信有源器件其温漂控制方法

文档序号:1818959 发布日期:2021-11-09 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种光通信有源器件其温漂控制方法 (Temperature drift control method of optical communication active device ) 是由 周四海 齐鹏远 段志成 于 2021-08-05 设计创作,主要内容包括:本发明涉及光通信器件技术领域,公开了一种光通信有源器件及其温漂控制方法,包括激光发射模块,用于发射激光;若干温度调整模块,用于调整自身温度,温度调整模块与激光发射模块之间的距离在预设的第一距离内,且各温度调整模块与激光发射模块的距离均不一致;波长采集模块,连用于采集激光的中心波长;波形分析模块,用于对激光的中心波长进行分析,得到一波形分析结果;温度检测模块,用于采集各温度调整模块的实时温度数据;输出调整模块,用于分别根据波形分析结果以及各实时温度数据调整对各温度调整模块的输出信号;温度调整模块根据输出信号调整自身温度。本发明用于调整激光发送模块的温度,以控制激光的波长范围。(The invention relates to the technical field of optical communication devices, and discloses an optical communication active device and a temperature drift control method thereof, wherein the optical communication active device comprises a laser emitting module, a temperature drift control module and a temperature drift control module, wherein the laser emitting module is used for emitting laser; the temperature adjusting modules are used for adjusting the temperature of the laser emitting modules, the distance between each temperature adjusting module and the laser emitting module is within a preset first distance, and the distances between each temperature adjusting module and the laser emitting module are different; the wavelength acquisition module is connected with the central wavelength of the laser; the waveform analysis module is used for analyzing the central wavelength of the laser to obtain a waveform analysis result; the temperature detection module is used for acquiring real-time temperature data of each temperature adjustment module; the output adjusting module is used for adjusting output signals of the temperature adjusting modules according to the waveform analysis result and the real-time temperature data; the temperature adjusting module adjusts the temperature of the temperature adjusting module according to the output signal. The invention is used for adjusting the temperature of the laser transmitting module so as to control the wavelength range of the laser.)

一种光通信有源器件其温漂控制方法

技术领域

本发明涉及光通信器件技术领域,尤其涉及一种光通信有源器件其温漂控制方法。

背景技术

光通信有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件,是光传输系统的心脏。将电信号转换成光信号的器件称为光源,主要有半导体发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。现有的光纤通信网络中广泛使用粗波分复用(CWDM:Coarse WDM)技术,应用粗波分复用技术的激光器是一种光通信有源器件。

工业级温度范围是指产品的使用范围在-40℃~85℃之间。目前工业生产和使用过程中也包括很多需要工业级温度范围的应用场合,比如5G基站和其它军工、工业专网等。应用粗波分复用技术的激光器也需要在工业级温度范围内才能够正常使用,当应用粗波分复用技术的激光器的使用温度大于工业级温度范围或小于工业级温度范围时,激光器发射的激光的中心波长均会发生严重偏移,使得该激光器无法正常使用。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种光通信有源器件其温漂控制方法,用于实现对光通信有源器件内部的激光发送模块的周围温度在较大范围内进行调整,以控制激光的波长范围。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种光通信有源器件,包括:

激光发射模块,用于发射激光;

若干温度调整模块,所述温度调整模块用于调整自身温度,所述温度调整模块与所述激光发射模块之间的距离在预设的第一距离内,且各所述温度调整模块与所述激光发射模块的距离均不一致;

波长采集模块,连接所述激光发射模块,用于采集所述激光的中心波长;

波形分析模块,连接所述波长采集模块,用于对所述激光的中心波长进行分析,得到一波形分析结果;

温度检测模块,连接各所述温度调整模块,用于采集各所述温度调整模块的实时温度数据;

输出调整模块,分别连接所述波形分析模块、所述温度检测模块和各所述温度调整模块,用于分别根据所述波形分析结果以及各所述实时温度数据调整对各所述温度调整模块的输出信号;

所述温度调整模块根据所述输出信号调整自身温度,当所述温度调整模块的自身温度改变时,所述激光发射模块周围的温度被改变。

进一步地,所述波形分析模块包括:

第一分析单元,用于对所述激光的中心波长进行分析,并在所述激光的中心波长不大于预设的第一波长阈值时,生成第一波形分析结果;

第二分析单元,用于对所述激光的中心波长进行分析,并在所述激光的中心波长大于预设的第二波长阈值时,生成第二波形分析结果;

第三分析单元,用于对所述激光的中心波长进行分析,并在所述激光的中心波长大于所述第一波长阈值且不大于所述第二波长阈值时,生成第三波形分析结果。

进一步地,所述温度检测模块包括过滤单元,用于在所述实时温度数据不大于一第一温度阈值或所述实时温度数据大于一第二温度阈值时,滤除所述实时温度数据;

以及在所述实时温度数据大于所述第一温度阈值且所述实时温度数据不大于所述第二温度阈值时,将所述实时温度数据发送至所述输出调整模块。

进一步地,所述输出调整模块包括:

第一处理单元,用于根据所述第一波形分析结果和所述实时温度数据处理得到一第一输出信号;

第二处理单元,用于根据所述第二波形分析结果和所述实时温度数据处理得到一第二输出信号;

第三处理单元,用于根据所述第三波形分析结果和所述实时温度数据处理得到一第三输出信号。

进一步地,所述温度调整模块设置有三个,分别为第一温度调整模块、第二温度调整模块和第三温度调整模块;

则相应的温度检测模块也设置有三个,分别为第一温度检测模块、第二温度检测模块和第三温度检测模块,所述第一温度检测模块用于采集所述第一温度调整模块的所述实时温度数据,所述第二温度检测模块用于采集所述第二温度调整模块的所述实时温度数据,所述第三温度检测模块用于采集所述第三温度调整模块的所述实时温度数据;

所述第一温度调整模块与所述激光发射模块的距离为第一距离,所述第一温度调整模块在接收到所述第一输出信号时调整自身温度,使得自身温度降低至一预设温度范围内并维持一预设时间段;

所述第二温度调整模块与所述激光发射模块的距离为第二距离,所述第二温度调整模块在接收到所述第二输出信号时调整自身温度,使得自身温度升高至所述预设温度范围内并维持所述预设时间段;

所述第三温度调整模块与所述激光发射模块的距离为第三距离,所述第三温度调整模块在接收到所述第三输出信号时,在所述预设时间段内将自身温度维持在所述预设温度范围内。

进一步地,该光通信有源器件还包括温度隔离模块,设置在各所述温度调整模块之间,用于对各所述温度调整模块进行温度隔离。

进一步地,该光通信有源器件为粗波分复用激光器,则所述激光发射模块为激光器芯片,所述温度调整模块为薄膜电阻。

进一步地,所述粗波分复用激光器包括管帽和管座,所述管帽焊接于所述管座上端,所述管座上端固定设置有半圆柱形的支撑部,所述支撑部的下端面固定于所述管座上端,与所述支撑部的平整侧面相抵设置有陶瓷基板,所述陶瓷基板远离所述支撑部一面贴合设置有所述激光器芯片、若干所述薄膜电阻和微带线,所述激光器芯片设置在所述陶瓷基板的上部,若干所述薄膜电阻均匀间隔排布在所述陶瓷基板的下方,所述激光器芯片通过金线连接所述微带线。

进一步地,所述管座上端还设置有探测器芯片,所述探测器芯片位于所述激光器芯片的下方;所述管座贯穿设置有若干管脚,各所述管脚通过金线连接所述微带线或焊锡焊接所述微带线,其中一个所述管脚通过金线连接所述探测器芯片。

一种光通信有源器件的温漂控制方法,应用于上述的光通信有源器件,所述温漂控制方法包括:

步骤S1,所述激光发射模块发射激光,所述波长采集模块采集所述激光的中心波长,随后进入步骤S2;

步骤S2,所述波形分析模块对所述激光的中心波长进行分析,得到一波形分析结果,随后进入步骤S3;

步骤S3,所述温度检测模块采集各所述温度调整模块的实时温度数据,随后进入步骤S4;

步骤S4,所述输出调整模块分别根据所述波形分析结果以及各所述实时温度数据调整对各所述温度调整模块的输出信号,所述温度调整模块根据所述输出信号调整自身温度,当所述温度调整模块的自身温度改变时,所述激光发射模块周围的温度被改变。

本发明的有益效果:

本发明设置在靠近激光发射模块处设置温度调整模块,实现了通过调整对温度调整模块输出信号以调整温度调整模块的发热量,进而在较大范围内调整激光发射模块周围的温度,使得激光发射模块周围的温度保持在工业级温度范围内,保证了光通信有源器件的使用效果。

附图说明

图1是本发明中光通信有源器件的结构原理图;

图2是本发明中光通信有源器件的外部结构示意图;

图3是本发明中光通信有源器件的内部结构示意图;

图4是本发明中温漂控制方法的流程图。

附图标记:1、激光发射模块;2、温度调整模块;21、第一温度调整模块; 22、第二温度调整模块;23、第三温度调整模块;3、波长采集模块;4、波形分析模块;41、第一分析单元;42、第二分析单元;43、第三分析单元;5、温度检测模块;51、第一温度检测模块;52、第二温度检测模块;53、第三温度检测模块;54、过滤单元;6、输出调整模块;61、第一处理单元;62、第二处理单元;63、第三处理单元;10、管帽;20、管座;201、支撑部;202、陶瓷基板;203、微带线;204、探测器芯片;205、管脚。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本发明为一种光通信有源器件,如图1所示,包括:

激光发射模块1,用于发射激光;

若干温度调整模块2,温度调整模块2用于调整自身温度,温度调整模块2 与激光发射模块1之间的距离在预设的第一距离内,且各温度调整模块2与激光发射模块1的距离均不一致;

波长采集模块3,连接激光发射模块1,用于采集激光的中心波长;

波形分析模块4,连接波长采集模块3,用于对激光的中心波长进行分析,得到一波形分析结果;

温度检测模块5,连接各温度调整模块2,用于采集各温度调整模块2的实时温度数据;

输出调整模块6,分别连接波形分析模块4、温度检测模块5和各温度调整模块2,用于分别根据波形分析结果以及各实时温度数据调整对各温度调整模块 2的输出信号;

温度调整模块2根据输出信号调整激光发射模块1周围的温度,当温度调整模块2的自身温度改变时,激光发射模块1周围的温度被改变。

具体地,本实施例中,第一距离可以为1cm,当温度调整模块2与激光发射模块2之间的距离在1cm范围内时,温度调整模块2的自身温度发生变化时,能改变激光发射模块1周围的温度,进而对激光的中心波长进行调整。当激光发射模块1发射激光之后,波长采集模块3实时采集激光的中心波长,并发送至波长分析模块4。波长分析模块4对激光的中心波长进行分析,得到相应的波长分析结果,并发送至输出调整模块6。同时温度检测模块5还采集每个温度调整模块2表面的实时温度,并发送至输出调整模块6。输出调整模块6对波形分析结果和多组实时温度数据进行综合分析,生成不同的输出信号并发送至不同的温度调整模块2,温度调整模块2调整自身温度,进而在较大范围内改变激光发射模块1周围的温度,使得激光发射模块1周围的温度维持在工业温度范围内,实现了对激光的波长范围进行控制。

本发明的较佳的实施例中,波形分析模块4包括:

第一分析单元41,用于对激光的中心波长进行分析,并在激光的中心波长不大于预设的第一波长阈值时,生成第一波形分析结果;

第二分析单元42,用于对激光的中心波长进行分析,并在激光的中心波长大于预设的第二波长阈值时,生成第二波形分析结果;

第三分析单元43,用于对激光的中心波长进行分析,并在激光的中心波长大于第一波长阈值且不大于第二波长阈值时,生成第三波形分析结果。

具体地,本实施例中,第一波长阈值可以为1270nm,第二波长阈值可以为 1610nm。当激光的中心波长不大于1270nm时,第一分析单元41生成表明该波形的波长过短的第一分析结果并发送至输出调整模块6;当激光的中心波长大于 1610nm时,第二分析单元42生成表明该波形的波长过长的第二分析结果并发送至输出调整模块6;当激光的中心波长在1270nm-1610nm之间时,第三分析单元 43生成表明该波形在正常范围内的第三分析结果并发送至输出调整模块6。

本发明的较佳的实施例中,温度检测模块5包括过滤单元54,用于在实时温度数据不大于预设的第一温度阈值或实时温度数据大于预设的第二温度阈值时,滤除实时温度数据;

以及在实时温度数据大于第一温度阈值且实时温度数据不大于第二温度阈值时,将实时温度数据发送至输出调整模块6。

具体地,本实施例中,第一温度阈值可以为-40℃,第二温度阈值可以为 85℃。在温度检测模块5中设置过滤单元54,实现了对温度检测模块5采集到的实时温度数据的有效过滤,使得温度检测模块5发送至输出调整模块6的实时温度数据在工业温度范围内,避免实时温度数据过于极端导致输出至温度调整模块2的输出信号过于极端,缩短了温度调整模块2的使用寿命,提升了本技术方案的耐用性。

本发明的较佳的实施例中,所述输出调整模块6包括:

第一处理单元61,用于根据第一波形分析结果和实时温度数据处理得到一第一输出信号;

第二处理单元62,用于根据第二波形分析结果和实时温度数据处理得到一第二输出信号;

第三处理单元63,用于根据第三波形分析结果和实时温度数据处理得到一第二输出信号。

具体地,本实施例中,第一处理单元61在接收到表明波长过短的第一分析结果时,结合实时温度数据生成第一输出信号,以控制相应的温度调整模块2 降低激光发射模块1周围的温度;第二处理单元62在接收到表明波长过长的第二分析结果时,结合实时温度数据生成第二输出信号,以控制相应的温度调整模块2升高激光发射模块1周围的温度;第三处理单元63在接收到表明波长在正常范围内的第三分析结果时,结合实时温度生成第三输出信号,以控制相应的温度调整模块2维持激光发射模块1周围的温度。

本发明的较佳的实施例中,温度调整模块2设置有三个,分别为第一温度调整模块21、第二温度调整模块22和第三温度调整模块23;

则相应的温度检测模块5也设置有三个,分别为第一温度检测模块51、第二温度检测模块52和第三温度检测模块53,第一温度检测模块51用于采集第一温度调整模块21的实时温度数据,第二温度检测模块52用于采集第二温度调整模块22的实时温度数据,第三温度检测模块53用于采集第三温度调整模块23的实时温度数据;

第一温度调整模块21与激光发射模块1的距离为第一距离,第一温度调整模块21在接收到第一输出信号时调整自身温度,使得自身温度降低至一预设温度范围内并维持一预设时间段;

第二温度调整模块22与激光发射模块1的距离为第二距离,第二温度调整模块22在接收到第二输出信号调整自身温度,使得自身温度升高至预设范围内并维持预设时间段;

第三温度调整模块23与激光发射模块1的距离为第三距离,第三温度调整模块23在接收到第三输出信号时,在预设时间段内将自身温度维持在预设温度范围内。

具体地,本实施例中,第一温度调整模块21、第二温度调整模块22和第三温度调整模块23可以依次纵向排列,各温度调整模块2之间的距离一致。第一温度调整模块21与激光发射模块1之间的距离最近,第二温度调整模块22与激光发射模块1之间的距离最远,第三温度调整模块23设置在第一温度调整模块21与第三温度调整模块23之间。预设时间段可以为5分钟,预设温度范围可以为20℃到30℃。当第一温度调整模块21在接收到第一输出信号时,第一温度调整模块21根据第一输出信号降低自身温度,进而降低激光发射模块1周围的温度,使得激光发射模块1发射的激光的中心波长变长,进而使得波长落入合适的波长范围内;当第二温度调整模块22在接收到第二输出信号时,第二温度调整模块22根据第二输出信号升高自身温度,进而升高激光发射模块1周围的温度,使得激光发射模块1发射的激光的中心波长变短,进而使得波长落入合适的波长范围内;当第三温度调整模块23在接收到第三输出信号时,第三温度调整模块23根据第三输出信号维持自身温度,进而维持激光发射模块1周围的温度,使得中心波长保持在合适的波长范围内。

本发明的较佳的实施例中,如图3所示,该光通信有源器件还包括温度隔离模块7,设置在各温度调整模块2之间,用于对各温度调整模块2进行温度隔离。通过在各温度调整模块2之间设置温度隔离模块7,实现了对各温度调整模块2之间的有效温度隔离,避免各温度检测模块5对相应的温度调整模块2进行实时温度数据采集时受到其他温度调整模块2的影响。

本发明的较佳的实施例中,该光通信有源器件为粗波分复用激光器,则激光发射模块1为激光器芯片,温度调整模块2为薄膜电阻。

本发明的较佳的实施例中,如图2所示,粗波分复用激光器包括管帽10和管座20,管帽10焊接于管座20上端,管座20上端固定设置有半圆柱形的支撑部201,支撑部201的下端面固定于管座20上端,与支撑部201的平整侧面相抵设置有陶瓷基板202,陶瓷基板202远离支撑部201一面贴合设置有激光器芯片、若干薄膜电阻和微带线203,激光器芯片设置在陶瓷基板202的上部,若干薄膜电阻均匀间隔排布在陶瓷基板202的下方,激光器芯片通过金线连接微带线203。

本发明的较佳的实施例中,管座20上端还设置有探测器芯片204,探测器芯片204位于激光器芯片的下方;管座20贯穿设置有若干管脚205,各管脚205 通过金线连接微带线203或焊锡焊接微带线203,其中一个管脚205通过金线连接探测器芯片204。

一种光通信有源器件的温漂控制方法,应用于上述的光通信有源器件,如图4所示,温漂控制方法包括:

步骤S1,激光发射模块1发射激光,波长采集模块3采集激光的中心波长,随后进入步骤S2;

步骤S2,波形分析模块4对激光的中心波长进行分析,得到一波形分析结果,随后进入步骤S3;

步骤S3,温度检测模块5采集各温度调整模块2的实时温度数据,随后进入步骤S4;

步骤S4,输出调整模块6分别根据波形分析结果以及各实时温度数据调整对各温度调整模块的输出信号,温度调整模块2根据输出信号调整自身温度,当温度调整模块2的自身温度改变时,激光发射模块1周围的温度被改变。

以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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