CN103888190A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种光模块，涉及通信技术领域，能够保证EML眼图关键指标，同时方便对电吸收点的反向直流偏置电压的调节。该光模块包括：电吸收激光器和电阻单元，其中所述电阻单元一端与所述电吸收调制器耦接，所述电阻单元的另一端连接负电压，所述负电压用于通过所述电阻单元向所述电吸收激光器的电吸收调制器加载反向直流偏置电压；还包括反向直流偏置电压调节器，所述反向直流偏置电压调节器与所述电吸收调制器耦接，用于调节所述反向直流偏置电压。本发明应用于波分复用无源光网络光模块中。

Description

一种光模块

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

WDM-PON(Dense Wavelength Division Multiplexing-PassiveOptical Network,基于波分复用无源光网络)是一种采用波分复用技术的、点对点的无源光网络。即在同一根光纤中，双向采用波长数目大于3个以上，利用波分复用技术实现上行接入，能够以较低的成本提供较大的工作带宽，是光纤接入未来重要的发展方向。

目前，基于EML（Electlro-absorption Modulated Laser,电吸收调制激光器）的WDM-PON方案中EML作为WDM-PON的光源向WDM-PON发出预定波长的光信号，并通过在EML中的电吸收调制器的电吸收点施加反向偏置电压实现在不同channel下对不同波长光信号的吸收。

具体的，在现有技术中对于电吸收调制器的电吸收点的调节实现方式参照图1所示，射频调制驱动器连接电吸收激光器的MOD管脚，向电吸收激光器加载射频调制驱动信号，电吸收激光器的MOD端串联电阻R和电感L连接负电压VSS。通过负电压VSS为电吸收激光器提供反向直流偏置电压，使电吸收激光器实现对波长的吸收，得到调制信号。但是现有技术中加载到电吸收激光器上的反向直流偏置电压在负电压VSS的电压幅值和电阻单元R的阻值确定的前提下，反向直流偏置电压也是确定的，因此只能加载相同的反向直流偏置电压给电吸收激光器，而通常在电吸收激光器每个通道发出的波长是不相同的，因此如果需要在每个通道均能产生理想的调制信号对于每个通道实际需要吸收的波长也要求有所不同，这样电吸收激光器光信号眼图关键指标（例如：激光器光信号的光功率、消光比、抖动及模板余量）才不会存在缺陷，呈现较好的眼图效果。但是如果想要调节加载到电吸收激光器上的反向直流偏置电压，就需要根据每个通道吸收波长的需求依次调整电阻单元R的阻值来实现，这样就给调节带来了很大的不便。

发明内容

本发明的实施例提供一种光模块，能够保证EML眼图关键指标，同时方便对电吸收点的反向直流偏置电压的调节。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种光模块，包括：电吸收激光器和电阻单元，其中所述电阻单元一端与所述电吸收调制器耦接，所述电阻的另一端连接负电压，所述负电压用于通过所述电阻单元用于向所述电吸收激光器的电吸收调制器加载反向直流偏置电压；

还包括反向直流偏置电压调节器，所述反向直流偏置电压调节器与所述电吸收调制器耦接，用于调节所述反向直流偏置电压。

可选的，所述反向直流偏置电压调节器包括：调压电源，负反馈放大单元和耦合单元；

所述调压电源连接所述负反馈放大单元的输入端，所述调压电源用于向所述负反馈放大单元输入第一电压；

所述负反馈放大单元用于接收所述第一电压，并通过负反馈放大所述第一电压在输出端输出第二电压；

所述耦合单元将所述负反馈放大单元的输出端和所述电吸收调制器耦接，用于将所述第二电压加载至所述电吸收调制器，以调节所述反向直流偏置电压。

可选的，所述负反馈放大单元包括：

运算放大器，第一电阻子单元，第二电阻子单元和第三电阻子单元；

其中，所述第一电阻子单元的一端连接所述负反馈放大单元的输入端，所述第一电阻子单元的另一端连接所述运算放大器的反相输入端；

所述第二电阻子单元的一端接地，所述第二电阻子单元的另一端连接所述运算放大器的同相输入端；

所述运算放大器的输出端连接所述第三电阻子单元的一端，所述第三电阻子单元的另一端连接所述运算放大器的反相输入端；

所述运算放大器的输出端还连接所述耦合单元。

可选的，所述负反馈放大单元还包括：第一电容子单元，所述运算放大器的反相输入端串联所述第一电容单元接地。

可选的，所述耦合单元包括：第四电阻子单元，所述第四电阻子单元的一端连接所述负反馈放大单元的输出端，所述第四电阻子单元的一端连接所述电吸收调制器。

可选的，所述调压电源为MCU微控制单元。

可选的，所述反向直流偏置电压调节器通过第一电感单元与所述电吸收调制器耦接。

本发明的实施例提供一种光模块，通过反向直流偏置电压调节器调节EML的电吸收调制器的反向直流偏置电压，进而为电吸收调制器提供了动态可变的电吸收点反向直流偏置电压，因此实现了在不同channel下对不同波长的吸收峰提供适应的反向偏置电流，由于电吸收点反向直流偏置电压直接决定EML的发射信号的光功率、消光比、抖动及模板余量，因此本发明的实施例提供的光模块保证EML眼图关键指标，同时由于直接通过反向直流偏置电压调节器调节EML的电吸收调制器的反向直流偏置电压，避免了直接对电阻单元阻值的调整，方便了对电吸收点的反向直流偏置电压的调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种光模块的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的一种光模块的结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的一种电吸收激光器的结构示意图；

图4为本发明的另一实施例提供的一种光模块的结构示意图；

图5为本发明的实施例提供的一种负反馈放大单元的结构示意图；

图6为本发明的又一实施例提供的一种光模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例提供一种光模块，参照图2所示，该光模块包括：电吸收激光器11和电阻单元13，其中所述电阻单元13一端与所述电吸收调制器111耦接，所述电阻单元13的另一端连接负电压VSS，所述负电压VSS用于通过所述电阻单元13向所述电吸收激光器11的电吸收调制器111加载反向直流偏置电压；

还包括反向直流偏置电压调节器14，所述反向直流偏置电压调节器14与所述电吸收调制器111耦接，用于调节所述反向直流偏置电压。

根据现有技术，图2中还示出了射频调制驱动器12，其中该射频调制驱动器12与所述电吸收激光器11的电吸收调制器111耦接，用于向所述电吸收调制器111加载射频调制驱动信号。

其中参照图3所示，提供了一种电吸收激光器的内部结构示意图，如图所示包括LD（Laser Diode，半导体激光器）、Rth（阈值电阻），EA（Electlro-absorption，电吸收调制）器件和TEC（Thermoelectric Cooler，半导体致冷器），DBR（distributed Bragg reflective，分布布拉格反射）器件，其中，EA器件构成电吸收激光器的电吸收调制器，电吸收激光器发射波长的可调谐是通过外部DBR电流注入到内部布拉格光栅上使得其折射率发生改变从而来改变光发射波长，其中对每一个channel而言，LD发出连续稳定的光；而通过外部调制电路（射频调制驱动器12）把射频调制驱动信号加在EA器件上，以便获得“明”“暗”的0、1数字信号，具体的EA器件是一种P-I-N（p-type,intrinsic,n-type；P型-本征-N型）半导体器件，其I层有多量子阱波导构成。当调制电压使P-I-N反向偏置时，入射光完全被I层吸收，入射光不能通过I层，相当于“0”码；反之，当偏置电压为零时，势垒小时，入射光不被I层吸收而通过它，相当于“1”码，从而实现对入射光的调制；因此调制过程是需要得到“0”、“1”码，对于“1”码是只需要反向偏置电压为0V即可，因此该反向偏置电压的主要作用是调制获得“0”码，即需要的是加载到吸收调制器的反向偏置电压能使入射光完全被I层吸收，而反向偏置电压不同，对波长的吸收程度就不同，所以对不同的channel上不同的波长想要完全被吸收就需要加载不同的反向偏置电压，从而得到“0”码。当给EA器件加上适当的反向直流偏置和射频调制驱动信号，分布反馈半导体激光器输出的连续光经EA器件受外加驱动信号的调制从而得到“0”、“1”码。TEC是电吸收激光器的热电控制器件用于实现对电吸收激光器温度控制，Rth是内嵌于激光器内部的热敏电阻的电压反馈管脚，用于对激光器的工作温度反馈给TEC电路，形成TEC闭环调节。参照图3所示，电吸收激光器的管脚为电吸收激光器内部的器件提供工作电压或工作电流。上述实施例中的所述射频调制驱动器12与所述电吸收激光器11的电吸收调制器111耦接，所述电阻单元13与所述电吸收调制器111耦接，所述反向直流偏置电压调节器14与所述电吸收调制器111耦接，均是与MOD管脚的连接，即将对应的信号加载到该MOD管脚上。此外本发明中的耦接可一直器件之间通过导线直接连接或者串联耦合器件。

本发明的实施例提供一种光模块，通过反向直流偏置电压调节器调节EML的电吸收调制器的反向直流偏置电压，进而为电吸收调制器提供了动态可变的电吸收点反向直流偏置电压，因此实现了在不同channel下对不同波长的吸收峰提供适应的反向偏置电流，由于电吸收点反向直流偏置电压直接决定EML的发射信号的光功率、消光比、抖动及模板余量，因此保证EML眼图关键指标，同时由于直接通过反向直流偏置电压调节器调节EML的电吸收调制器的反向直流偏置电压，避免了直接对电阻单元阻值的调整，方便了对电吸收点的反向直流偏置电压的调节。

进一步的参照图4所示，所述反向直流偏置电压调节器14包括：调压电源141，负反馈放大单元142和耦合单元143；

所述调压电源141连接所述负反馈放大单元142的输入端，所述调压电源141用于向所述负反馈放大单元142输入第一电压；

所述负反馈放大单元142用于接收所述第一电压，并通过负反馈放大所述第一电压在输出端输出第二电压；

所述耦合单元143将所述负反馈放大单元142的输出端和所述电吸收调制器111耦接，用于将所述第二电压加载至所述电吸收调制器111，以调节所述反向直流偏置电压。

可选的，参照图5所示所述负反馈放大单元142包括：

运算放大器E1，第一电阻子单元R1，第一电容子单元C1，第二电阻子单元R2和第三电阻子单元R3；

其中，所述第一电阻子单元R1的一端连接所述负反馈放大单元142的输入端，所述第一电阻子单元R1的另一端连接所述运算放大器E1的反相输入端，即第一电阻子单元R1一端连接调压电源141（这里调压电源141连接所述负反馈放大单元142的输入端向所述负反馈放大单元142输入电压），另一端连接运算放大器E1的反相输入端；

所述第二电阻子单元R2的一端接地，所述第二电阻子单元R2的另一端连接所述运算放大器E1的同相输入端；

所述运算放大器E1的输出端连接所述第三电阻子单元R3的一端，所述第三电阻子单元R3的另一端连接所述运算放大器E1的反相输入端；

所述运算放大器E1的输出端还连接所述耦合单元143。

进一步的，所述运算放大器E1的反相输入端串联所述第一电容单元C1接地，对于运算放大器的反相输入端主要作用是调压电源连接第一电阻子单元R1，此时这个地方连接第一电容子单元C1是做输入反相输入端电压的滤波功能。

可选的，所述耦合单元143包括：第四电阻子单元R4，所述第四电阻子单元R4的一端连接所述负反馈放大单元的输出端，所述第四电阻子单元R4的一端连接所述电吸收调制器111。

需要说明的是以上各个电阻单元、电阻子单元、电容子单元可以为一个或多个器件的组合实现，即上述任一电阻单元或电阻子单元可以包括至少一个电阻，当上述任一电阻子单元中包含至少两个电阻时，所述电阻子单元内的电阻可以并联的，也可以是串联的，且所述电阻的大小可以是固定的，也可以是变化的；上述电容子单元可以包括至少一个电容，当上述电容子单元中包含至少两个电容时，所述电容子单元内的电容可以是并联的，也可以是串联的，且所述电容的大小可以是固定的，也可以是变化的，参照图6，电阻单元、电阻子单元、电容子单元仅是以有一个器件组成为例进行说明，此时第一电阻子单元R1包含一个电阻R11，第一电容子单元C1包含一个电容C11，第二电阻子单元R2包含一个电阻R21和第三电阻子单元R3包含一个电阻R31，第四电阻子单元R4包含一个电阻R41，电阻单元13包含一个电阻R51，其中调压电源141可以为MCU（Micro Control Unit，微控制单元），具体的MCU可以采用单片机实现，单片机的DA端（Digital to Analog，数模转换）输出第一电压V1，单片机的DA端通过R11连接到运算放大器E1的反相输入端（1脚），运算放大器E1的同相输入端（2脚）通过电阻R21接地，通过R31连接E1的反相输入端（1脚）形成反馈回路，那么运算放大器E1的输出端（3脚）输出第二电压V2，其中电阻R51用于提供EA电吸收点反向直流偏置电压，其中电阻R51连接VSS的一端通常为-3V，该第二电压V2用作调节EA电吸收点反向直流偏置电压的负压，这样由于运算放大器E1的工作特性，设置单片机输出电压V1，根据不同的channel不同波长设置不同的V1值，这样V2与VSS在电阻R51的另一端产生的电压的叠加得到电吸收点反向直流偏置电压，由于V2的幅值可软件设置成不一样的值，因此可以得到不一样的电吸收点反向直流偏置电压。由而实现的EA电吸收点反向直流偏置电压的软件可调模式。可知的是，运算放大器E1反相输入端（1脚）、同相输入端（2脚）和输出端（3脚）还具有两个提供工作电压的管脚附图中未画出。

此外在现有技术中如果需要调整EA电吸收点反向直流偏置电压时需要通过更换R51或者调整R51的阻值的硬件调节方式实现，本申请提供的光模块可以避免这种硬件调试的繁琐。由于从单片机输出的电压V1是有限制的，单片机DA端输出电压介于0-2.5V之间。根据运算放大电路的放大原理，调节单片机与运算放大器连接的电阻阻值可以来调节输出电压的精度和量程范围。例如，设定R11=5.1KΩ，R31=5.1KΩ，由于运算放大器E1的工作特性，可得V2=-(R2/R3)V1。另外，在电路中串联了电阻R41是电路间的耦合兼容，当然通过将电阻R41断路可以去除本申请所实现的吸收点反向直流偏置电压调节功能，直接采用原来硬件调节方式。

其中，如图6所示，射频调制驱动器12通过电容C21与MOD管脚耦接向电吸收调制器111加载射频调制驱动信号，可选的，反向直流偏置电压调节器通过第一电感单元与所述电吸收调制器耦接；在现有技术中反向直流偏置器通常也是通过电感与所述电吸收调制器耦接，附图6中电阻R41的一端通过串联第一电感单元L连接所述电吸收调制器111，所述电阻R51的另一端串联第一电感单元L连接与所述电吸收调制器耦接，这里由于控制反向直流偏置电压调节器14和电阻单元13控制的电吸收点相同，因此共用第一电感单元L。其中第一电感单元L为耦合电感，其稳定电吸收点电压的作用，其中附图6中第一电感单元L也是一个电感器件为例进行说明，可以理解的是该第一电感单元L可以为多个电感器件的并联或者串联。

本发明的实施例提供一种光模块，通过反向直流偏置电压调节器调节EML的电吸收调制器的反向直流偏置电压，进而为电吸收调制器提供了动态可变的电吸收点反向直流偏置电压，因此实现了在不同channel下对不同波长的吸收峰提供适应的反向偏置电流，由于电吸收点反向直流偏置电压直接决定EML的发射信号的光功率、消光比、抖动及模板余量，保证EML眼图关键指标，同时由于直接通过反向直流偏置电压调节器调节EML的电吸收调制器的反向直流偏置电压，避免了直接对电阻单元阻值的调整，方便了对电吸收点的反向直流偏置电压的调节。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种光模块，包括：电吸收激光器和电阻单元，其中所述电阻单元一端与所述电吸收调制器耦接，所述电阻单元的另一端连接负电压，所述负电压用于通过所述电阻单元向所述电吸收激光器的电吸收调制器加载反向直流偏置电压；其特征在于，

还包括反向直流偏置电压调节器，所述反向直流偏置电压调节器与所述电吸收调制器耦接，用于调节所述反向直流偏置电压。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述反向直流偏置电压调节器包括：调压电源，负反馈放大单元和耦合单元；

所述调压电源连接所述负反馈放大单元的输入端，所述调压电源用于向所述负反馈放大单元输入第一电压；

所述负反馈放大单元用于接收所述第一电压，并通过负反馈放大所述第一电压在输出端输出第二电压；

所述耦合单元将所述负反馈放大单元的输出端和所述电吸收调制器耦接，用于将所述第二电压加载至所述电吸收调制器，以调节所述反向直流偏置电压。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述负反馈放大单元包括：

运算放大器，第一电阻子单元，第二电阻子单元和第三电阻子单元；

其中，所述第一电阻子单元的一端连接所述负反馈放大单元的输入端，所述第一电阻子单元的另一端连接所述运算放大器的反相输入端；

所述第二电阻子单元的一端接地，所述第二电阻子单元的另一端连接所述运算放大器的同相输入端；

所述运算放大器的输出端连接所述第三电阻子单元的一端，所述第三电阻子单元的另一端连接所述运算放大器的反相输入端；

所述运算放大器的输出端还连接所述耦合单元。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述负反馈放大单元还包括：第一电容子单元，所述运算放大器的反相输入端串联所述第一电容子单元接地。

5.根据权利要求2-4任一项所述的光模块，其特征在于，所述耦合单元包括：第四电阻子单元，所述第四电阻子单元的一端连接所述负反馈放大单元的输出端，所述第四电阻子单元的一端连接所述电吸收调制器。

6.根据权利要求2-4任一项所述的光模块，其特征在于，所述调压电源为MCU微控制单元。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述反向直流偏置电压调节器通过第一电感单元与所述电吸收调制器耦接。

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