CN110391846A - 可调谐激光器组件 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种可调谐激光器组件，属于电子技术领域。所述可调谐激光器组件包括第一基板、第二基板、连接部件、第一激光器、第二激光器、对外接口、控制器、模数转换器、数模转换器、驱动电路、转换电路和电源转换电路。其中：第一基板通过连接部件和第二基板电连接，第二基板安装于第一基板的上方；第一激光器、第二激光器、对外接口、控制器、模数转换器、数模转换器、驱动电路、转换电路、电源转换电路中的部分器件安装于第一基板电连接上，其它部分器件安装于第二基板电连接上。采用本公开，将基板分为第一基板和第二基板，并通过连接部件将第一基板和第二基板连接为具有上下结构的模块，节省了安装空间。

Description

可调谐激光器组件

技术领域

本公开是关于电子技术领域，尤其是关于一种可调谐激光器组件。

背景技术

ITLA(Integrated Tunable Laser Assembly，可调谐激光器组件)中的激光器用于发射激光，它可以用于通信领域。一般不单独使用ITLA，而是通过预设的接口将ITLA连接在主机上进行使用。因此，在设计主机时，会参照OIF(Optical Internet Forum，光联网论坛)协议规定，在主机上给ITLA留有一定的空间，用于安装ITLA。

在OIF协议中规定ITLA的尺寸大小为：宽度为20毫米、长度最长不超过45毫米。

OIF协议规定的ITLA中只包含一个激光器，一个激光器只能在同一时间发射一束激光。而成品主机(即相干光模块)在同一时间需要发射两束激光。因此，可以在成品主机中设置两个ITLA。然而，由于在成品主机中设置了两个ITLA，所以需要扩大成品主机的尺寸，很难满足成品主机小型化的演进需求。

在实现本公开的过程中，发明人发现至少存在以下问题：

如果不扩大成品主机的尺寸，可以在一个ITLA中设置两个激光器用于在同一时间发射两束激光。但是，在一个ITLA中需要布局的器件较多，需要的布局空间较大。现有技术中的设置有两个激光器的ITLA的尺寸(宽度和长度)一般都大于OIF协议中规定的尺寸，进而尺寸过大的ITLA很难安装于成品主机上。

发明内容

为了克服相关技术中存在的问题，本公开提供了以下技术方案：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种可调谐激光器组件，所述可调谐激光器组件包括：第一基板、第二基板、连接部件、第一激光器、第二激光器、对外接口、控制器、模数转换器、数模转换器、驱动电路、转换电路和电源转换电路，其中：

所述第一基板通过所述连接部件和所述第二基板电连接，所述第二基板安装于所述第一基板的上方；

所述第一激光器、所述第二激光器、所述对外接口、所述控制器、所述模数转换器、所述数模转换器、所述驱动电路、所述转换电路、所述电源转换电路中的部分器件安装于所述第一基板上，其它部分器件安装于所述第二基板上。

将基板分为第一基板和第二基板，并通过连接部件将第一基板和第二基板连接为具有上下结构的模块，节省了安装空间。进而，即使可调谐激光器组件中的器件较多，需要的布局空间较大，本公开提供的可调谐激光器组件的尺寸也可以被限制在协议规定的范围内。从而，本公开提供的可调谐激光器组件更易于安装于成品主机上。

在一种可能实现的方式中，所述可调谐激光器组件还包括壳体，所述第一基板和所述第二基板安装于所述壳体内部。

在一种可能实现的方式中，所述壳体包括上盖和底座。

在一种可能实现的方式中，所述底座的内部还包括固定支柱，所述第一基板安装于所述底座内的底面上，所述第二基板安装于所述固定支柱之上。

在一种可能实现的方式中，所述上盖和底座上设置有多个位置相对应的螺丝孔。

在一种可能实现的方式中，在所述底座的底面上对应每个螺丝孔的位置设置有螺帽槽，在所述上盖的顶面上对应每个螺丝孔的位置设置有螺帽槽。

在实施中，螺帽槽的尺寸可以和待安装的螺丝的螺丝帽的尺寸一致，这样，当螺丝穿过螺帽槽进行安装时，螺帽可以正好填满螺帽槽，在上盖或者底座上形成一个平整的平面。

在一种可能实现的方式中，所述连接部件为排线、排针或者柔板。

柔板的伸展性较佳，更易在狭小的空间中使用。

在一种可能实现的方式中，所述对外接口为公座接口。

在一种可能实现的方式中，所述对外接口包括十四个管脚，其中：

第一管脚、第三管脚和第十四管脚为第一预设工作电压管脚；

第五管脚、第七管脚、第十三管脚为接地管脚；

第九管脚和第十一管脚为第二预设工作电压管脚；

第二管脚为第一控制信号输入管脚；

第四管脚为第二控制信号输入管脚；

第六管脚为第一复位管脚；

第八管脚为数据发送管脚，第十管脚为数据接收管脚；

第十二管脚为第二复位管脚。

与协议规定不同，在本公开实施例中，第十三管脚改为接地管脚，第十四管脚改为第一预设工作电压管脚。在协议中，第十三管脚原本为第三预设电压管脚，在本公开实施例中，第三预设电压可以通过第一预设电压、第二预设电压转换得到，因此无需提供。在协议中，第十四管脚一般不会使用，因此将其改为第一预设工作电压管脚。由于第一激光器、第二激光器的工作电压来自第一预设工作电压，并且当第一激光器、第二激光器输出激光时，需要的电能较大，因此电流较大，而一个管脚能流过的电流有限，因此可以多设置几个管脚来提供第一激光器、第二激光器所需的电流，保障第一激光器、第二激光器可以稳定工作。

在一种可能实现的方式中，所述对外接口用于接收主机发送的控制指令，其中，所述控制指令中包括指示信息，所述指示信息用于指示所述控制指令的控制对象为所述第一激光器或者所述第二激光器。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开提供的可调谐激光器组件，包括第一基板、第二基板、连接部件、第一激光器、第二激光器、对外接口、控制器、模数转换器、数模转换器、驱动电路、转换电路和电源转换电路。其中：第一基板通过连接部件和第二基板电连接，第二基板安装于第一基板的上方；第一激光器、第二激光器、对外接口、控制器、模数转换器、数模转换器、驱动电路、转换电路、电源转换电路中的部分器件安装于第一基板电连接上，其它部分器件安装于第二基板电连接上。这样，将基板分为第一基板和第二基板，并通过连接部件将第一基板和第二基板连接为具有上下结构的模块，节省了安装空间。进而，即使可调谐激光器组件中的器件较多，需要的布局空间较大，本公开提供的可调谐激光器组件的尺寸也可以被限制在协议规定的范围内。从而，本公开提供的可调谐激光器组件更易于安装于成品主机上。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种可调谐激光器组件的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种可调谐激光器组件的结构示意图；

图3-a是根据一示例性实施例示出的一种可调谐激光器组件的结构示意图；

图3-b是根据一示例性实施例示出的一种可调谐激光器组件的结构示意图。

图例说明

111 第一基板； 112 第二基板；

113 连接部件； 114 第一激光器；

115 第二激光器； 116 对外接口；

211 上盖； 212 底座；

311 固定支柱； 411 螺丝孔

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本公开一示例性实施例提供了一种可调谐激光器组件，该可调谐激光器组件可以包括第一基板111、第二基板112、连接部件113、第一激光器114、第二激光器115、对外接口116、控制器117、模数转换器118、数模转换器119、驱动电路120、转换电路121和电源转换电路122。

第一基板111通过连接部件113和第二基板112电连接，第二基板112安装于第一基板111的上方；第一激光器114、第二激光器115、对外接口116、控制器117、模数转换器118、数模转换器119、驱动电路120、转换电路121、电源转换电路122中的部分器件安装于第一基板111上，其它部分器件安装于第二基板112上。

在实施中，第一基板111可以通过连接部件113和第二基板112电连接。第一基板111和第二基板112上主要可以设置有控制器117、模数转换器118、数模转换器119、驱动电路120、转换电路121和电源转换电路122中的部分器件。可以根据上述器件的尺寸、布线的要求，来确定哪些器件设置在第一基板111上，哪些器件设置在第二基板112上。其中，可以将控制器117、模数转换器118、数模转换器119和电源转换电路122设置在第一基板111上，可以将驱动电路120、转换电路121中的部分器件设置在第二基板112上，其他器件设置在第一基板111上。

在第一基板111上的器件可以通过连接部件113和第二基板112上的器件电连接。如图1所示，第二基板112可以安装于第一基板111的上方，这样，可以节省水平面上的空间。进而，可以使得本公开实施例提供的可调谐激光器组件的尺寸满足协议规定。

第一激光器114、第二激光器115、对外接口116、控制器117、模数转换器118、数模转换器119、驱动电路120、转换电路121、电源转换电路122中的部分器件可以安装于第一基板111上，其它部分器件可以安装于第二基板112上。

第一激光器114、第二激光器115、对外接口116、控制器117、模数转换器118、数模转换器119、驱动电路120、转换电路121、电源转换电路122的连接关系可以见图2。控制器117可以和数模转换器119电连接，数模转换器119可以将控制器117输出的数字信号转换为模拟信号，这样，当与数模转换器119连接的驱动电路120接收到控制器117发送的信号时，可以正确识别该信号。对于数模转换器119而言，可以有多路输出，多路输出可以同时与驱动电路120电连接。驱动电路120和第一激光器114电连接，驱动电路120可以驱动第一激光器114、第二激光器115输出激光。根据控制器117输出的信号的不同，可以控制第一激光器114、第二激光器115输出不同功率、具有不同波长的激光。第一激光器114、第二激光器115可以提供双光源，其中一光源可以作为发端光源，另外一光源可以作为本振光源。

控制器117和模数转换器118、数模转换器119可以通过SPI(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)或者I²C(一种双向二线制同步串行总线)总线进行电连接。

第一激光器114、第二激光器115与转换电路121电连接，通过模数转换器118，将反馈信号反馈至控制器117。具体地，激光器内部设置有光探测器，可以将激光器输出的激光的功率和波长等特征值转换为对应的电流。转换电路121可以根据第一激光器114、第二激光器115输出的激光的功率、波长，输出对应的电流。转换电路121可以将携带了激光的功率以及波长信息的电流转换为携带了激光的功率以及波长信息的电压，由于该电压属于模拟信号，控制器117不能直接识别，因此，可以通过模数转换器118将模拟信号转换为数字信号，数模转换器118可以有多路输入，用于接收转换电路121输出的多路模拟信号。这样，控制器117就可以确定第一激光器114、第二激光器115实际输出的激光的功率和波长。当控制器117判断实际输出的激光的功率与目标功率不一致时，或者实际输出的激光的波长和目标波长不一致时，可以动态调整控制信号，以将实际输出的激光的功率调整到目标功率，或者将实际输出的激光的波长调整到目标波长。电源转换电路122和第一激光器114、第二激光器115电连接，电源转换电路122可以将外部输入的电压转换为控制器117、、模数转换器118、数模转换器119、驱动电路120、转换电路121、第一激光器114、第二激光器115所需的工作电压。

可选地，对外接口116为公座接口。

可选地，对外接口116包括十四个管脚，其中：第一管脚、第三管脚和第十四管脚为第一预设工作电压管脚；第五管脚、第七管脚、第十三管脚为接地管脚；第九管脚和第十一管脚为第二预设工作电压管脚；第二管脚为第一控制信号输入管脚；第四管脚为第二控制信号输入管脚；第六管脚为第一复位管脚；第八管脚为数据发送管脚，第十管脚为数据接收管脚；第十二管脚为第二复位管脚。

第一预设电压可以是正3.3V，第二预设工作电压可以是负5.2V。假如可调谐激光器组件是安装在主机上，主机可以通过对外接口116向可调谐激光器组件提供工作电压，例如通过第一管脚、第三管脚和第十四管脚提供第一预设工作电压，通过第九管脚和第十一管脚提供第二预设工作电压，通过第五管脚、第七管脚、第十三管脚提供参考电压。还可以通过其他管脚和可调谐激光器组件进行通信。例如，通过RS232(个人计算机上的通讯接口之一，由EIA(Electronic Industries Association，电子工业协会)所制定的异步传输标准接口)、I/O(input/output，输入/输出端口)进行通信。

第二管脚为第一控制信号输入管脚，可以称为DIS管脚，用于控制可调谐激光器组件停止发射激光。第四管脚为第二控制信号输入管脚，可以称为SQR管脚，用于传输可调谐激光器组件的故障信息，给主机报警。第六管脚为第一复位管脚，可以称为MS管脚，用于复位通信功能，当主机无法和可调谐激光器组件正常通信时，可以触发复位通信功能，以将通信恢复正常。第八管脚为数据发送管脚，可以称为TxD管脚，第十管脚为数据接收管脚，可以称为RxD管脚，用于接收发送数据，控制可调谐激光器组件输出不同功率、具有不同波长的激光。第十二管脚为第二复位管脚，可以称为RST管脚，用于复位可调谐激光器组件中的各部件，即复位硬件。TxD管脚和RxD管脚可以构成RS232。

与协议规定不同，在本公开实施例中，第十三管脚改为接地管脚，第十四管脚改为第一预设工作电压管脚。在协议中，第十三管脚原本为第三预设电压管脚，在本公开实施例中，第三预设电压可以通过第一预设电压、第二预设电压转换得到，因此无需提供。在协议中，第十四管脚一般不会使用，因此将其改为第一预设工作电压管脚。由于第一激光器114、第二激光器115的工作电压来自第一预设工作电压，并且当第一激光器114、第二激光器115输出激光时，需要的电能较大，因此电流较大，而一个管脚能流过的电流有限，因此可以多设置几个管脚来提供第一激光器114、第二激光器115所需的电流，保障第一激光器114、第二激光器115可以稳定工作。

可选地，对外接口116可以用于接收主机发送的控制指令。其中，控制指令中包括指示信息，指示信息用于指示控制指令的控制对象为第一激光器114或者第二激光器115。

在实施中，主机和可调谐激光器组件可以通过控制命令进行通信。控制命令包括发送命令帧、返回命令帧。

在通信的过程中，主机可以下发4字节的发送命令帧至可调谐激光器组件。在发送命令帧中，第31至第28位为校验位，第27位为发送命令通信校验位，也可以称为LstRsp位，用于指示通信中收到的数据校验和是否正确。第25位为0，第24位表示命令是读操作还是写操作。第23位至第16位为寄存器的值。主机可以通过给寄存器配值，来控制第一激光器114、第二激光器115。第15位到第0位为发送命令帧的具体命令数据。

可调谐激光器组件可以返回4字节的返回命令帧至主机。在返回命令帧中，携带执行发送命令帧的执行结果。在返回命令帧中，第31至第28位为校验位，第27位为返回命令通信校验位，也可以称为CE位，用于指示通信中收到的数据校验和是否正确。第25位、第24位为Status位，Status位用于指示命令执行的状态，例如可以指示命令执行成功了，命令被挂起了或者命令执行失败了。第23位至第16位为寄存器的值。第15位到第0位为发送命令帧的具体命令数据。

在协议中，没有对第26位进行定义，在本公开实施例中，将第26位定义为指示信息，用于指示控制指令的控制对象为第一激光器114或者第二激光器115。例如，在发送命令帧中，如果第26位为0，表示该命令是控制第一激光器114的，如果第26位为1，表示该命令是控制第二激光器115的。在返回命令帧中，如果第26位为1，表示该命令是第一激光器114返回的，如果第26位为0，表示该命令是第二激光器115返回的。

或者，也可以通过控制命令的第23位至第16位来区分控制命令是下给或者来自第一激光器114的还是第二激光器115的。当第23位至第16位的数据范围为0x00至0x7F时，可以表示控制命令是下给或者来自第一激光器114的。当第23位至第16位的数据范围为0x80至0xFF时，可以表示控制命令是下给或者来自第二激光器115的。

可选地，连接部件113可以为排线、排针或者柔板。

优选为柔板，因为柔板的伸展性较佳，更易在狭小的空间中使用。

可选地，可调谐激光器组件还包括壳体，第一基板111和第二基板112安装于壳体内部。

在实施中，如图3-a所示，当将第一基板111和第二基板112安装于壳体内部时，在壳体外部可以看到外部接口116，螺丝孔411，还有第一激光器114、第二激光器115的尾管。

可选地，壳体包括上盖211和底座212。

如图1所示，是上盖211和底座212未扣合时的状态，如图3-a所示，是上盖211和底座212扣合时的状态。在底座212中，可以有凹槽，形成内部空间，用于放置各器件。

可选地，底座212的内部还包括固定支柱311，第一基板111安装于底座212内的底面上，第二基板112安装于固定支柱311之上。

如图1所示，第二基板112可以安装于固定支柱311上，具体可以卡在固定支柱311上，这样，第二基板112就可以被固定在固定位置。

可选地，底座212上还可以设置有挖空区域，在挖空区域中可以安装导热材料。这样，当第一基板111安装于底座212上时，对应位置上的器件可以通过导热材料散热。相应地，在底座212中，第一激光器114、第二激光器115安装位置上也可以设置有挖空区域，在挖空区域中可以安装导热材料。这样，可以帮助第一激光器114、第二激光器115进行散热。

可选地，上盖211和底座212上设置有多个位置相对应的螺丝孔411。

这样，当用螺丝通过螺丝孔411进行固定时，可以将上盖211和底座212固定在一起，伸长部分甚至可以将可调谐激光器组件固定在主机上。在协议中规定上盖211和底座212分别设置3个螺丝孔411(其余螺丝孔暂时可以不算在内，因为有些螺丝孔的作用不是将可调谐激光器组件固定在主机上)，当通过第一基板111和第二基板112减小基板的布局面积时，可以留出更多空间给其他部件，例如留出更多空间给螺丝孔411。进而，螺丝孔411可以按照协议要求进行设置。

可选地，在底座212的底面上对应每个螺丝孔411的位置设置有螺帽槽，在上盖211的顶面上对应每个螺丝孔411的位置设置有螺帽槽。

在实施中，螺帽槽的尺寸可以和待安装的螺丝的螺丝帽的尺寸一致，这样，当螺丝穿过螺帽槽进行安装时，螺帽可以正好填满螺帽槽，在上盖211或者底座212上形成一个平整的平面。需要说明的是，在本公开实施例中，上盖211和底座212的螺帽槽是一样的，这样，如图3-a所示，当螺丝从上盖211上的螺帽孔穿过从底座212的螺帽槽穿出时，在上盖211上的螺丝的螺丝帽可以和上盖211上的螺帽孔贴合。当然，也可以如图3-b所示，当螺丝从底座212上的螺帽孔穿过从上盖211的螺帽槽穿出时，在底座212上的螺丝的螺丝帽可以和底座212上的螺帽孔贴合。即螺丝可以从可调谐激光器组件的正面进行安装，也可以从可调谐激光器组件的反面进行安装。从可调谐激光器组件的正面还是反面安装，取决于主机的导热材料是如何安装的。由于可调谐激光器组件上需要导热的面需要和主机上的导热材料贴合，因此，可以根据具体安装情形，将螺丝从可调谐激光器组件的正面进行安装，或者，将螺丝从可调谐激光器组件的反面进行安装，安装方式更加灵活。

本公开提供的可调谐激光器组件，包括第一基板111、第二基板112、连接部件113、第一激光器114、第二激光器115、对外接口116、控制器117、模数转换器118、数模转换器119、驱动电路120、转换电路121和电源转换电路122。其中：第一基板111通过连接部件113和第二基板112电连接，第二基板112安装于第一基板111的上方；第一激光器114、第二激光器115、对外接口116、控制器117、模数转换器118、数模转换器119、驱动电路120、转换电路121、电源转换电路122中的部分器件安装于第一基板111电连接上，其它部分器件安装于第二基板112电连接上。这样，将基板分为第一基板111和第二基板112，并通过连接部件113将第一基板111和第二基板112连接为具有上下结构的模块，节省了安装空间。进而，即使可调谐激光器组件中的器件较多，需要的布局空间较大，本公开提供的可调谐激光器组件的尺寸也可以被限制在协议规定的范围内。从而，本公开提供的可调谐激光器组件更易于安装于成品主机上。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种可调谐激光器组件，其特征在于，所述可调谐激光器组件包括：第一基板、第二基板、连接部件、第一激光器、第二激光器、对外接口、控制器、模数转换器、数模转换器、驱动电路、转换电路和电源转换电路，其中：

所述第一基板通过所述连接部件和所述第二基板电连接，所述第二基板安装于所述第一基板的上方；

所述第一激光器、所述第二激光器、所述对外接口、所述控制器、所述模数转换器、所述数模转换器、所述驱动电路、所述转换电路、所述电源转换电路中的部分器件安装于所述第一基板上，其它部分器件安装于所述第二基板上。

2.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件，其特征在于，所述可调谐激光器组件还包括壳体，所述第一基板和所述第二基板安装于所述壳体内部。

3.根据权利要求2所述的可调谐激光器组件，其特征在于，所述壳体包括上盖和底座。

4.根据权利要求3所述的可调谐激光器组件，其特征在于，所述底座的内部还包括固定支柱，所述第一基板安装于所述底座内的底面上，所述第二基板安装于所述固定支柱之上。

5.根据权利要求3所述的可调谐激光器组件，其特征在于，所述上盖和底座上设置有多个位置相对应的螺丝孔。

6.根据权利要求5所述的可调谐激光器组件，其特征在于，在所述底座的底面上对应每个螺丝孔的位置设置有螺帽槽，在所述上盖的顶面上对应每个螺丝孔的位置设置有螺帽槽。

7.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件，其特征在于，所述连接部件为排线、排针或者柔板。

8.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件，其特征在于，所述对外接口为公座接口。

9.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件，其特征在于，所述对外接口包括十四个管脚，其中：

第一管脚、第三管脚和第十四管脚为第一预设工作电压管脚；

第五管脚、第七管脚、第十三管脚为接地管脚；

第九管脚和第十一管脚为第二预设工作电压管脚；

第二管脚为第一控制信号输入管脚；

第四管脚为第二控制信号输入管脚；

第六管脚为第一复位管脚；

第八管脚为数据发送管脚，第十管脚为数据接收管脚；

第十二管脚为第二复位管脚。

10.根据权利要求1所述的可调谐激光器组件，其特征在于，所述对外接口用于接收主机发送的控制指令，其中，所述控制指令中包括指示信息，所述指示信息用于指示所述控制指令的控制对象为所述第一激光器或者所述第二激光器。