CN113132017A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光模块，电路板用于传递电信号；光源用于输出不携带数据的光；硅光芯片，与光源通过光路连接，用于对不携带数据的光进行调制；电路板设置有：突发控制电路，用于根据电信号控制偏置电流的突发输出开启或关闭，以便于光源控制不携带数据的光的突发输出开启或者关闭；硅光芯片包括：调制驱动器，设置于硅光芯片的外部，用于为调制器输出调制信号；调制器，设置于硅光芯片的内部，用于接收调制驱动器输出的调制信号和光源突发输出的不携带数据的光，利用调制信号调制不携带数据的光。本申请中，只需根据突发控制电路控制光源中不携带数据的光的突发输出开启或关闭，实现光模块突发发射的快速开启或关断光信号调制。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

对于50Gbps数据信号，可以采用50Gbps的NRZ调制码型，也可以采用25GBaud的PAM4调制码型。由于PAM4调制码型具有4种数字幅度电平，NRZ调制码型具有2种数字幅度电平，每个符码就可以包含两个bit信息。在相同的波特率下，PAM4调制码型的比特率可以到达NRZ调制码型的比特率两倍，PAM4调制码型的传输效率明显提高。

但由于PAM4调制码型有4种数字幅度电平，NRZ调制码型有2种数字幅度电平，PAM4调制码型的建立比NRZ调制码型的建立需要更复杂的逻辑，耗时也会更长。因此，实现PAM4调制码型调制数据突发发射的快速开启与关断，比NRZ调制码型的更加复杂，难度更大。

发明内容

本申请提供了一种光模块，实现PAM4调制码型调制数据突发发射的快速开启与关断。

一种光模块，包括：

电路板，包括信号电路，用于传递电信号；

光源，用于输出不携带数据的光；

硅光芯片，设置于电路板的表面，与所述光源通过光路连接，用于对不携带数据的光进行调制；

电路板设置有：

突发控制电路，用于根据电信号控制偏置电流的突发输出开启或关闭，以便于光源控制不携带数据的光的突发输出开启或者关闭；

硅光芯片，包括：

调制驱动器，设置于硅光芯片的外部，用于为调制器输出调制信号；

调制器，设置于硅光芯片的内部，用于接收调制驱动器输出的调制信号和光源突发输出的不携带数据的光，利用调制信号调制不携带数据的光。

有益效果：本申请提供了一种光模块，突发控制电路根据电信号控制偏置电流的突发输出开启或关闭，以便于光源控制不携带数据的光的突发输出开启或者关闭。调制器接收调制驱动器输出的调制信号和光源突发输出的不携带数据的光，并利用调制信号调制不携带数据的光。由于调制驱动器一直输出调制信号，则调制器一直处于工作状态。当光模块需要开启光信号调制时，只需利用突发控制电路控制光源中不携带数据的光的突发输出开启，无需再利用调制信号控制调制器的开启。当光模块需要关断光信号调制时，只需利用突发控制电路控制光源中不携带数据的光的突发输出关闭，无需再利用调制信号控制调制器的关闭。本申请中，只需根据突发控制电路控制光源中不携带数据的光的突发输出开启或关闭，实现光模块突发发射的快速开启或关断光信号调制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的一些实施例，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为光通信终端连接关系示意图；

图2为光网络单元结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光模块结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种光模块结构爆炸示意图；

图5为本申请实施例提供的电路板、硅光芯片及光源装配关系示意图；

图6为本申请实施例提供的硅光芯片及光源装配关系的分解结构角度示意图；

图7为本申请实施例提供的硅光芯片及光源装配关系另一分解角度结构示意图；

图8为本申请实施例提供的硅光芯片及光源结构关系示意图；

图9为本申请实施例提供的硅光芯片及光源光耦合关系示意图；

图10为本申请实施例提供的一种光源结构分解图；

图11为本申请实施例提供的光模块控制原理结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接，就需要实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光纤通信技术领域中实现上述光、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、I2C信号、数据信号以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。

图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接；

光纤101的一端连接远端服务器，网线103的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络终端100完成。

光模块200的光口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电口对外接入光网络终端100中，与光网络终端100建立双向的电信号连接；在光模块200内部实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤101与光网络终端100之间建立信息连接；具体地，来自光纤101的光信号由光模块200转换为电信号后输入至光网络终端100中，来自光网络终端100的电信号由光模块200转换为光信号输入至光纤101中。

光网络终端100具有光模块200接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端100具有网线103接口104，用于接入网线103，与网线103建立双向的电信号连接；光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接，具体地，光网络终端100将来自光模块200的信号传递给网线103，将来自网线103的信号传递给光模块200，光网络终端100作为光模块200的上位机监控光模块200的工作。

至此，远端服务器通过光纤101、光模块200、光网络终端100及网线103，与本地信息处理设备之间建立双向的信号传递通道。

常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络终端100是光模块200的上位机，向光模块200提供数据信号，并接收来自光模块200的数据信号，常见的光模块200上位机还有光线路终端等。

图2为光网络终端结构示意图。如图2所示，在光网络终端100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106内部设置有电连接器，用于接入金手指等光模块200电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起部。

光模块200插入光网络终端100中，具体为光模块200的电口插入笼子106内部的电连接器，光模块200的光口与光纤101连接。

笼子106位于电路板105上，将电路板105上的电连接器包裹在笼子106中，从而使笼子106内部设置有电连接器；光模块200插入笼子106中，由笼子106固定光模块200，光模块200产生的热量传导给笼子106，然后通过笼子106上的散热器107进行扩散。

图3为本申请实施例提供的一种光模块结构示意图，图4为本申请实施例提供光模块结构爆炸示意图。如图3、图4所示，本申请实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、解锁部件203、电路板300、硅光芯片400、光源500及光纤插座306。

上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的包裹腔体；包裹腔体的外轮廓一般呈现方形体，具体地，下壳体202包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板；上壳体201包括盖板502，盖板502盖合在上壳体201的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体201还可以包括位于盖板502两侧、与盖板502垂直设置的两个侧壁，由两个侧壁与两个侧板结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，电路板的金手指从电口204伸出，插入光网络终端100等上位机中；另一个开口为光口205，用于外部光纤101接入以连接光模块200内部的硅光芯片400；电路板300、硅光芯片400等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300、硅光芯片400等器件安装到壳体中，由上壳体201、下壳体202形成光模块200最外层的封装保护壳体；上壳体201及下壳体202一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；一般不会将光模块200的壳体做成一体部件，这样在装配电路板300等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽部件无法安装，也不利于生产自动化。

解锁部件203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，用于实现光模块200与上位机之间的固定连接，或解除光模块200与上位机之间的固定连接。

解锁部件203具有与上位机笼子匹配的卡合部件；拉动解锁部件203的末端可以在使解锁部件203在外壁的表面相对移动；光模块200插入上位机的笼子里，由解锁部件203的卡合部件将光模块200固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁部件203，解锁部件203的卡合部件随之移动，进而改变卡合部件与上位机的连接关系，以解除光模块200与上位机的卡合关系，从而可以将光模块200从上位机的笼子里抽出。

硅光芯片400的底面及光源500的底面分别设置在衬底上，硅光芯片400与光源500之间具有光连接，光路对硅光芯片400及光源500之间的位置关系非常敏感，不同膨胀系数的材料会导致不同程度的形变，不利于预设光路的实现；本申请实施例中，将硅光芯片400及光源500设置在同一衬底上，同一材料的衬底发生形变，将等同的影响硅光芯片400及光源500的位置，避免对硅光芯片400与光源500的相对位置产生较大的改变；该衬底材料的膨胀系数与硅光芯片400和/或光源500材质的膨胀系数相近为优选，硅光芯片400的主材料是硅，光源500可以采用可伐金属，衬底一般选用硅或玻璃等。

衬底与电路板300的关系有多种，其中一种方式如图4所示，电路板300具有贯穿上下表面的开口301，硅光芯片400和/或光源500设置在开口中，如此，硅光芯片400和/或光源500可以向电路板300上表面方向及电路板300下表面方向同时进行散热，衬底302设置在电路板300的一侧，硅光芯片400和/或光源500穿过电路板300的开口进而放置在散热衬底上，衬底302起到承托及散热效果；另一种方式中，电路板300不设置开口，衬底设置在电路板300上，具体可以是衬底设置在电路板300表面或嵌入电路板中，硅光芯片400和光源500设置在衬底表面。

电路板300端部表面具有金手指307，金手指由相互独立的一根根引脚组成的，电路板插入笼子中的电连接器中，由金手指与电连接器中的卡接弹片导通连接；可以仅在电路板300的一侧表面设置金手指，考虑到引脚数量需求较大，一般会在在电路板300上下表面均设置金手指；金手指用于与上位机建立电连接，具体的电连接可以是供电、接地、I2C信号、通信数据信号等。

电路板300包括信号电路和突发控制电路，信号电路与突发控制电路电连接，信号电路和突发控制电路均可以设置于电路板300上，也可以设置于电路板300内。信号电路用于传递电信号，突发控制电路用于接收电信号，并根据电信号控制偏置电路的突发输出开启或关闭，以便光源500控制不携带数据的光的突发输出开启或关闭。

光源500，为分布式反馈光源，其不同之处是内置了布拉格光栅，属于侧面发射的半导体光源。目前，分布式反馈光源主要以半导体材料为介质，包括锑化镓、砷化镓、磷化铟、硫化锌等。分布式反馈光源最大特点是具有非常好的单色性，它的线宽普遍可以做到1MHz以内，以及具有非常高的边摸抑制比，目前可高达40-50dB以上。

光源，用于输出不携带数据的光。具体的，光源500的底面设置在衬底302上，光源500通过侧面出光，其输出的光进入硅光芯片400中。硅光芯片400采用硅为主要的基材，而硅不是理想的发光材料，所以硅光芯片400内无法集成光源500，需要外部的光源500提供光源500。光源500向硅光芯片400提供的光为波长单一、功率稳定的光，不携带数据，由硅光芯片400对该光进行调制，以实现将数据加载到光中。

硅光芯片400设置于电路板300的表面，与光源通过光路连接，用于对不携带数据的光进行调制。具体的，硅光芯片400的底面设置在衬底302上，硅光芯片400的侧面接收来自光源500的光；发射光的调制以及接收光的解调由硅光芯片400完成；具体地，由硅光芯片400将上位机的数据信号调制到光中，来自外部的光信号经硅光芯片400解调成电信号后，通过电路板300输出至上位机中。硅光芯片400的多根光纤合并成光纤带，光纤带连接光纤接头以及光纤接口306，光纤接头与硅光芯片400连接，光纤接口306用于与外部光纤连接。具体地，光纤接头303a与光纤带304a连接，光纤接头303b与光纤带304b连接，光纤带304a和光纤带304b分别于光纤接口306连接，光纤接头303a用于将硅光芯片400传来的发射光传输至光纤接口306中，光纤接头303b用于将光纤接口306传来的接收光传输至硅光芯片400中。其中，硅光芯片400的调制可以认为是硅光芯片400将不携带数据的光调制为携带数据的光。

光源500输出的光进入硅光芯片400中，经硅光芯片400调制出光信号后，通过光纤接头303a传输至光纤接口306，实现光模块200的光发射；外部光通过光纤接口306、光纤接头303b传输至硅光芯片400中，经硅光芯片400解调出电信号后输出至上位机。

图5为本申请实施例提供的电路板、硅光芯片及光源装配关系示意图。如图5所示，硅光芯片400及光源500以相同的高度位阶设置在电路板300的开口301中，光源500的侧面与硅光芯片400的侧面之间进行光耦合；此外，硅光芯片400分别与光纤接头303a、光纤接头303b进行光耦合；光纤接头303a一端与硅光芯片400进行光耦合，另一端与光纤带304a连接；光纤接头303b一端与硅光芯片400进行光耦合，另一端与光纤带304b连接；光纤接头303a、303b与光源500以相同的高度位阶设置在硅光芯片400的侧边，光纤带304a、304b位于电路板的同侧表面；光源500的轴线方向A与硅光芯片400的耦合的侧面呈非垂直角度，硅光芯片400相对与光源500倾斜设置，光源500与硅光芯片400耦合的侧面为斜面；两个光纤101接头与硅光芯片400耦合的侧面均为斜面，硅光芯片400与光源500及光纤101接头耦合的侧面为平面，且该平面与光源500的侧面平行。

图6为本申请实施例提供的硅光芯片及光源装配关系分解结构示意图，图7为本申请实施例提供的硅光芯片及光源装配关系另一分解角度结构示意图。如图6、图7所示，硅光芯片400的侧面上具有第一光孔401、第二光孔402及第三光孔403，光孔中具有若干个光通道，其中，第一光孔401与光纤接头303b进行光耦合；第二光孔402与光源500进行光耦合，具体地，第二光孔402中具有接收相同波长光的两个以上入光通道；第三光孔403与光纤接头303a进行光耦合，硅光芯片400将光孔设置在侧面上，而非硅光芯片的上表面，这使得光源500、光纤接头与硅光芯片400的耦合位置关系发生改变，同时改变了光源500的结构；光纤接头303a具有若干光纤305a，用于与第三光孔403对接，光纤接头303b具有若干光纤305b，用于与第一光孔401对接，光源500具有密封透光件508，密封透光件508形成光源500的侧面，用于与第二光孔402对接。

硅光芯片400包括调制驱动器404，该调制驱动器404设置于硅光芯片400的外部。调制驱动器404可以设置于硅光芯片的上表面或侧面，硅光芯片400的上表面或侧面设置有与调制驱动器404打线电连接的焊盘，调制驱动器404向硅光芯片400提供来自上位机的数据信号，该数据信号为调制信号。

硅光芯片400还包括调制器，该调制器设置于硅光芯片400的内部。硅光芯片400在侧面具有多个与光源500光耦合的光通道，通过这些光通道可以将多路相同波长的不携带数据的光输入硅光芯片400中，为马赫曾德调制器的各个干涉臂提供相同波长的不携带数据的光，单个激光芯片的发光功率有限，叠加多个激光芯片的光可以提升单个波长的光功率。

光纤接头包括上基板、下基板及光纤，在下基板设置凹槽，将光纤设置在凹槽中，由上基板盖合在下基板上；具体地，光纤接头303a包括上基板307a、下基板306a及光纤305a；光纤接头303b包括上基板307b、下基板306b及光纤305b。光源500包括盖体501及盖板502，在盖体501与盖板502形成的包裹腔中设置有激光芯片等光电器件。

图8为本申请实施例提供的硅光芯片及光源结构关系示意图，图9为本申请实施例提供的硅光芯片及光源光耦合关系示意图，图11为本申请实施例提供的一种光源结构分解图。如图8、图9、图11所示，本申请实施例的光源500向硅光芯片400提供两束相同波长的光，以增加发射光的功率。本申请实施例提供的光源500中包括盖体501、盖板502、密封透光件508、位于壳体内的导电基板、位于导电基板上的激光芯片、位于壳体内的透镜以及位于壳体内的隔离器507。

由盖体501与盖板502形成相对封闭的腔体，密封透光件508用于密封光源500，其设置在射向硅光芯片400的光路上，位于盖体501与盖板502之间，腔体内部的光经密封透光件508后射入硅光芯片400中，具体可以是光经聚焦透镜后射入密封透光件508中，进而进入硅光芯片400中。密封透光件508是光源500中与硅光芯片400进行光耦合的部件，其出光面为光源500与硅光芯片400耦合的侧面，其出光面相对光源500整体呈斜面。

导电基板具有多种可行的设计，一种设计如图8、图9所示，导电基板部分位于腔体内、部分位于腔体外，位于腔体内的部分设置有激光芯片，位于腔体外的部分与电路板300电连接；另一种可行的方式为，导电基板完全位于腔体内，激光芯片位于导电基板上，光源500具有其他电连接结构与导电基板电连接。

激光芯片、透镜以及隔离器507一般位于腔体内；透镜的设置有两种方式，一种方式为在激光芯片的出光方向设置一个透镜，具体为聚焦透镜，位于激光芯片及密封透光件508之间，用于将激光芯片输出的光汇聚以便后续耦合；另一种方式如图8、图9、图10所示，在激光芯片的出光方向设置两个透镜，具体分别为准直透镜和聚焦透镜，激光芯片输出的光经准直透镜变为准直光，准直光可以在较长距离的光传输过程中保持较小的光功率衰减，聚焦透镜接收准直光，以将光汇聚耦合进硅光芯片400中。隔离器507用于防止激光芯片输出的光经发射后回到激光芯片中，所以隔离器507设置在激光芯片出光方向上，具体地，本申请实施例中隔离器507设置在透镜背向激光芯片的方向，即隔离器507与激光芯片之间设置有聚焦透镜。

如图8、图9及图10所示，本申请实施例提供的光源500中，包括盖体501、盖板502、第一导电基板503a、第二导电基板503b、第一激光芯片504a、第二激光芯片504b、第一准直透镜505a、第二准直透镜505b、第一聚焦透镜506a、第二聚焦透镜506b、隔离器507、密封透光件508、第一封堵基板510及第二封堵基板509。第一导电基板503a及第二导电基板503b位于第一封堵基板510及第二封堵基板509之间，第一封堵基板510、第一导电基板503a、第二导电基板503b、第二封堵基板509、盖体501及盖板502一起形成密封结构；密封透光件508、盖体501及盖板502508形成密封结构，从而使得盖体501、盖板502、第一导电基板503a、第二导电基板503b、第一封堵基板510、第二封堵基板509、密封透光件508一起形成密封的腔体；第一导电基板503a部分位于腔体内，部分位于腔体外；第二导电基板503b部分位于腔体内，部分位于腔体外；常见的导电基板为金属化陶瓷，在陶瓷表面形成电路图样，以实现不同的电连接需要；常见的封堵基板为陶瓷、可伐合金、凝固后的胶水或压铸金属等可以实现密封的物体；常见的密封透光件508为玻璃或凝固后的胶水。

第一导电基板503a位于腔体内的部分设置有第一激光芯片504a，沿第一激光芯片504a的出光方向依次设置有第一准直透镜505a、第一聚焦透镜506a、隔离器507及密封透光件508；第二导电基板503b位于腔体内的部分设置有第二激光芯片504b，沿第二激光芯片504b的出光方向依次设置有第二准直透镜505b、第二聚焦透镜506b、隔离器507及密封透光件508；第一准直透镜505a、第一聚焦透镜506a、第二准直透镜505b、第二聚焦透镜506b、隔离器507均设置在盖体501上；本申请实施例中两激光芯片输出的两束光共用一个隔离器507及一个密封透光件508。

第一激光芯片504a及第二激光芯片504b输出相同波长的光，由此形成由第一激光芯片504a及第二激光芯片504b输出的两束光，相同波长的两束光最终提高了硅光芯片400的出光功率。

第一激光芯片504a的出光方向与光源500的轴线方向A平行，其输出的单束光呈发散状，经第一准直透镜505a汇聚后形成准直平行光，平行光可以实现较长距离的低损耗传输，以满足后续光路设计、结构设计的需要；第一汇聚透镜506a将准直平行光汇聚成汇聚光，汇聚光缩小了光斑面积集中了光能量，利于提升光耦合效率。

第二激光芯片504b的出光方向与光源500的轴线A平行，其输出的单束光呈发散状，经第二准直透镜505b汇聚后形成准直平行光，平行光可以实现较长距离的低损耗传输，以满足后续光路设计、结构设计的需要；第二汇聚透镜506b将准直平行光汇聚成汇聚光，汇聚光缩小了光斑面积集中了光能量，利于提升光耦合效率。

隔离器507接收汇聚透镜方向传来的光，允许光单方向通过、反方向截止，从而起到隔离作用，用于防止通过隔离器507的光反射回激光芯片中。

密封透光件508起到密封光源500以及透射光的作用，形成光源500用于出光的侧面。光源500内部具有激光芯片等光电器件，其工作环境需要一定程度的密封，以防止水汽等对器件以及光路的折射影响，密封透光件508起到密封光源500的作用；同时，激光芯片输出的光需要射出光源500，密封透光件508作为设置在光源500边缘的组成部件，需要具有透光性，以让激光射出。

光束从密封透光件508的出光面射出，实现了从光源500中射出。射出后的光束进入硅光芯片400中，为了防止光束在进入硅光芯片400时产生反射，避免反射带来的光功率损失，要求光束以非垂直角度射入硅光芯片400的入光面，具体地，硅光芯片400内接收光的波导结构与硅光芯片400的入光面呈锐角设置，这要求光束在硅光芯片400入光面折射后，以正对波导结构的方向射入，这一方向与激光芯片的出光方向并不一致。

本申请实施例在光源500中设计密封透光件508，通过密封透光件508的光学结构改变光源500的出光方向，以满足硅光芯片400的入光要求。本申请实施例提供的密封透光件508包括两个不平行但相对的侧面，其中一个侧面为入光面，另一个侧面为出光面，密封透光件508的入光面与出光面呈非平行方向设置，即呈非0°的夹角，其出光面相对于入光面呈明显的倾斜。

如图9所示，密封透光件508为六面体，其中两对相对的侧面均呈平行关系，另一对相对侧面呈不平行关系。光束以垂直密封透光件508入光面的角度射入密封透光件508中，在出光面发生折射，经硅光芯片400表面再次折射后，满足硅光芯片400的入光要求。密封透光件508的入光面与射来的光束方向垂直，具体地，可以如图9所示，密封透光件508的入光面与激光芯片的出光方向垂直，激光芯片输出的光在传输过程中未改变方向；也可以是其他光路结构，激光芯片输出的光在传输过程中改变方向，到达密封透光件508的光垂直与密封透光件508的入光面。

本申请实施例中，密封透光件508是光束必然经过的器件，光束在光源500中最后通过的器件，所以通过使用密封透光件508改变光的传输方向，可以相对简便的满足硅光芯片400的入光角度要求。密封透光件508的入光面与出光面之间呈非平行关系，通过设置入光面与出光面之间的角度，使得光自密封透光件508的入光面射入、出光面射出后，光的传播方向接近硅光芯片400的波导结构，结合光的折射因素，可以实现光的传播方向正对硅光芯片400的波导结构。

图11为本申请实施例提供的光模块控制原理结构图。如图11所示，本申请中，突发控制电路根据电信号控制偏置电流的突发输出开启或关闭，激光芯片根据接收到的偏置电流控制不携带数据的光的突发输出开启或者关闭，调制器接收调制驱动器输出的调制信号和光源突发输出的不携带数据的光，利用调制信号调制不携带数据的光。

突发控制电路根据电信号控制偏置电流的突发输出开启或关闭。具体的，该电信号为电平信号，电平信号包括高电平信号和低电平信号。突发控制电路包括光电开关和两个金属氧化层半导体场效晶体管，光电开关与两个金属氧化层半导体场效晶体管电连接，光电开关与金属氧化层半导体场效晶体管的栅极连接，金属氧化层半导体场效晶体管的源极连接电源，金属氧化层半导体场效晶体管的漏极连接光源。当电路板输入的电信号为低电平信号时，光电开关控制两个金属氧化层半导体场效晶体管打开，此时，两个金属氧化层半导体场效晶体管的源极和漏极导通，偏置电流的突发输出开启，光源可以获得偏置电流。当电路板输入的电信号为高电平信号时，光电开关控制两个金属氧化层半导体场效晶体管关闭，此时，两个金属氧化层半导体场效晶体管的源极和漏极不导通，偏置电流的突发输出关闭，光源无法获得偏置电流。

突发控制电路为快速开启与关断电路，响应时间小于12.8ns。突发控制电路，在接收到电路板输入的电信号为低电平信号时，可在12.8ns之内输出达到偏置电流的峰值。

激光芯片，与突发控制电路电连接，用于根据接收到的偏置电流控制不携带数据的光的突发输出开启或者关闭。具体的，光源的导电基板与电路板内的突发控制电路电连接。激光芯片根据接收到的偏置电流控制不携带数据的光的突发输出开启或者关闭。当突发控制电路的偏置电流突发输出时，激光芯片根据接收到的偏置电流，驱动输出不携带数据的光。当偏置电流的突发输出关闭时，光源无法接收到偏置电流，也就无法输出不携带数据的光。

由于光源仅负责输出不携带数据的光，而不参与信号的调制，对宽带并无要求，不需要复杂的匹配电路，可以只通过偏置电流的通断实现光源的快速开启与关断，可以减少由于匹配电路而带来的时间损耗，提升光源的开启与关断时间。

调制器接收调制驱动器输出的调制信号和光源突发输出的不携带数据的光，利用调制信号调制不携带数据的光。具体的，由于调制驱动器输出的调制信号为PAM4调制码型的调制电压，调制器接收调制驱动器输出的调制信号和光源突发输出的不携带数据的光，并利用该调制信号将光源突发输出的不携带数据的光调制为携带数据的光。

调制器，为MZM调制器(Mach Zehnder Modulator，马赫曾德尔调制器)，用于调制不携带数据的光。具体的，马赫曾德尔调制器采用同波长光干涉原理，向马赫曾德调制器提供两束同波长的不携带数据的光，经马赫曾德调制器调制后，两束携带数据的光会融合为一束携带数据的光。由于硅基调制器本身不发光，可以通过关闭光源，直接实现光的调制关闭。

调制器包括第一分光器。第一分光器的一端连接光源，用于将光源突发输出的不携带数据的光分为两束同波长的光，输出两束相同波长、且不携带数据的光。

调制器包括上干涉臂和下干涉臂，上干涉臂的一端和下干涉臂的一端分别连接第一分光器的另一端。上干涉臂和下干涉臂均接收相同波长、且不携带数据的光，并传输光。该光可以是不携带数据的光，也可以是携带数据的光。上干涉臂和下干涉臂利用同波长光干涉原理，将两束光合为一束光。

调制器包括上臂调制电极和下臂调制电极，两个调制电极用于将调制信号转化调制光信号，并利用调制光信号将进入上、下干涉臂的不携带数据的光转化为携带数据的光。具体的，上臂调制电极设置于上干涉臂的一侧，上臂调制电极用于将调制光信号传输给上干涉臂，并将进入上干涉臂的不携带数据的光转化为携带数据的光。下臂调制电极设置于下干涉臂的一侧，下臂调制电极用于将调制光信号传输给下干涉臂，并将进入下干涉臂的不携带数据的光转化为携带数据的光。上臂调制电极和下臂调制电极上均设有加载有PAM4调制码型数据的调制信号，两个调制电极分别将加载有PAM4调制码型数据的调制信号转化为调制光信号，并利用调制光信号将进入上、下干涉臂的不携带数据的光转化为携带数据的光。

调制器还包括上臂加热器和下臂加热器，上臂加热器设置于上干涉臂的一侧，下臂加热器设置于下干涉臂的一侧，两个加热器用于控制通过上、下干涉臂的携带数据的光的相位差恒定。上臂加热器用于给上干涉臂加热或降温，下臂加热器用于给下干涉臂加热或降温。具体的，上臂加热器和下臂加热器上均设有电路板输出的控制信号，该控制信号控制上臂加热器给上干涉臂加热或降温，控制下臂加热器给下干涉臂加热或降温。上干涉臂和下干涉臂加热或者降温，改变上干涉臂和下干涉臂的折射率，从而改变进入两个加热器的两束携带数据的光的光程差，进而改变通过两个加热器的两束携带数据的光的相位差，使得通过上两个加热器的两束携带数据的光的相位差恒定保持在π/2。

调制器还包括第二分光器，第二分光器分别连接上干涉臂的另一端和下干涉臂的另一端。第二分光器用于将上干涉臂输出的携带数据的光和下干涉臂输出的携带数据的光融合，输出一束携带数据的光，该携带数据的光为加载PAM4调制码型数据的光。

上干涉臂和下干涉臂传输光。具体的，当上干涉臂和下干涉臂没有接收到调制驱动器输出的调制信号时，上干涉臂和下干涉臂传输的是不携带数据的光。当上干涉臂和下干涉臂接收到调制驱动器输出的调制信号后，上干涉臂和下干涉臂传输的是携带数据的光。

本申请实施例中，突发控制电路根据电信号控制偏置电流的突发输出开启或关闭，以便于光源控制不携带数据的光的突发输出开启或者关闭。调制器接收调制驱动器输出的调制信号和光源突发输出的不携带数据的光，并利用调制信号调制不携带数据的光。由于调制驱动器一直输出调制信号，则调制器一直处于工作状态。当光模块需要开启光信号调制时，只需利用突发控制电路控制光源中不携带数据的光的突发输出开启，无需再利用调制信号控制调制器的开启。当光模块需要关断光信号调制时，只需利用突发控制电路控制光源中不携带数据的光的突发输出关闭，无需再利用调制信号控制调制器的关闭。本申请中，只需根据突发控制电路控制光源中不携带数据的光的突发输出开启或关闭，实现光模块突发发射的快速开启或关断光信号调制。

本申请实施例还提供了一种光模块控制方法，方法包括：突发控制电路控制偏置电流的突发输出开启或者关闭，以便于光源控制不携带数据的光的突发输出开启或者关闭；调制器利用调制驱动器输出的调制信号，调制光源突发输出的不携带数据的光。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板，包括信号电路，用于传递电信号；

光源，用于输出不携带数据的光；

硅光芯片，设置于所述电路板的表面，与所述光源通过光路连接，用于对所述不携带数据的光进行调制；

所述电路板设置有：

突发控制电路，用于根据所述电信号控制偏置电流的突发输出开启或关闭，以便于所述光源控制所述不携带数据的光的突发输出开启或关闭；

硅光芯片，包括：

调制驱动器，设置于所述硅光芯片的外部，用于为所述调制器输出调制信号；

调制器，设置于所述硅光芯片的内部，用于接收所述调制驱动器输出的所述调制信号和所述光源突发输出的所述不携带数据的光，利用所述调制信号调制所述不携带数据的光。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述电信号为电平信号。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述突发控制电路被配置为：

当所述电平信号为低电平信号时，偏置电流的突发输出开启；

当所述电平信号为高电平信号时，偏置电流的突发输出关闭。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述光源，包括：

激光芯片，与所述突发控制电路电连接，用于根据接收到的所述偏置电流控制所述不携带数据的光的突发输出开启或者关闭。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述调制器包括：

上干涉臂、下干涉臂、上臂调制电极、下臂调制电极、上臂加热器和下臂加热器；

所述上干涉臂和所述下干涉臂均用于传输光，并将两束光合为一束光，光可以是不携带数据的光，也可以是携带数据的光；

两个调制电极用于将所述调制信号转化为调制光信号，并利用所述调制光信号将进入所述上、下干涉臂的所述不携带数据的光转化为携带数据的光；

两个加热器用于控制通过所述上、下干涉臂的两束携带数据的光的相位差恒定。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光源为分布式反馈光源。

7.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述调制器为MZM调制器。

8.一种光模块控制方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-7中任一所述的光模块，所述方法包括：

突发控制电路控制偏置电流的突发输出开启或者关闭，以便于光源控制不携带数据的光的突发输出开启或者关闭；

调制器利用调制驱动器输出的调制信号，调制所述光源突发输出的所述不携带数据的光。

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