CN114070413B - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供的光模块，包括：电路板；光源；硅光芯片，硅光芯片包括MZM、输入光口、输出光口和DMPD，光源发出的光通过输入光口进入MZM，经MZM将不携带信号的光调制为信号光并将信号光分为输出光和监控光，DMPD检测比较输出光的光强和监控光的光强，输出光通过输出光口输出硅光芯片；MZM包括加热器，加热器设置在MZM的干涉臂上；电压比较转换电路，输入端连接DMPD的输出引脚，根据输出引脚上传输的电流输出电压；MCU，输入端连接电压比较转换电路的输出端，输出端连接加热器，根据电压比较转换电路输出的电压调整向加热器施加的电压以控制加热器。缩小输出光和监控光之间的光强差，使硅光芯片中MZM维持在工作点。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

在云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式，均会用到光通信技术。而在光通信中，光模块是实现光电信号相互转换的工具，是光通信设备中的关键器件之一。其中，采用硅光芯片实现光电转换功能已经成为高速光模块采用的一种主流方案。

在硅光光模块中，硅光芯片内包括马赫-增德尔电光调制器(Mach-ZehnderModulator，MZM)。激光器发射的光输入至MZM，高速数据流以驱动电压的方式加载到光上，进而完成对光的调制。具体的，输入至MZM的光被分成两束振幅和频率完全相同的光通过上下两个支路进行传输，由于两个支路(干涉臂)分别采用的材料是电光性材料，分别在两个支路的调制区域加有调制电压，其折射率随外部施加的电信号大小而变化，光支路的折射率变化会导致信号相位的变化，当两个支路信号调制器输出端再次结合在一起时，合成的光信号将是一个大小变化的干涉信号，相当于把电信号的变化转换成了光信号的变化，实现了光强度的调制。

在使用MZM调制光信号时，需要先将MZM稳定在工作点，即平均光功率点(输出光信号的光强为调制后光强的二分之一)，进而当施加信号时方便调制信号传递信息。但MZM由于其自身结构因素的制约，容易受到自身温度变化和外界环境的干扰，导致其工作点不稳定。在一些传统方案中，一般通过加入微扰小信号后一系列数学计算反馈控制的方式实现MZM的稳定工作点控制，但是这种控制方式较慢，有超出通信协议中时间限制的风险。

发明内容

本申请实施例提供了一种光模块，以控制硅光芯片中马赫-增德尔电光调制器稳定于工作点。

本申请实施例提供的一种光模块，包括：

电路板；

光源，与所述电路板电连接，用于发出不携带信号的光；

硅光芯片，与所述电路板电连接，包括马赫-增德尔电光调制器、输入光口、输出光口和监控光电二极管单元，所述光源发出的不携带信号的光通过所述输入光口进入所述马赫-增德尔电光调制器，经所述马赫-增德尔电光调制器将不携带信号的光调制为信号光并将所述信号光分为输出光和监控光，所述监控光电二极管单元检测比较所述输出光的光强和所述监控光的光强，所述输出光通过所述输出光口输出所述硅光芯片；所述马赫-增德尔电光调制器包括加热器，所述加热器设置在所述马赫-增德尔电光调制器的干涉臂上；

电压比较转换电路，设置在所述电路板上，输入端连接所述监控光电二极管单元的输出引脚，根据所述输出引脚上传输的电流输出比较电压；

MCU，设置在所述电路板上，输入端连接所述电压比较转换电路的输出端，输出端连接所述加热器，用于根据所述电压比较转换电路输出的比较电压调整向所述加热器施加的电压以控制所述加热器的加热强度。

本申请提供的光模块，包括电路板、电源和硅光芯片，硅光芯片包括MZM、输入光口、输出光口和监控光电二极管单元(Differential monitor photodiode，DMPD)，光源发出的不携带信号的光通过输入光口进入MZM，MZM将不携带信号的光调制为信号光并将信号光分为输出光和监控光，DMPD检测比较输出光的光强和监控光的光强，输出光通过输出光口输出硅光芯片，MZM中干涉臂设置加热器。电路板上还设置MCU和电压比较转换电路，电压比较转换电路的输入端连接DMPD的输出引脚，电压比较转换电路的输出端连接MCU的输入端，MCU的输出端连接加热器，电压比较转换电路根据输出引脚上传输的电流输出电压，MCU根据电压比较转换电路输出的电压调整向加热器施加的电压以控制加热器的加热强度，调整加热器所在干涉臂上光的相位，缩小输出光和监控光之间的光强差，进而使硅光芯片中MZM维持在工作点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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光模块分解结构示意图；

图5本申请实施例提供的一种光模块中电路板的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种光模块的内部结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种光模块的内部结构示意图。

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，都属于本发明保护的范围。

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；在光模块内部实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤与光网络终端之间建立信息连接；具体地，来自光纤的光信号由光模块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的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。

光网络终端具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端具有网线接口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，光网络终端将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络终端作为光模块的上位机监控光模块的工作。

至此，远端服务器通过光纤、光模块、光网络终端及网线，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；光网络终端是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块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插入光网络终端中，具体为光模块的电口插入笼子106内部的电连接器，光模块的光口与光纤101连接。

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

图3为本发明实施例提供的一种光模块结构示意图，图4为本发明实施例提供光模块分解结构示意图。如图3、图4所示，本发明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600。

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，盖板盖合在下壳体202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两侧、与盖板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，插入光网络终端等上位机中；另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接光模块内部的硅光芯片400；电路板300、硅光芯片400、光源500等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体、下壳体结合的装配方式，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、下壳体形成光模块最外层的封装保护壳体；上壳体及下壳体一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；一般不会将光模块的壳体做成一体部件，这样在装配电路板等器件时，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，用于实现光模块与上位机之间的固定连接，或解除光模块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；拉动解锁部件的末端可以在使解锁部件在外壁的表面相对移动；光模块插入上位机的笼子里，由解锁部件的卡合部件将光模块固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁部件，解锁部件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，以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。

电路板300上设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、MOS管)及芯片(如MCU、时钟数据恢复CDR、电源管理芯片、数据处理芯片DSP)等。

电路板通过电路走线将光模块中的用电器件按照电路设计连接在一起，以实现供电、电信号传输及接地等电功能。

电路板一般为硬性电路板，硬性电路板由于其相对坚硬的材质，还可以实现承载作用，如硬性电路板可以平稳的承载芯片；当光收发器件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳的承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，具体地，在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接；这些都是柔性电路板不便于实现的。

部分光模块中也会使用柔性电路板，作为硬性电路板的补充；柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，如硬性电路板与光收发器件之间可以采用柔性电路板连接。

硅光芯片400设置在电路板300上，与电路板300实现电连接，具体可以是打线连接；硅光芯片的周边与电路板300之间通过多条导电线连接，所以硅光芯片400一般设置在电路板300的表面。

硅光芯片400与光源500之间可以通过光纤带实现光连接，硅光芯片400通过光纤带接收来自光源500的光，进而对光进行调制，具体为将信号加载到光上。硅光芯片400与光纤插座600之间通过光纤带实现光连接，光纤插座600实现与光模块外部光纤的光连接。硅光芯片400调制的光通过光纤带传输至光纤插座600，通过光纤插座600传输至外部光纤；外部光纤传来的光通过光纤插座600传输至光纤带，通过光纤带传输至硅光芯片400中；从而实现硅光芯片400向光模块外部光纤输出携带数据的光，或从光模块外部光纤接收携带数据的光。

在本申请实施例中，为完成光的调制，硅光芯片400中包括MZM，MZM中包括两个干涉臂，为便于描述称为第一干涉臂和第二干涉臂，第一干涉臂和第二干涉臂分别设置调制电极。光源500发出的光输入至MZM，通过调制电极实现光的信号调制获得信号光。在使用MZM调制光信号时，需要先将MZM稳定在工作点，进而当施加信号时方便调制信号传递信息。因此，在MZM中调制获得信号光后，MZM将信号光束为输出光和监控光，输出光用于传输出光模块，监控光用于光模块发射光功率的监测；输出光的光强需要为1/2MZM调制获得信号光的光强或1/2光源500输入至MZM光的光强，进而输出光的光强和监控光的光强需要相等。但由于MZM自身结构因素的制约，容易受到自身温度和外接环境的干扰，进而导致工作点不稳定。因此在本申请实施例中，第一干涉臂或第二干涉臂上设置加热器，加热器用于第一干涉臂或第二干涉臂的加热。当MZM偏离工作点时，调整加热器的加热强度，使第一干涉臂或第二干涉臂上光的相位产生变化，缩小输出光和监控光的光强差，进而使MZM维持在工作点。在本申请实施例中，加热器可以为加热电阻、热电偶等加热器件。

在本申请实施例中，MZM中包括DMPD，DMPD用于监控输出光和监控光的光强差。具体的，MZM上设置输入光口和输出光口，光源发出的不携带信号的光通过输入光口进入MZM，MZM将不携带信号的光调制为信号光并将信号光分为输出光和监控光，DMPD检测比较输出光的光强和监控光的光强，输出光通过输出光口输出硅光芯片400。

图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的结构示意图。如图5所示，本申请实施例提供的光模块中，电路板300上还包括MCU301和电压比较转换电路302。电压比较转换电路302的输入端连接DMPD的输出引脚，电压比较转换电路302的输出入端连接MCU301的输入端，MCU301的输出端连接加热器。MCU301连接加热器，向加热器施加电压。

具体使用中，当输出光的光强和监控光的光强的不等时，DMPD输出引脚上将有传输电流，电压比较转换电路302根据DMPD输出引脚上传输的电流输出电压，MCU301的输入端接收电压比较转换电路302输出的电压并进行模数转换，根据该电压调整向加热器施加的电压以控制所述加热器的加热强度。因此本申请实施例中，通过调整加热器的加热强度，加热器加热强度改变，干涉臂的温度发生改变，干涉臂的折射率发生变化，进而实现通过调整加热器的加热强度调整加热器所在干涉臂上光的相位，缩小输出光和监控光之间的光强差，进而使硅光芯片中MZM维持在工作点。

下面结合具体实例对本申请提供的光模块进行详细描述。

图6为本申请实施例提供的一种光模块的内部结构示意图。如图6所示，硅光芯片400包括MZM401和DMPD402。硅光芯片400上还包括设置输入光口和输出光口，输入光口用于光源500向硅光芯片400内不携带信号的光，输出光口用于输出经MZM401调制分束后的信号光。

如图6所示，MZM401包括第一分光器、第一干涉臂、第二干涉臂、第一调制电极、第二调制电极、加热器、合光器、第二分光器、第三分光器和第四分光器。第一分光器的输入端通过光纤带连接光源500，接收光源500输入至硅光芯片400内的光；第一分光器的第一输出端连接第一干涉臂的输入端、第二输出端连接第二干涉臂的输入端，第一分光器将接收到的光一分为二分别输送至第一干涉臂和第二干涉臂；第一干涉臂上设置第一调制电极和加热器，第一调制电极和加热器共同作用于第一干涉臂对输入至第一干涉臂内的光进行调制；第二干涉臂上设置第二调制电极，第二调制电极作用于第二干涉臂对输入至第二干涉臂内的光进行调制；第一干涉臂的输出端和第二干涉臂的输出端分别连接合光器的输入端，合光器将第一干涉臂和第二干涉臂输入至其的光进行合光处理；合光器的输出端连接第二分光器的输入端，第二分光器的第一输出端连接第三分光器的输入端，第二分光器的第二输出端连接第四分光器的输入端；第三分光器的第一输出端连接输出光口，第三分光器的第二输出端用于件分束的光传输至DMPD402；第四分光器的第一输出端将分束的光传输至DMPD402。在本实施例中，第二分光器将合光器输入至其光分束为输出光和监控光，第三分光器和第四分光器用于实现DMPD402检测比较输出光的光强和监控光的光强。

具体的，第三分光器从输出光中分出一定比例的光至DMPD402，第四分光器从监控光分出相同比例的光至DMPD402。可选的，第三分光器从输出光中分出2％光至DMPD402，第四分光器从监控光分出2％光至DMPD402。DMPD402接收从第三分光器的第二输出端输出的输出光和从第四分光器的第一输出端输出的监控光，根据接收到的输出光产生第一光电流以及根据监控孔产生第二光电流，第一光电流反应输出光的光强、第二光电流反应监控光的光强，然后通过比较第一光电流和第二光电流的大小确定DMPD的输出引脚是输出电流还是输入电流，进而通过监测DMPD的输出引脚上传输的电流可以确定输出光的光强和监控光的光强是否相等。

在本申请实施例中，DMPD402包括第一PD(Photo-Diode，光电二极管、光电探测器)和第二PD，第一PD和第二PD串联。如，第一PD的阴极连接第二PD的阳极，DMPD402的输出引脚连接在第一PD的阴极和第二PD的阳极之间，当第一PD和第二PD均接收到光时，产生相同方向的光电流；若第一PD产生的光电流较大时，DMPD402的输出引脚上传输的电流向DMPD402内流，即DMPD402的输出引脚上传输的电流从电压比较转换电路302流向DMPD402；若第二PD产生的光电流较大时，DMPD402的输出引脚上传输的电流从DMPD402流出，即DMPD402的输出引脚上传输的电流从DMPD402流向电压比较转换电路302。

可选的，在本申请实施例中，第一PD接收第三分光器的第二输出端输出的信号光，第二PD接收第四分光器的第一输出端输出的信号光。但也可以选择使第一PD接收第四分光器的第一端输出端输出的信号光、使第二PD接收第三分光器的第二输出端输出的信号光。

进一步，在本申请实施例中，硅光芯片400还包括第三PD403，第三PD403接收第四分光器的第二输出端输出的信号光，根据该信号光监测光模块的发射光功率。可选的，第三PD403的光电流输出端连接采样电路，采样电路连接MCU301，采样电路将光电流转换为电压信号传输至MCU301，MCU301根据接收到的电压信号确定光模块的发射光功率。

由于DMPD402的输出引脚上传输的电流方向随着输出光和监控光的光强差变化，为方便完成该电流的采样监测，本申请实施例中提供了一种电压比较转换电路302。电压比较转换电路302用于将DMPD402的输出引脚上传输的电流信号转换以及比较转换为正值的电压信号，进而方便MCU301获取以及处理数据。

图7为本申请实施例提供的另一种光模块的内部结构示意图。如图7所示，电压比较转换电路302包括运算放大器3021和第一电阻3022。运算放大器3021的反相输入端连接DMPD402的输出引脚，运算放大器3021的同相输入端用于提供参考电压，运算放大器302的输出端连接MCU301的输入端。第一电阻3022的一端连接在运算放大器3021的反相输入端和DMPD402的输出引脚之间，第一电阻3022的另一端连接在运算放大器3021的输出端和MCU301的输入端之间。

根据DMPD402中第一PD和第二PD上所产生光电流的大小，运算放大器3021的反相输入端接收DMPD402输出的电流或向DMPD402输入电流。运算放大器3021的同相输入端可通过DC-DC芯片连接电路板300上电源引脚，DC-DC芯片向运算放大器3021的同相输入端提供参考电压。参考电压可根据光模块的实际情况进行选择，如1V、0.9V或0.8V等。运算放大器3021和第一电阻3022结合将DMPD402输出引脚上传输的电流转换为电压，且第一电阻3022的阻值大小可以控制电压比较转换电路302对DMPD402输出引脚上传输的电流转换为电压的放大倍数。第一电阻3022的阻值大小可以结合参考电压的大小以及DMPD402的输出引脚上传输的电流大小进行选择。具体的，若选择的参考电压相对较大且DMPD402的输出引脚上传输的电流相对较小，则选择第一电阻3022的阻值相对较大。

MCU301的输入端通常可以选择MCU301的模数转换接口(ADC)，MCU301将电压比较转换电路302输入至MCU301的模拟信号转换为数字信号。具体的，MCU301将模数转换器接口获得的模拟信号电压与MCU内部设定的查找表中的值对应来确定数字信号电压。MCU301的输出端连接加热器，向加热器施加电压使加热器工作加热第一干涉臂。MCU301的输出端通常可以选择MCU301的数模转换接口，将向加热器施加的数字信号电压转换为模拟信号电压。当MCU301需要调整向加热器施加的大小时，调整向加热器施加的数字信号电压，向加热器施加调整后数字信号电压对应的模拟信号电压。

在本申请实施例中，第一PD接收第三分光器的第二输出端输出的信号光、第二PD接收第四分光器的第一端输出端输出的信号光以及加热器设置在第一干涉壁上，若输出光的光强大于监控光的光强，第一PD输出光电流的大小大于第二PD输出光电流的大小，DMPD402的输出引脚上传输的电流为电压比较转换电路302流向DMPD402的电流，电压比较转换电路302根据该电流、第一电阻3022以及参考电压输出电压；若输出光的光强小于监控光的光光强，第一PD输出光电流的大小小于第二PD输出光电流的大小，DMPD402的输出引脚上传输的电流为DMPD402流向电压比较转换电路302的电流，电压比较转换电路302根据该电流、第一电阻3022以及参考电压输出电压；若输出光的光强等于监控光的光光强，MPD402的输出引脚上将无传输电流。假设第一电阻的阻值为R、参考电压为1V，若DMPD402的输出引脚上传输的电流为电压比较转换电路302流向DMPD402的电流I_DMPD，则运算放大器3021输出端输出电压V₀＝1V+I_DMPDR；若DMPD402的输出引脚上传输的电流为DMPD402流向电压比较转换电路302的电流I_DMPD，则运算放大器3021输出端输出电压V₀＝1V-I_DMPDR；若DMPD402的输出引脚上传输的电流为0，则运算放大器3021输出端输出电压V₀。

运算放大器3021向MCU301输入电压的模拟信号，MCU301接收运算放大器3021输出端输出电压的模拟信号，将该输出电压的模拟信号转换为数字信号，根据该数字信号调整向加热器施加的电压，如增大或减少向加热器施加的电压。具体的，MCU301内设置参考电压，比较运算放大器3021输出端输出电压和参考电压的大小，若电压比较转换电路输出的电压大于参考电压，增大向加热器施加的电压；若电压比较转换电路输出的电压小于参考电压，减少向加热器施加的电压；当电压比较转换电路输出的电压等于参考电压，保持上一刻向加热器施加的电压。

在本申请的一些实施例中，若电压比较转换电路输出的电压大于参考电压，按照第一步进增大加热器施加的电压，第一步进大于0。可选的，第一步进为0.01V、0.02V、0.05V等。更进一步，在本申请的一些实施例中，若电压比较转换电路输出的电压大于参考电压，可根据电压比较转换电路输出的电压大于参考电压多少选择增大加热器施加电压的量。如：当电压比较转换电路输出的电压大于参考电压相对较多时，选择相对较大的增大量增大向加热器施加电压；当电压比较转换电路输出的电压大于参考电压相对较小时，选择相对较小的增大量增大向加热器施加电压。假设运算放大器3021输出端输出电压V₀为1.5V以及MCU301内参考电压为1V，选择0.03V的增大量增大向加热器施加电压，则当运算放大器3021输出端输出电压V₀为1.1V时，选0.01V的增大量增大向加热器施加电压。

在本申请的一些实施例中，若电压比较转换电路输出的电压小于参考电压，按照第二步进减小加热器施加的电压，第二步进大于0。可选的，第二步进为0.01V、0.02V、0.05V等。更进一步，在本申请的一些实施例中，若电压比较转换电路输出的电压小于参考电压，可根据电压比较转换电路输出的电压小于参考电压多少选择减小加热器施加电压的量；如：当电压比较转换电路输出的电压小于参考电压相对较多时，选择相对较大的减小量减小向加热器施加电压；当电压比较转换电路输出的电压小于参考电压相对较小时，选择相对较小的减小量减小向加热器施加电压。假设运算放大器3021输出端输出电压V₀为0.7V以及MCU301内参考电压为1V，选择0.03V的减小量减小向加热器施加电压，则当运算放大器3021输出端输出电压V₀为0.9V时，选0.01V的减小量减小向加热器施加电压。

本申请实施例提供的光模块中，当输出光的光强和监控光的光强不相等时，DMPD402的输出引脚上传输电流；电压比较转换电路302根据其上输入的参考电压以及DMPD402的输出引脚上传输的电流的方向和大小向MCU301输入电压，MCU301比较输入电压与参考电压的大小，根据比较结果增大或减少向加热器上施加的电压；加热器在调整后的电压下加热强度改变，进而第一干涉臂的折射率改变，第一干涉臂的折射率改变使第一干涉壁上光的相位发生改变，第一干涉壁上光的相位发生改变将使第二分光器分束输出的输出光和监控光的光强差缩小。然后继续通过DMPD402监测输出光和监控光，若输出光的光强和监控光的光强还不相等，根据DMPD402的监测继续调整向加热器施加的电压。如此通过DMPD402循环监测输出光和监控光调整加热器的加热强度，直到DMPD402的输出引脚上传输的电流接近于0(MCU301接收到的电压约等于参考电压)，输出光的光强和监控光的光强相等或接近于相等，MCU301向加热器施加的电压不再作出改变。一旦MCU301接收到的电压不等于参考电压，MCU301就会调整加热器施加的电压，使硅光芯片中MZM维持在工作点。

在本申请实施例中，加热器还可设置在第二干涉臂上。若加热器设置在第二干涉臂上，结合DMPD402的设置，调整MCU301控制逻辑，即可使硅光芯片中MZM维持在工作点。

在本申请实施例中，电压比较转换电路302还包括第一电容和第二电容。第一电容的一端连接运算放大器3021的同相输入端、另一端接地，第二电容的一端连接运算放大器3021的同相输入端、另一端接地。第一电容用于运算放大器3021的同相输入端的滤波，第二电容用于运算放大器3021的同相输入端的滤波，保证输入至运算放大器3021信号的纯净度。

在本申请实施例中，电压比较转换电路302还包括第三电容。第三电容的一端连接在运算放大器3021的反相输入端和DMPD402的输出引脚之间，第三电容的另一端连接在运算放大器3021的输出端和MCU301的输入端之间。第三电容用于运算放大器3021运算的滤波，保证运算放大器3021运算的纯净度。

在本申请实施例中，电压比较转换电路302还包括第二电阻。第二电阻串联于运算放大器3021的输出端和MCU301的输入端之间。第二电阻便于提高电压比较转换电路302向MCU301输入电压的精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光源，与所述电路板电连接，用于发出不携带信号的光；

硅光芯片，与所述电路板电连接，包括马赫-增德尔电光调制器、输入光口、输出光口和监控光电二极管单元，所述光源发出的不携带信号的光通过所述输入光口进入所述马赫-增德尔电光调制器，经所述马赫-增德尔电光调制器将不携带信号的光调制为信号光并将所述信号光分为输出光和监控光，所述监控光电二极管单元检测比较所述输出光的光强和所述监控光的光强，所述输出光通过所述输出光口输出所述硅光芯片；所述马赫-增德尔电光调制器包括第一干涉臂、第二干涉臂和加热器，所述加热器设置在所述第一干涉臂或第二干涉臂上；

电压比较转换电路，设置在所述电路板上，输入端连接所述监控光电二极管单元的输出引脚，根据所述输出引脚上传输的电流输出比较电压；

MCU，设置在所述电路板上，输入端连接所述电压比较转换电路的输出端，输出端连接所述加热器，用于根据所述电压比较转换电路输出的比较电压调整向所述加热器施加的电压以控制所述加热器的加热强度。

2.根据权利要求1所述光模块，其特征在于，所述马赫-增德尔电光调制器包括第一分光器、合光器、第二分光器、第三分光器和第四分光器；

所述第一分光器的输入端与所述输入光口连接；所述第一干涉臂的输入端和所述第二干涉臂的输入端分别与所述第一分光器的第一输出端和第二输出端连接；所述第一干涉臂的输出端和所述第二干涉臂的输出端分别与所述合光器连接；所述合光器的输出端与所述第二分光器的输入端连接；

所述第二分光器的第一输出端连接所述第三分光器的输入端，所述第二分光器的第二输出端连接所述第四分光器的输入端；

所述第三分光器的第一输出端连接所述输出光口，所述第三分光器的第二输出端用于将所述第二分光器的第一输出端输出的信号光分出N％的一束信号光至所述监控光电二极管单元，所述第四分光器的第一端用于将所述第二分光器的第二输出端输出的信号光分出N％的一束信号光至所述监控光电二极管单元，N为小于100的正数。

3.根据权利要求2所述光模块，其特征在于，所述监控光电二极管单元包括第一光电探测器和第二光电探测器，所述第一光电探测器的阴极连接所述第二光电探测器的阳极，所述第一光电探测器接收所述第三分光器的第二输出端输出的信号光，所述第二光电探测器接收所述第四分光器的第一端输出端输出的信号光，所述监控光电二极管单元的输出引脚连接在所述第一光电探测器的阴极和所述第二光电探测器的阳极之间。

4.根据权利要求2所述光模块，其特征在于，所述硅光芯片还包括第三光电探测器，所述第三光电探测器接收所述第四分光器的第二输出端输出的信号光，根据所述信号光监测光模块的发射光功率。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述电压比较转换电路包括运算放大器和第一电阻；

所述运算放大器的反相输入端连接所述输出引脚，所述运算放大器的同相输入端用于提供参考电压，所述运算放大器的输出端连接所述MCU的输入端；

所述第一电阻的一端连接在所述运算放大器的反相输入端和所述输出引脚之间，所述第一电阻的另一端连接在所述运算放大器的输出端和所述MCU的输入端之间。

6.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述加热器设置在所述第一干涉臂上；

根据所述电压比较转换电路输出的电压调整向所述加热器施加的电压，包括：

获取所述电压比较转换电路输出的电压，比较参考电压和所述电压比较转换电路输出的电压的大小；

若所述电压比较转换电路输出的电压大于所述参考电压，增大向所述加热器施加的电压；

若所述电压比较转换电路输出的电压小于所述参考电压，减小向所述加热器施加的电压。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，若所述电压比较转换电路输出的电压大于所述参考电压，增大向所述加热器施加的电压，包括：

若所述电压比较转换电路输出的电压大于所述参考电压，增大向所述加热器施加的电压，包括：

若所述电压比较转换电路输出的电压大于所述参考电压，按照第一步进增大所述加热器施加的电压，所述第一步进大于0。

8.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，若所述电压比较转换电路输出的电压小于所述参考电压，减小向所述加热器施加的电压，包括：

若所述电压比较转换电路输出的电压小于所述参考电压，按照第二步进减小所述加热器施加的电压，所述第二步进大于0。

9.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述电压比较转换电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容的一端连接所述运算放大器的同相输入端、另一端接地，所述第二电容的一端连接所述运算放大器的同相输入端、另一端接地。

10.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述电压比较转换电路还包括第三电容和第二电阻；

所述第三电容的一端连接在所述运算放大器的反相输入端和所述输出引脚之间，所述第三电容的另一端连接在所述运算放大器的输出端和所述MCU的输入端之间；

所述第二电阻串联于所述运算放大器的输出端和所述MCU的输入端之间。

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