CN114337859A - 一种增益可调的集成探测放大模块 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光电探测技术领域，具体涉及一种增益可调的集成探测放大模块；该模块包括：光波输入单元、光电探测单元、微波放大单元和数控衰减单元；调制光信号经过光波输入单元耦合后输入到光电探测单元中进行光电转换；将经过光电转换后的信号输入到微波放大单元进行射频放大，得到射频放大的电信号；将射频放大后的电信号输入到数控衰减单元中，进行幅度调整后输出；本发明通过采用平面化耦合方案，集成放大器芯片与带驱动的数控衰减器芯片，能够有效解决光传输链路中链路增益一致性问题以及光电器件体积、功耗的限制问题且体积较分立器件搭建系统小一个数量级。
Description
技术领域
本发明属于光电探测技术领域，具体涉及一种增益可调的集成探测放大模块。
背景技术
光电探测器是一种将调制光信号进行解调并转换为电信号的光电器件，一般包含一个光输入端口和一个电输出端口。目前，光电探测器已广泛应用于光纤通信、微波光子、量子通信等领域。由于光传输链路一般为多路并行传输，多路间的增益一致性是影响系统性能的关键参数。现有光电探测器一般为分立的单器件，仅具有光电探测功能，无法对光链路的插损和幅度不一致性进行补偿。为了对上述参数进行补偿，光电探测器后端一般需连接射频放大器和衰减器，以调试的方法实现多路增益的一致性。但是，随着光传输链路规模的增大，以分立光电探测器构成的光电探测系统不仅调试工作量大，且体积大、功耗高，严重制约了光传输链路的规模化发展。因此，亟需一种增益可调的集成探测放大模块，以满足光传输链路阵列化、小型化的需要。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种增益可调的集成探测放大模块，该模块包括：光波输入单元、光电探测单元、微波放大单元和数控衰减单元；调制光信号经过光波输入单元耦合后输入到光电探测单元中进行光电转换；将经过光电转换后的信号输入到微波放大单元进行射频放大，得到射频放大的电信号；将射频放大后的电信号输入到数控衰减单元中，进行幅度调整后输出。
优选的，光电探测单元包括采样电阻4和光电探测器芯片3；光电探测器芯片3与采样电阻4连接。
进一步的，光电探测器芯片3与采样电阻4通过微波传输线连接。
优选的，光波输入单元为45度光纤2，45度光纤2为柱体结构，输出端为一个与水平面呈45度的斜面，45度光纤2设置在光电探测器芯片3上。
优选的，微波放大单元采用放大器芯片5。
优选的，数控衰减单元采用数控衰减器芯片6。
优选的，光波输入单元、光电探测单元、微波放大单元和数控衰减单元之间均通过微波传输线连接。
优选的，增益可调的集成探测放大模块还包括模块外壳，光波输入单元、光电探测单元、微波放大单元以及数控衰减单元设置在模块外壳内部。
进一步的，模块封装外壳上设置有光纤密封管壳，光纤密封管壳采用双密封槽结构对光纤进行密封；在第一个密封槽结构处对镀金光纤进行焊接处理，在第二个密封槽结构处通过点胶进行密封；采用黑色橡胶护套11对双密封槽结构进行包裹。
进一步的，模块封装外壳上还设置有smp连接器7和玻璃插针8，smp连接器7穿过模块外壳的前端并与数控衰减单元输出端连接；玻璃插针8设置在模块外壳底部，玻璃插针8与探测器芯片、放大器芯片以及数控衰减器芯片均相连，用于实现供电与衰减控制。
本发明的有益效果为：本发明采用混合集成工艺将探测器芯片、放大器芯片和数控衰减芯片进行高集成封装，体积较分立器件搭建系统减小一个数量级，且模块整体气密封装能有效提高可靠性，模块体积小、重量轻、功耗低能广泛应用于机载、星载等对体积、重量要求高的领域；采用平面化耦合工艺，耦合效率能够达到80％以上，相较传统金属化光纤垂直耦合工艺，能大幅提升生产效率，且平面化耦合方案，无需载板转接，有利于射频性能提升的同时较小模块体积；模块采用双列直插结构，焊接在用户电路板上即可工作，采用数控衰减的方式可以实现程序调节模块输出，实时对链路插损进行调节，方便快捷，大幅减小调试工作量。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明中增益可调的集成探测放大模块系统架构；
图2为本发明中增益可调的集成探测放大模块内部结构示意图；
图3为本发明中45度光纤耦合局部放大图；
图4为本发明中光纤密封示意图；
图5为本发明中增益可调的集成探测放大模块外形结构示意图；
图中：1、模块封装外壳；11、黑色橡胶护套；2、45度光纤；3、光电探测器芯片；4、采样电阻；5、放大器芯片；6、数控衰减器芯片；7、smp连接器；8、玻璃插针；9、FC/APC连接器。
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。
本发明提出了一种增益可调的集成探测放大模块，如图1、图2所示，所述模块包括光波输入单元、光电探测单元、微波放大单元和数控衰减单元；调制光信号经过光波输入单元耦合后输入到光电探测单元中进行光电转换；将经过光电转换后的信号输入到微波放大单元进行射频放大，得射频放大的电信号；将射频放大后的电信号输入到数控衰减单元中，得到射频信号。
优选的，如图3所示，光电探测单元包括采样电阻4和光电探测器芯片3；光电探测器芯片3与采样电阻4连接；光电探测器芯片将电流信号转换为射频信号然后通过微波传输线传输到放大器芯片，经放大器芯片放大后通过数控衰减器芯片进行幅度控制。
进一步的，光电探测器芯片3与采样电阻4通过微波传输线连接。
优选的，光波输入单元为45度光纤2，45度光纤2为柱体结构，输出端为一个与水平面呈45度的斜面，45度光纤2设置在光电探测器芯片3上；优选的，45度光纤通过胶粘工艺耦合固定到光电探测器芯片上，用于将调制光信号送入光电探测器芯片。
优选的，微波放大单元采用放大器芯片5。
优选的，数控衰减单元采用数控衰减器芯片6。
优选的，光电探测单元、微波放大单元和数控衰减单元之间均通过微波传输线连接。
优选的，增益可调的集成探测放大模块还包括模块封装外壳；光电探测单元、微波放大单元以及数控衰减单元设置在模块外壳内部。
进一步的，如图4所示，模块封装外壳上设置有光纤密封管壳，光纤密封管壳采用双密封槽结构对光纤进行密封；在第一个密封槽结构处对镀金光纤进行焊接处理，在第二个密封槽结构处通过点胶进行密封；采用黑色橡胶护套11对双密封槽结构进行包裹。
进一步的，模块封装外壳上还设置有smp连接器7和玻璃插针8，smp连接器7穿过模块外壳的前端并与数控衰减单元输出端连接；玻璃插针8设置在模块外壳底部，玻璃插针8与探测器芯片、放大器芯片以及数控衰减器芯片均相连，用于实现供电与衰减控制。射频放大后的电信号在数控衰减器芯片中进行幅度控制后经过SMP连接器进行射频信号输出，通过在模块底部烧结玻璃插针，使模块可以采用双列直插的方式与用户电路板进行连接。
进一步的，如图5所示，45度光纤穿过光纤密封管壳并通过FC/APC连接器9与调制光信号相连。
进一步的，模块外壳顶部采用平行缝焊工艺进行气密封装。通过采用平面化耦合方案，集成放大器芯片与带驱动的数控衰减器芯片，在常规光电探测器一半的体积下实现了增益可调的探测放大模块，能够有效解决光传输链路中链路增益一致性问题以及光电器件体积、功耗的限制问题且体积较分立器件搭建系统小一个数量级。
本发明采用混合集成工艺将探测器芯片、放大器芯片和数控衰减芯片进行高集成封装，体积较分立器件搭建系统减小一个数量级，且模块整体气密封装能有效提高可靠性，模块体积小、重量轻、功耗低能广泛应用于机载、星载等对体积、重量要求高的领域；采用平面化耦合工艺，耦合效率能够达到80％以上，相较传统金属化光纤垂直耦合工艺，能大幅提升生产效率，且平面化耦合方案，无需载板转接，有利于射频性能提升的同时较小模块体积；模块采用双列直插结构，焊接在用户电路板上即可工作，采用数控衰减的方式可以实现程序调节模块输出，实时对链路插损进行调节，方便快捷，大幅减小调试工作量。
以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，包括：光波输入单元、光电探测单元、微波放大单元和数控衰减单元；调制光信号经过光波输入单元输入到光电探测单元中进行光电转换；将经过光电转换后的信号输入到微波放大单元进行射频放大，得到射频放大的电信号；将射频放大后的电信号输入到数控衰减单元中，进行幅度调整后输出。
2.根据权利1所述的一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，光电探测单元包括采样电阻(4)和光电探测器芯片(3)，光电探测器芯片(3)与采样电阻(4)连接。
3.根据权利2所述的一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，光电探测器芯片(3)与采样电阻(4)通过微波传输线连接。
4.根据权利1所述的一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，光波输入单元为45度光纤(2)；45度光纤(2)为柱体结构，输出端为一个与水平面呈45度的斜面，45度光纤(2)设置在光电探测器芯片(3)上。
5.根据权利1所述的一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，微波放大单元采用放大器芯片(5)。
6.根据权利1所述的一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，数控衰减单元采用数控衰减器芯片(6)。
7.根据权利1所述的一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，光波输入单元、光电探测单元、微波放大单元和数控衰减单元之间均通过微波传输线连接。
8.根据权利1所述的一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，增益可调的集成探测放大模块还包括模块封装外壳；光电探测单元、微波放大单元以及数控衰减单元设置在模块外壳内部。
9.根据权利8所述的一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，模块封装外壳上设置有光纤密封管壳，光纤密封管壳采用双密封槽结构对光纤进行密封；在第一个密封槽结构处对镀金光纤进行焊接处理，在第二个密封槽结构处通过点胶进行密封；采用黑色橡胶护套(11)对双密封槽结构进行包裹。
10.根据权利8所述的一种增益可调的集成探测放大模块，其特征在于，模块封装外壳上还设置有smp连接器(7)和玻璃插针(8)，smp连接器(7)穿过模块外壳的前端并与数控衰减单元输出端连接；玻璃插针(8)设置在模块外壳底部，玻璃插针(8)与探测器芯片、放大器芯片以及数控衰减器芯片均相连，用于实现供电与衰减控制。
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|---|---|
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0522229A (ja) * | 1991-07-16 | 1993-01-29 | A T R Koudenpa Tsushin Kenkyusho:Kk | 光フアイバーリンク |
| CN203522751U (zh) * | 2013-09-24 | 2014-04-02 | 杭州万隆光电设备股份有限公司 | 一种catv网络光接收机 |
| CN104734777A (zh) * | 2013-12-23 | 2015-06-24 | 海思光电子有限公司 | 光信号检测控制电路 |
| CN205545222U (zh) * | 2016-01-22 | 2016-08-31 | 珠海佳讯创新科技股份有限公司 | 一种地面波信号与卫星信号共缆传输接收系统 |
| CN107846248A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-03-27 | 成都嘉纳海威科技有限责任公司 | 一种用于微波光子系统的超宽带多通道光电一体化探测器 |
| CN109143499A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-04 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种大功率激光光纤耦合的光纤耦合装置 |
| CN110492945A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-22 | 武汉华工正源光子技术有限公司 | 输出幅度稳定的rof光接收模块 |
| CN112018481A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-12-01 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种传输线不对称近金属格栅小型化集成微波功分器 |
| WO2021128666A1 (zh) * | 2019-12-25 | 2021-07-01 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种用于相控阵系统的集成微波光子收发前端 |
-
2022
- 2022-01-05 CN CN202210009659.8A patent/CN114337859A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0522229A (ja) * | 1991-07-16 | 1993-01-29 | A T R Koudenpa Tsushin Kenkyusho:Kk | 光フアイバーリンク |
| CN203522751U (zh) * | 2013-09-24 | 2014-04-02 | 杭州万隆光电设备股份有限公司 | 一种catv网络光接收机 |
| CN104734777A (zh) * | 2013-12-23 | 2015-06-24 | 海思光电子有限公司 | 光信号检测控制电路 |
| CN205545222U (zh) * | 2016-01-22 | 2016-08-31 | 珠海佳讯创新科技股份有限公司 | 一种地面波信号与卫星信号共缆传输接收系统 |
| CN107846248A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-03-27 | 成都嘉纳海威科技有限责任公司 | 一种用于微波光子系统的超宽带多通道光电一体化探测器 |
| CN109143499A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-04 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种大功率激光光纤耦合的光纤耦合装置 |
| CN110492945A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-22 | 武汉华工正源光子技术有限公司 | 输出幅度稳定的rof光接收模块 |
| WO2021128666A1 (zh) * | 2019-12-25 | 2021-07-01 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种用于相控阵系统的集成微波光子收发前端 |
| CN112018481A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-12-01 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种传输线不对称近金属格栅小型化集成微波功分器 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| HYOUNG-JUN KIM: "improved rf performance of a comb-based microwave photonic filter using a balanced photodetector", 《2013 IEEE INTERNATIONAL TOPICAL MEETING ON MICROWAVE PHOTONICS》, 27 January 2014 (2014-01-27) * |
| 徐兴元: "基于光电振荡器的关键技术研究与应用", 《中国优秀硕士论文全文数据库信息科技辑》, 15 March 2018 (2018-03-15) * |
| 方杰: "基于激光外调制的频率可调谐光电振荡器", 《激光与红外》, 18 June 2020 (2020-06-18) * |
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