CN202818303U - 一种宽温高速短距离光模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光纤通信领域，尤其是涉及一种可在温度变化较大的环境中稳定工作的高速短距离光模块。包括激光器、驱动电路、单片机、探测器及限幅放大器，所述限幅放大器连接探测器和单片机，所述驱动电路连接单片机和激光器，所述激光器配置有温度采样器，所述温度采样器连接单片机，所述单片机内设置有可接收所述温度采样器信号并输出功率补偿命令的功率补偿控制单元。本实用新型通过实时采集激光器温度信息并通过单片机建立合适的偏置电流和调制电流，改善了高速短距离在工业级温度范围的性能，光模块一致性好，适于推广生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤通信领域，尤其是涉及一种可在温度变化较大的环境中稳定工作的高速短距离光模块。
背景技术
传统的短距离模块一般用于室内机间光互连接，对光模块温度要求商业级温度即可。随着光通信网络发展日新月异，通信速率不断提高，光纤越来越多的替代电缆的使用，对高速小型化封装的短距离光模块需求也随之增长，大量应用于光互连和移动基站等环境。伴随着应用场合的广泛，小型化封装短距离光模块需要满足不同环境的温度要求，特别是在工业级温度场合的应用。
当光模块工作使用在工业级温度，在高低温环境时，光模块发射部分的激光器的阈值和效率发生变化，出现光功率和消光比的变化。接收部分的探测器高低温下带宽会有不同，加上噪声的影响，出现灵敏度的降低，信号告警的判决门限也会随着温度的变化从而有一定范围的漂移。工业级温度场合的应用中，需要保证整个温度范围内光电指标的稳定，因此，对光模块的性能提出了更高的要求。
发明内容
本实用新型主要是针对现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可在温度变化较大的环境中自动建立合适的偏置电流和调制电流，减小激光器的起止控制延时和消除驰豫振荡，维持激光器稳定的光功率和消光比的高速短距离光模块。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种宽温高速短距离光模块，包括激光器、驱动电路、单片机、探测器及限幅放大器，所述限幅放大器连接探测器和单片机，所述驱动电路连接单片机和激光器，所述激光器配置有温度采样器，所述温度采样器连接单片机，所述单片机内设置有可接收所述温度采样器信号并输出功率补偿命令的功率补偿控制单元。光模块工作时，单片机控制各硬件电路部分的工作和衔接，入射光信号经探测器转换为电信号输送至限幅放大器，单片机控制限幅放大器放大并输出电信号，此后，单片机控制驱动电路根据电信号给激光器提供偏置电流和调制电流，使激光器输出出射光信号。温度采样器将光模块工作过程中激光器的实时工作温度信息取样，上报给单片机的功率补偿控制单元，功率补偿控制单元根据温度和设定的补偿系数，计算并修正自动功率控制激光器的跟踪误差，建立合适的偏置电流，保证发射光功率的稳定；同时，获取激光器当前的偏置电流，单片机根据调制电流的计算系数，实时计算每个温度下需要的调制电流值，并控制激光器驱动电路，给激光器提供合适的调制电流，保证光模块消光比的稳定。
根据激光器发射光功率高低温下的变化特点，功率补偿控制单元可以对跟踪误差进行分段补偿，相应地，补偿系数采用有符号数，可以从正负两个方向修正跟踪误差。
作为优选，所述信号接收器和单片机之间设置有电感电容LC网络。光模块中的探测器将光信号转换成高速电信号后，通过建立的电感电容LC网络，可以有效改善探测器输出后的电信号质量，提高信号的抗噪声和抗干扰能力，这种经过优化后的信号输出给限幅放大器，经放大后输出电信号。该电感电容LC网络提高了信号质量，抑制了噪声的影响，从而提高了低温下的带宽性能和抗噪声能力，提高了信号接收的灵敏度，优化了信号告警的准确性和稳定性。
作为优选，所述温度采样器由负温度系数热敏电阻、普通贴片分压电阻和ADC构成。
作为优选，所述激光器为垂直腔面发射激光器。
本实用新型针对高速短距离模块在工业级温度范围内工作时出现的激光器跟踪误差的问题，通过实时采集激光器温度信息并通过单片机计算后建立合适的偏置电流和调制电流，减小激光器的起止控制延时和消除驰豫振荡，维持了稳定的光功率和消光比；对于和微弱型号下灵敏度和信号告警等问题，进行补偿和优化，改善了高速短距离在工业级温度范围的性能。
附图说明
附图1为本实用新型宽温高速短距离光模块的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例。
实施例1：
参见附图1，本实用新型一种宽温高速短距离光模块，包括垂直腔面发射激光器1、驱动电路2、单片机5、探测器3、LC补偿网络8及限幅放大器4，所述探测器3连接LC补偿网络8，LC补偿网络8连接限幅放大器4，所述限幅放大器4连接单片机5，所述驱动电路2连接单片机5和激光器1，所述激光器1配置有由负温度系数热敏电阻、普通贴片分压电阻和ADC构成的温度采样器6，所述温度采样器6连接单片机6内设置的可接收所述温度采样器信号并输出功率补偿命令的功率补偿控制单元7。
光模块工作时，单片机控制各硬件电路部分的工作和衔接，入射光信号经探测器转换为电信号输送至电感电容LC网络，该LC网络可以有效改善探测器输出后的电信号质量，提高信号的抗噪声和抗干扰能力，这种经过优化后的信号输出给限幅放大器，单片机控制限幅放大器放大并输出电信号，此后，单片机控制驱动电路根据电信号给激光器提供偏置电流和调制电流，使激光器输出出射光信号。温度采样器将光模块工作过程中激光器的实时工作温度信息取样，上报给单片机的功率补偿控制单元，功率补偿控制单元根据温度和设定的补偿系数，计算并修正自动功率控制激光器的跟踪误差，建立合适的偏置电流，保证发射光功率的稳定；同时，获取激光器当前的偏置电流，单片机根据调制电流的计算系数，实时计算每个温度下需要的调制电流值，并控制激光器驱动电路，给激光器提供合适的调制电流，保证光模块消光比的稳定。
根据激光器发射光功率高低温下的变化特点，功率补偿控制单元可以对跟踪误差进行分段补偿，相应地，补偿系数采用有符号数，可以从正负两个方向修正跟踪误差。
本实用新型光模块方案简洁，补偿效果好，控制方便。如果将此方案用到高速短距离模块上，对光模块的发射光功率这项指标进行对比测试，具体地，光模块模块室温25度环境下，发射光功率-2.7dBm。补偿控制单元对跟踪误差以25度为分段点进行分段补偿，25度至-40度采用负系数，25度至85度采用正系数。
由以上数据可知，使用了本方案的控制方法后，模块全温度范围光功率的变化由1.4dB减小到了0.5dB，使得光模块全温度范围的光功率一致性提高。
使用该方案的光模块，工作温度范围可达-40~85度，整个温度范围内光功率稳定，信号告警电平正常。光模块一致性好，方便后续光模块的批量生产。本新型中的激光器控制补偿方法，不受传输速率影响，调整不同的参数，可用于不同温度范围的激光器的补偿。
应理解，上述实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (4)
1.一种宽温高速短距离光模块，包括激光器、驱动电路、单片机、探测器及限幅放大器，所述限幅放大器连接探测器和单片机，所述驱动电路连接单片机和激光器，其特征在于：所述激光器配置有温度采样器，所述温度采样器连接单片机，所述单片机内设置有可接收所述温度采样器信号并输出功率补偿命令的功率补偿控制单元。
2.根据权利要求1所述的宽温高速短距离光模块，其特征在于：所述信号接收器和单片机之间设置有电感电容LC网络。
3.根据权利要求1所述的宽温高速短距离光模块，其特征在于：所述温度采样器由负温度系数热敏电阻、普通贴片分压电阻和ADC构成。
4.根据权利要求1所述的宽温高速短距离光模块，其特征在于：所述激光器为垂直腔面发射激光器。
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| CN201220446848.3U CN202818303U (zh) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | 一种宽温高速短距离光模块 |
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Publications (1)
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| CN202818303U true CN202818303U (zh) | 2013-03-20 |
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| CN (1) | CN202818303U (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2012
- 2012-09-04 CN CN201220446848.3U patent/CN202818303U/zh not_active Expired - Lifetime
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