专利名称：具有温度控制功能的万兆光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光线通信技术领域的光模块，特别涉及一种具有温度控制功能的万兆光模块。
背景技术：
目前，云端数据中心和IOG以太网之间的传输载体为万兆光模块。由于目前行业内万兆光模块采用的均为IOG VCSEL激光器，而IOG VCSEL激光器多工作在商业级温度范围即(T70°C。当温度低于0°C或高于70°C时，激光器的带宽就会逐渐劣化；当温度低于-20°C时，光线图的形状劣化明显，信号“O”电平和“I”电平产生双线甚至多线、振铃、过冲等现象。这样就使得使用此激光器的万兆光模块无法在工业级温度范围即_40°C 85°C中无法正常工作，从而使万兆光模块的使用范围受到限制。半导体致冷器温控系统多用于激光器的温度控制，但半导体致冷器温控系统由于功能实现方式复杂，需要采用的器件多，体积大，功耗大，价格也相当昂贵，因此并不适用于采用用于万兆光模块。由上可知，有必要提供一种既能扩大万兆光模块的工作温度范围，又能有效控制功耗、体积和成本的万兆光模块。
实用新型内容本实用新型提供了一种能扩大万兆光模块的工作温度范围，又能有效控制功耗、体积和成本的万兆光模块。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:一种具有温度控制功能的万兆光模块，包括激光器和单片机，所述万兆光模块还包括光电二极管、发热装置、温度传感器和电流放大装置:所述光电二极管设置于激光器一侧，用于根据激光器发出的光束的发光强度产生成比例的光生电流；所述发热装置与所述激光器相邻设置，并与所述光电二极管的输出端电连接，所述光电二极管产生的光生电流使所述发热装置发热，以提高激光器的工作温度；所述温度传感器设置于激光器内部并与单片机电连接，用于将激光器内部的温度反馈给单片机；所述电流放大装置的输入端与所述单片机电连接，输出端与所述发热装置电连接，用以对加热装置的电流进行放大，以调节激光器的工作温度。其中，所述光电二极管与所述激光器的间隔距离为0.47、.53毫米。所述发热装置与所述激光器的间隔距离为0.125、.175毫米。电流放大装置为运放芯片。所述发热装置为发热电阻。其中，所述发热电阻能够使激光器的工作温度范围提高最多40°C。[0016]所述单片机对电流放大装置发送的控制信号为电流信号或电压信号。所述电压信号或电流信号的变化值与所述电流放大装置的电流变化值为正比例关系。万兆光模块通过XFP封装。由上述技术方案可见，光电二极管和发热电阻与激光器均相邻设置，光电二极管根据激光器发光强度大小产生成比例的光生电流，光生电流流经发热电阻后电阻发热从而提高激光器的工作温度。同时，在激光器内部设温度传感器，温度传感器将激光器的温度信号输入给单片机。单片机根据温度信号决定是否给激光器加热。如果激光器内部温度低于设定值，单片机便向电流放大电路发出控制信号，增加输入到加热电阻的电流。由于电流增力口，加热电阻的温度就越高，从而提高激光器的工作温度，实现对激光器的温度控制，保证了其在较低温度下工作性能的稳定。同时，由于本实用新型的加热装置采用的器件较少，所以其体积和功耗均较小，且价格便宜。因此本实用新型既能扩大激光器的工作温度范围，又能有效控制住光模块的功耗和体积，且生产成本低，适于批量生产。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下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，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。图1示出了本实用新型的工作原理框图；图2示出了光电二极管和发热电阻与激光器的位置关系图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。图1示出了具有温度控制功能的万兆光模块的工作原理框图，如图1所示，万兆光模块包括激光器I和单片机2，单片机2用以控制激光器I的工作温度。万兆光模块还包括光电二极管3和发热电阻4。光电二极管3设置于激光器I的一侧，发热电阻4与激光器I相邻设置，且发热电阻4的一端与光电二极管3的电流输出端连接，另一端连接到电流放大装置5。本实用新型中，电流放大装置5采用运放芯片。运放芯片的输入端与单片机2电连接，输出端与发热电阻4电连接。同时激光器I内部设有温度传感器6，温度传感器6与单片机2电连接并将激光器I内部的温度反馈单片机2。最后万兆光模块通过XFP封装。图2示出了光电二极管3和发热电阻4与激光器I的位置关系。如图2所示，光电二极管3与激光器I的间隔距离为0.47、.53毫米，优选地，光电二极管3与激光器I的间隔距离选用0.5毫米。发热电阻4与激光器I的间隔距离为0.125、.175毫米，优选地，发热电阻4与激光器I的间隔距离选用0.15毫米。现在对本实用新型的工作原理进行详细阐述:在激光器I的相邻位置分别设置光电二极管3和发热电阻4，光电二极管3根据激光器I发光强度大小产生成比例的光生电流，光生电流流经发热电阻4后电阻发热，从而激光器I周围的工作温度提高。同时在激光器I内部设温度传感器6，温度传感器6将激光器I的温度信号输入给单片机2，单片机2根据温度信号决定是否给激光器I加热。当温度传感器6检测到激光器I内部温度低于设定值，单片机2便给运放芯片一个控制信号，使输入到加热电阻的电流增加。此控制信号可为电流信号，也可为电压信号，其中，电压信号或电流信号的变化值与运放芯片输出的电流变化值为正比例关系。由于加热电阻的温度与电流为线性关系，即随着电流增加加热电阻产生的热量越多。因此随着输入到加热电阻的电流增加，加热电阻产生的热量使激光器I的工作温度提高。因此当激光器I的工作温度低于(TC以后，单片机2控制加热电阻发热以提高激光器I的工作温度，从而保证了激光器I在较低温度下工作性能的稳定。经验证，本实用新型中的发热电阻4发热能够使激光器I的工作温度范围提高多达40°C。因此激光器I在工业级温度范围，即_40°C ^85°C中便可正常工作。从而扩大了激光器I的工作温度范围。同时由于本实用新型的加热装置采用的器件较少，所以其体积和功耗均较小，元器件的成本较低。因此本实用新型既能扩大激光器I的工作温度范围，又能有效控制住光模块的功耗和体积，且其生产成本较低，适 于批量生产。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种具有温度控制功能的万兆光模块，包括激光器和单片机，其特征在于，所述万兆光模块还包括光电二极管、发热装置、温度传感器和电流放大装置: 所述光电二极管设置于激光器一侧，用于根据激光器发出的光束的发光强度产生成比例的光生电流； 所述发热装置与所述激光器相邻设置，并与所述光电二极管的输出端电连接，所述光电二极管产生的光生电流使所述发热装置发热，以提高激光器的工作温度； 所述温度传感器设置于激光器内部并与单片机电连接，用于将激光器内部的温度反馈给单片机； 所述电流放大装置的输入端与所述单片机电连接，输出端与所述发热装置电连接，用以对加热装置的电流进行放大，以调节激光器的工作温度。
2.如权利要求1所述的万兆光模块，其中，所述光电二极管与所述激光器的间隔距离为0.47 0.53毫米。
3.如权利要求1所述的万兆光模块，其中，所述发热装置与所述激光器的间隔距离为0.125 0.175 毫米。
4.如权利要求1所述的万兆光模块，其中，电流放大装置为运放芯片。
5.如权利要求1至4中任一项所述的万兆光模块，其中，所述发热装置为发热电阻。
6.如权利要求1所述的万兆光模块，其中，万兆光模块通过XFP封装。
专利摘要本实用新型公开了一种具有温度控制功能的万兆光模块。它包括激光器、单片机、光电二极管、发热装置、温度传感器和电流放大装置光电二极管设置于激光器的一侧，用于根据激光器发出的光束的发光强度产生成比例的光生电流；发热装置与激光器相邻设置，并与光电二极管的输出端电连接；温度传感器设置于激光器内部并与单片机电连接，将激光器内部的温度反馈单片机；电流放大装置的输入端与单片机电连接，输出端与发热装置电连接，通过单片机发送的控制信号对通过加热装置的电流进行放大，以调节激光器的工作温度。本实用新型既能扩大激光器的工作温度范围，又能有效控制住光模块的功耗和体积，且生产成本低，适于批量生产。
文档编号H01S3/04GK202977955SQ20122030167
公开日2013年6月5日 申请日期2012年6月26日 优先权日2012年6月26日
发明者杨思更, 赵其圣, 何鹏, 薛登山 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司