一种恒温稳定的光模块隔离器系统及使用方法与流程

1.本发明涉及光模块技术领域，具体地说涉及一种恒温稳定的光模块隔离器系统及使用方法。


背景技术：

2.目前，光模块的隔离器一般包括起偏片、检偏片和法拉第片这三个部分。将夹设在起偏片与检偏片中间的法拉第片中参入带磁原子，激光器发出的光通过起偏片后形成单一相位的平行光，通过法拉第片的旋光作用改变传播角度，再通过检偏片发出，使得反射的光将无法返回。由于法拉第片内部的原子本身是杂乱的，参入的带磁原子给了法拉第片一个明确的磁向，可以让隔离器中的法拉第片的旋光产生一定的方向。然而在现有技术中，由于上述法拉第片产生的具体磁向比较容易受到温度的影响，导致旋光角会随着温度的变化而发生转变，进而导致了光模块输出光的稳定性及效率降低。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种有助于维持输出光的稳定性、提高输出光的效率的恒温稳定的光模块隔离器系统及使用方法。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种恒温稳定的光模块隔离器系统，涉及光模块，包括恒温器总成和系统电路总成；
5.所述恒温器总成装配在所述光模块内，包括隔离器模组和半导体模组，所述隔离器模组具有间隔排列的多个，所述半导体模组具有镜像夹设在多个所述隔离器模组两端的两个；
6.所述系统电路总成至少包括热敏电阻、单片机、反相器a和反相器b，所述恒温器总成接入至所述系统电路总成中。
7.进一步地，所述半导体模组包括p型半导体、n型半导体和陶瓷盖板，三者截面大小相等，并从上至下依次贴合分布。
8.进一步地，所述隔离器模组包括起偏片、法拉第片和检偏片，三者截面大小相等，并从后至前依次贴合分布。
9.进一步地，多个所述隔离器模组间隔排列成行，两个所述半导体模组镜像分布在各所述隔离器模组的上、下方，上下两个所述陶瓷盖板分别贴合在各所述隔离器模组的顶端及底端，且所述隔离器模组不伸出于所述陶瓷盖板。
10.进一步地，多个所述隔离器模组间隔排列成列，两个所述半导体模组镜像分布在各所述隔离器模组的左、右方，左右两个所述陶瓷盖板分别贴合在各所述隔离器模组的左侧及右侧，且所述隔离器模组不伸出于所述陶瓷盖板。
11.进一步地，所述系统电路总成还包括由四个三极管构成的h桥驱动电路，所述恒温器总成接入至所述h桥驱动电路。
12.进一步地，所述系统电路总成还包括由四个mos管构成的h桥驱动电路，所述恒温
器总成接入至所述h桥驱动电路。
13.进一步地，所述p型半导体的金属能级小于所述n型半导体的金属能级。
14.一种恒温稳定的光模块隔离器系统的使用方法，包括所述恒温稳定的光模块隔离器系统，所述方法包括以下步骤：
15.s1：所述单片机输出的电平信号由所述热敏电阻温度的变化来控制，设定所述热敏电阻的温度范围为t1《t《t2，t为所述隔离器模组的实时温度值；
16.s2：当所述光模块器件内部温度升高时，t》t2，所述热敏电阻的阻值下降，所述单片机输出高电平1信号，所述反相器a输出低电平0信号，所述反相器b输出高电平1信号，此时q1、q4导通，q2、q3截止，电流从所述n型半导体流向所述p型半导体，电子则从所述p型半导体流向所述n型半导体，根据电子在不同能级金属之间的移动而产生的热效应规律：电子从能级低的金属移动到能级高的金属需要吸热，电子从能级高的金属移动到能级低的金属会放热，可知，此时表现为吸热，所述隔离器模组温度降低；
17.s3：当所述光模块器件内部温度降低时，t《t1，所述热敏电阻的阻值增大，所述单片机输出低电平0信号，所述反相器a输出高电平1信号，所述反相器b输出低电平0信号，此时q1、q4截止，q2、q3导通，电流从所述p型半导体流向所述n型半导体，电子则从所述n型半导体流向所述p型半导体，根据电子在不同能级金属之间的移动而产生的热效应规律：电子从能级低的金属移动到能级高的金属需要吸热，电子从能级高的金属移动到能级低的金属会放热，可知，此时表现为放热，所述隔离器模组温度升高；
18.s4：s2-3循环，所述隔离器模组的温度t维持在t1-t2范围内。
19.本发明的有益效果体现在：
20.本发明中，通过在多个传统的光模块隔离器的两端镜像设置两个半导体模组，制成结构简单的恒温器总成，将恒温器总成接入至系统电路总成中，利用热敏电阻的阻值变化来控制单片机输出的高低电平，可以改变p、n型半导体的电极方向，进而根据电子在不同能级金属之间的移动而产生的热效应，可以实现对各隔离器模组温度的控制，维持各隔离器模组温度的恒定，保证了法拉第片旋光角度的一定，提高了输出光的稳定性及效率。
附图说明
21.图1是本发明一实施例的恒温器总成与光模块的装配图。
22.图2是本发明一实施例的恒温器总成整体结构轴测图。
23.图3是本发明一实施例的恒温器总成拆分示意图。
24.图4是本发明一实施例的隔离器模组拆分示意图。
25.图5是本发明一实施例的系统恒温状态下电路原理图。
26.图6是本发明一实施例的系统降温状态下电路原理图。
27.图7是本发明一实施例的系统升温状态下电路原理图。
28.附图中各部件的标记为：1、光模块；2、恒温器总成；3、隔离器模组；301、起偏片；302、法拉第片；303、检偏片；4、半导体模组；401、p型半导体；402、n型半导体；403、陶瓷盖板；5、热敏电阻；6、单片机；7、反相器a；8、反相器b。
具体实施方式
29.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的一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.参见图1-图7。
31.本发明提供了一种恒温稳定的光模块隔离器系统，涉及光模块1，包括恒温器总成2和系统电路总成；
32.所述恒温器总成2装配在所述光模块1内，包括隔离器模组3和半导体模组4，所述隔离器模组3具有间隔排列的多个，所述半导体模组4具有镜像夹设在多个所述隔离器模组3两端的两个；
33.所述系统电路总成至少包括热敏电阻5、单片机6、反相器a7和反相器b8，所述恒温器总成2接入至所述系统电路总成中。
34.本发明中，通过在多个传统的光模块隔离器的两端镜像设置两个半导体模组，制成结构简单的恒温器总成，将恒温器总成接入至系统电路总成中，利用热敏电阻的阻值变化来控制单片机输出的高低电平，可以改变p、n型半导体的电极方向，进而根据电子在不同能级金属之间的移动而产生的热效应，可以实现对各隔离器模组温度的控制，维持各隔离器模组温度的恒定，保证了法拉第片旋光角度的一定，提高了输出光的稳定性及效率。
35.在一实施例中，所述半导体模组4包括p型半导体401、n型半导体402和陶瓷盖板403，三者截面大小相等，并从上至下依次贴合分布。这样设计，所述半导体模组4温度的改变通过电子在所述p型半导体401与所述n型半导体402之间移动方向的改变来实现，所述半导体模组4温度的改变通过所述陶瓷盖板403直观体现。
36.在一实施例中，所述隔离器模组3包括起偏片301、法拉第片302和检偏片303，三者截面大小相等，并从后至前依次贴合分布。这样设计，所述法拉第片302中参入带磁原子，夹设在起偏片301与所述检偏片303之间，激光器发出的光通过所述起偏片301后形成单一相位的平行光，通过所述法拉第片302的旋光作用改变传播角度，再通过所述检偏片303发出，使得反射的光将无法返回，由于所述法拉第片302内部的原子本身是杂乱的，参入的带磁原子给了所述法拉第片302一个明确的磁向，可以让所述隔离器模组3中的所述法拉第片302的旋光产生一定的方向。
37.在一实施例中，多个所述隔离器模组3间隔排列成行，两个所述半导体模组4镜像分布在各所述隔离器模组3的上、下方，上下两个所述陶瓷盖板403分别贴合在各所述隔离器模组3的顶端及底端，且所述隔离器模组3不伸出于所述陶瓷盖板403。这样设计，所述p型半导体401与所述n型半导体402均不贴合于所述隔离器模组3，所述陶瓷盖板403直接接触所述隔离器模组3，工作状态下，设定所述热敏电阻5的温度范围为t1《t《t2，t为所述隔离器模组3的实时温度值，则：
38.当所述光模块1器件内部温度升高时，t》t2，所述热敏电阻5的阻值下降，所述单片机6输出高电平1信号，所述反相器a7输出低电平0信号，所述反相器b8输出高电平1信号，此时q1、q4导通，q2、q3截止，电流从所述n型半导体402流向所述p型半导体401，电子则从所述
p型半导体401反向流向所述n型半导体402，此时在两个所述陶瓷盖板403上表现吸热，所述隔离器模组3温度降低；
39.反之同理，当所述光模块1器件内部温度降低时，t《t1，所述热敏电阻5的阻值增大，所述单片机6输出低电平0信号，所述反相器a7输出高电平1信号，所述反相器b8输出低电平0信号，此时q1、q4截止，q2、q3导通，电流从所述p型半导体401流向所述n型半导体402，电子则从所述n型半导体402流向所述p型半导体401，此时在两个所述陶瓷盖板403上表现放热，所述隔离器模组3温度升高。
40.在另一实施例中，多个所述隔离器模组3间隔排列成列，两个所述半导体模组4镜像分布在各所述隔离器模组3的左、右方，左右两个所述陶瓷盖板403分别贴合在各所述隔离器模组3的左侧及右侧，且所述隔离器模组3不伸出于所述陶瓷盖板403。这样设计，与上同理，所述恒温器总成2的组成结构及形态不唯一，以实现的技术效果为基准。
41.在一实施例中，所述系统电路总成还包括由四个三极管构成的h桥驱动电路，所述恒温器总成2接入至所述h桥驱动电路。这样设计，所述h桥驱动电路采用三极管，操作便捷、成本较低，一般适用于数字电路的开关控制。
42.在另一实施例中，所述系统电路总成还包括由四个mos管构成的h桥驱动电路，所述恒温器总成2接入至所述h桥驱动电路。这样设计，所述h桥驱动电路采用mos管，损耗较小、灵活程度较高，一般适用于高频高速电路、大电流场所，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的中央。
43.在一实施例中，所述p型半导体401的金属能级小于所述n型半导体402的金属能级。这样设计，根据电子在不同能级金属之间的移动而产生的热效应规律：电子从能级低的金属移动到能级高的金属需要吸热，电子从能级高的金属移动到能级低的金属会放热，可知，所述p型半导体401与所述n型半导体402之间的能级差确保了电子在两者之间移动时会发生吸热或放热现象。
44.一种恒温稳定的光模块隔离器系统的使用方法，包括所述恒温稳定的光模块隔离器系统，所述方法包括以下步骤：
45.s1：所述单片机6输出的电平信号由所述热敏电阻5温度的变化来控制，设定所述热敏电阻5的温度范围为t1《t《t2，t为所述隔离器模组3的实时温度值；
46.s2：当所述光模块1器件内部温度升高时，t》t2，所述热敏电阻5的阻值下降，所述单片机6输出高电平1信号，所述反相器a7输出低电平0信号，所述反相器b8输出高电平1信号，此时q1、q4导通，q2、q3截止，电流从所述n型半导体402流向所述p型半导体401，电子则从所述p型半导体401流向所述n型半导体402，根据电子在不同能级金属之间的移动而产生的热效应规律：电子从能级低的金属移动到能级高的金属需要吸热，电子从能级高的金属移动到能级低的金属会放热，可知，此时表现为吸热，所述隔离器模组3温度降低；
47.s3：当所述光模块1器件内部温度降低时，t《t1，所述热敏电阻5的阻值增大，所述单片机6输出低电平0信号，所述反相器a7输出高电平1信号，所述反相器b8输出低电平0信号，此时q1、q4截止，q2、q3导通，电流从所述p型半导体401流向所述n型半导体402，电子则从所述n型半导体402流向所述p型半导体401，根据电子在不同能级金属之间的移动而产生的热效应规律：电子从能级低的金属移动到能级高的金属需要吸热，电子从能级高的金属移动到能级低的金属会放热，可知，此时表现为放热，所述隔离器模组3温度升高；
48.s4：s2-3循环，所述隔离器模组3的温度t维持在t1-t2范围内。
49.应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，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。