光模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种光模块，包括：光发射组件和控制电路；所述光发射组件包括激光器，所述激光器包括有源区和分布布拉格反射区，所述有源区用于输出光信号，所述分布布拉格反射区用于对所述光信号的波长进行调制；所述控制电路，用于为所述激光器提供分布布拉格反射电流，以控制所述激光器的分布布拉格发射区对输出的光信号的波长进行调制。本实用新型提供的光模块，由控制电路为激光器提供分布布拉格反射区电流，控制激光器分布布拉格反射DBR区对有源区输出的光信号进行波长调制，无需相位调整区，即可使激光器输出的光信号满足光网络要求，降低了ONU光模块中激光器的成本，从而降低了ONU光模块的成本。
【专利说明】光模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光通信领域，尤其涉及一种光模块。
【背景技术】
[0002]无源光网络(Passive Optical Network,简称PON)作为目前通信网络中主要的接入网，目前已较为成熟。目前，堆叠时分波分复用(Time-Wavelength DivisionMultiplexing,简称 TWDM) - PON 网络中,光线路终端(Optical Line Terminal,简称 OLT)和用户侧光网络单元(Optical Network Unit,简称0NU)间采用多个波长通道进行数据收发，每个ONU采用波长可调激光器发射特定波长的光信号。
[0003]在波长可调激光器中，有源区用于将偏置电流转换为光信号，分布布拉格反射(Distributed Bragg Reflector,简称DBR)区和相位调整区用于对有源区产生的光信号的波长进行调制。
[0004]但是，对激光器DBR区的分布布拉格反射电流和相位区的相位调整控制电流同时进行控制，使激光器的DBR区和相位调整区同时对激光器有源区产生的光信号进行调制的方式，需要的电路结构复杂、成本高。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供一种光模块，用于解决利用激光器的DBR区和相位调整区同时对激光器有源区产生的光信号进行调制，电路结构复杂、成本高的问题。
[0006]本实用新型提供一种光模块，包括:光发射组件和控制电路；
[0007]所述光发射组件包括激光器，所述激光器包括有源区和分布布拉格反射区，所述有源区用于将所述控制电路输入的偏置电流转化为光信号，并将所述光信号输出；
[0008]所述分布布拉格反射区用于根据所述控制电路输入的分布布拉格反射电流对所述光信号的波长进行调制。
[0009]第一种可选的场景中，上述控制电路包括:主控制单元、辅助控制单元和第一功率单元；
[0010]所述主控制单元，用于为所述辅助控制单元提供第一控制信号；
[0011]所述辅助控制单元，用于将所述第一控制信号进行负反馈放大处理得到第二控制信号，并将所述第二控制信号输出给所述第一功率单元；
[0012]所述第一功率单元，用于根据第二控制信号生成第一电流信号，并将所述第一电流信号输出给所述激光器的分布布拉格反射区，为所述激光器的分布布拉格反射区提供分布布拉格反射电流，以控制所述分布布拉格反射区对有源区输出的光信号的波长进行调制。
[0013]上述可选的场景中的一种实现方式中，所述辅助控制单元包括运算放大器、第一电感、第一电容；
[0014]所述运算放大器的正电源端通过所述第一电感与第一电源连接；[0015]所述第一电源通过所述第一电容与地连接；
[0016]所述运算放大器的负电源端与地连接；
[0017]所述运算放大器的输入端与所述主控制单元的第一控制信号输出端连接；
[0018]所述运算放大器的第一控制端与所述第一功率单元的第一输出端连接；
[0019]所述运算放大器的第二控制端与所述第一功率单元的第二输出端连接；
[0020]所述运算放大器的输出端与所述第一功率单元的控制端连接，为所述第一功率单元提供第二控制信号。
[0021]可选地，上述可选的场景中的所述第一功率单元包括场效应晶体管、第一电阻、第二电感和第二电容；
[0022]所述场效应晶体管的栅极与所述运算放大器的输出端连接，用于接收所述第二控制信号；
[0023]所述场效应晶体管的漏极通过所述第二电感与第二电源连接；
[0024]所述第二电源通过所述第二电容与地连接；
[0025]所述场效应晶体管的源极与所述第一电阻的一端及所述运算放大器的第一控制端连接；
[0026]所述第一电阻的另一端与所述运算放大器的第二控制端及所述激光器的分布布拉格反射电流输入端连接，为所述激光器提供分布布拉格反射电流。
[0027]另一种可选的场景中，所述光发射组件还包括温度调节单元，所述控制电路还包括温度控制单元；
[0028]所述温度调节单元，用于通过调整所述激光器的温度，使所述激光器对输出的光信号的波长进行调制；
[0029]所述温度控制单元，用于监测所述激光器的温度，并控制所述温度调节单元调整所述激光器的温度。
[0030]再一种可选的场景中，所述控制电路还包括第二功率单元，第一开关单元和第二开关单元；
[0031]所述主控制单元，还用于为所述第二功率单元提供第三控制信号；
[0032]所述第二功率单元，用于根据所述第三控制信号生成第二电流信号；
[0033]所述第一开关单元，用于在高电平信号时为所述第二电流提供第一通路，使所述第二电流信号沿所述第一通路流通；
[0034]所述第二开关单元，用于在低电平信号时为所述第二电流信号提供第二通路，使所述第二电流信号沿所述第二通路流入所述激光器的有源区，为所述激光器提供偏置电流。
[0035]上一可选场景的一种实现方式中，所述第二功率单元包括三极管、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
[0036]所述三极管的基极通过所述第二电阻与所述主控制单元的第三控制信号输出端连接，以根据所述第三控制信号生成第二电流信号；
[0037]所述三极管的集电极通过所述第三电阻与第三电源连接，以从所述第三电源中抽取第二电流；
[0038]所述三极管的发射极通过所述第四电阻与所述第一开关单元和所述第二开关单元的输入端连接，以使所述第二电流流入所述第一通路或所述第二通路。
[0039]可选地，所述第一开关单元包括第一二极管、第五电阻、第三电容、第一开关芯片和第六电阻；
[0040]所述第一开关芯片的输入端与所述第二功率单元的输出端连接，以接收所述第二电流信号；
[0041]所述第一开关芯片的输出端通过所述第六电阻与地连接。
[0042]所述第一开关芯片的控制端与所述第一二极管的阴极、所述第五电阻的一端及所述第三电容的一端连接；
[0043]所述第三电容的另一端与地连接；
[0044]所述第一开关芯片的电源端与第四电源连接，所述第一开关芯片的接地端与地连接;
[0045]所述第一二极管的阳极及所述第五电阻的另一端与所述高电平输入端连接，以在所述高电平信号的控制下，控制所述第二电流信号从所述第一开关芯片的输入端流到输出端;
[0046]可选地，所述第二开关单元包括第二二极管、第四电容、第二开关芯片、第七电阻和第三电感；
[0047]所述第二开关芯片的输入端与所述第二功率单元的输出端连接，以接收所述第二电流信号；
[0048]所述第二开关芯片的输出端通过所述第三电感与所述激光器的有源区连接；
[0049]所述第二开关芯片的控制端与所述第二二极管的阳极、所述第七电阻的一端及所述第四电容的一端连接；
[0050]所述第四电容的另一端与地连接；
[0051 ] 所述第二开关芯片的电源端与第五电源连接，所述第一开关芯片的接地端与地连接;
[0052]所述第二二极管的阴极及所述第七电阻的另一端与所述低电平信号输入端连接，以在所述低电平信号的控制下，控制所述第二电路信号从所述第二开关芯片的输入端流到输出端，再经过所述第三电感流入到所述激光器的有源区，为所述激光器有源区提供偏置电流。
[0053]又一种可选的场景中，所述光发射组件还包括:背光二极管；
[0054]所述背光二极管，用于监测所述激光器输出的光信号的功率，并将所述激光器输出的光信号的功率转化为对应的电流输出给所述控制电路；
[0055]所述控制电路，用于根据所述背光二极管输出的电流调整所述第三电压，以调整所述第二功率单元生成的第二电流，从而调整所述激光器输出的光信号的功率。
[0056]本实用新型提供的光模块，由控制电路为激光器提供分布布拉格反射区电流，控制激光器分布布拉格反射DBR区对有源区输出的光信号进行波长调制，无需相位调整区，即可使激光器输出的光信号满足光网络要求，降低了 ONU光模块中激光器的成本，从而降低了 ONU光模块的成本。
【专利附图】
【附图说明】[0057]图1为本实用新型提供的ONU光模块实施例一结构示意图；
[0058]图2为本实用新型提供的ONU光模块实施例二结构示意图；
[0059]图3为本实用新型图2提供的控制电路实施例一电路结构示意图；
[0060]图4为本实用新型提供的ONU光模块实施例三的结构示意图；
[0061]图5为本实用新型提供的控制电路另一实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0062]图1为本实用新型提供的ONU光模块实施例一结构示意图。如图1所示，该光模块包括:光发射组件110和控制电路120。
[0063]其中，光发射组件110包括激光器111，激光器111包括有源区Illa和分布布拉格反射区111b，有源区Illa用于将控制电路120输入的偏置电流转化为光信号，并将所述光信号输出；分布布拉格反射区Illb用于根据控制电路120输入的分布布拉格反射电流对光信号的波长进行调制。
[0064]通常，激光器还包括衬底，上述有源区Illa和分布布拉格反射DBR区Illb都在衬底上生长；另外，激光器还包括光波导，用于为激光器中的光信号提供通路。
[0065]其中，有源区Illa和分布布拉格反射区Illb可以与通常的激光器中的有源区和分布布拉格反射区相同。控制电路120可以为激光器111提供精确的分布布拉格反射电流，使激光器111的分布布拉格反射区Illb根据精确的分布布拉格反射电流即可实现对光信号的波长进行精确的调制，而无需相位区，从而降低了激光器的成本。
[0066]本实用新型提供的光模块，由控制电路为激光器提供分布布拉格反射区电流，控制激光器分布布拉格反射DBR区对有源区输出的光信号进行波长调制，无需相位调整区，即可使激光器输出的光信号满足光网络要求，降低了 ONU光模块中激光器的成本，从而降低了 ONU光模块的成本。
[0067]图2为本实用新型提供的ONU光模块实施例二结构示意图。如图2所示，在图1所示的光模块的基础上，控制电路120包括:主控制单元210、辅助控制单元211和第一功率单元212。
[0068]其中，主控制单元210用于为辅助控制单元提供第一控制信号；辅助控制单元211用于将第一控制信号进行负反馈放大处理得到第二控制信号，并将第二控制信号输出给第一功率单元212 ;第一功率单元212用于根据第二控制信号生成对应的电流信号，并将电流信号输出给激光器的分布布拉格反射区11 Ib,为激光器的分布布拉格反射区提供分布布拉格反射电流，以控制分布布拉格反射区Illb对有源区输出的光信号的波长进行调制。
[0069]具体的，本实施例中的主控制单元210，可以为单片机，或者为DSP，或者为其它类型的处理器，此处对此不做限定。
[0070]其中，主控制单元210根据激光器输出的光信号的波长与分布布拉格反射电流的对应关系确定的控制信号。举例来说，若分布布拉格反射电流为Ii时，激光器输出的光信号的波长为λ i，分布布拉格反射电流为12时,激光器输出的光信号的波长为λ 2等等，贝Ij主控制单兀中根据分布布拉格反射电流和激光器输出的光信号的波长的对应关系，在确定激光器需输出的光信号的波长后，可生产对应的第一控制信号，以控制辅助控制单元211和第一功率单元212为激光器111的分布布拉格反射区Illb提供对应的分布布拉格反射电流。为降低温度对主控制单元210输出的第一控制信号的影响，第一控制单元210输出的第一控制信号为双路输出的信号，该双路输出的第一控制信号可以以差分的形式输入给辅助控制单元211，这样，当主控制单元210输出的信号随温度变化而变化时，由于第一控制信号为双路输出，则两路信号都会随温度变化而漂移，且漂移值相同，使得进入辅助控制单元的第一控制信号的值(相当于双路输出的第一控制信号的差值)不会随温度的变化而变化。从而避免了由于主控制单元210受温度影响，而使得由主控制单元直接输出的分布布拉格反射电流不精确，进而使光模块发射的光信号的波长不精确。
[0071]本实施例提供的ONU光模块，控制电路中的主控制单元210输出的第一控制信号为电压信号，且该第一控制信号为由两路电压信号组成的差分信号，辅助控制单元211和第一功率单元212对该差分形式的第一控制信号进行负反馈放大处理后，转换为电流信号后输出给激光器111的分布布拉格反射区Illb,以使激光器111的分布布拉格反射区Illb对有源区Illa产生的光信号进行波长调制。而不是直接利用集成有输出电流功能的单片机为激光器提供分布布拉格反射电流，降低了对光模块中激光器的控制成本，且主控制单元210输出差分形式的控制信号，也避免了主控制单元210受温度变化影响而使输出不稳定的问题。
[0072]图3为本实用新型图2提供的控制电路实施例一电路结构示意图。如图3所示，该控制电路120中的辅助控制单元211包括运算放大器310、第一电感311和第一电容312。
[0073]其中，运算放大器310的正电源端+Vs通过第一电感311与第一电源vl连接；第一电源Vl通过第一电容312与地GND连接；运算放大器310的负电源端-Vs与地GND连接；运算放大器310的输入端(+IN、-1N)与主控制单元210的第一控制信号输出端连接；运算放大器310的第一控制端sense与第一功率单元212的第一输出端连接；运算放大器310的第二控制端ref与第一功率单元212的第二输出端连接；运算放大器310的输出端out与第一功率单元212的控制端连接，为第一功率单元提供第二控制信号。
[0074]进一步地，该第一功率单元212包括场效应晶体管320、第一电阻321、第二电感322和第二电容323。
[0075]其中，场效应晶体管320的栅极与运算放大器310的输出端out连接，用于接收第二控制信号；场效应晶体管320的漏极通过第二电感322与第二电源v2连接；第二电源v2通过第二电容323与地GND连接；场效应晶体管320的源极与第一电阻321的一端及运算放大器310的第一控制端sense连接；第一电阻321的另一端与运算放大器310的第二控制端ref及激光器111的分布布拉格反射电流输入端连接，为激光器111提供分布布拉格反射电流。
[0076]具体的，主控制单元210的第一控制信号输出端输出的为幅值大小不同的两个电压信号，该第一控制信号分别通过运算放大器310的正负输入端输入运算放大器310中。
[0077]其中，上述第一电感311、第一电容312、第二电感322和第二电容323是对第一电源vl和第二电源v2进行滤波，保证加载在运算放大器310和场效应晶体管320上的电压稳定而设置的滤波器件。
[0078]举例来说，运算放大器310为芯片AD8278，而场效应晶体管320为N沟道场效应晶体管，假设第一电阻321与运算放大器310的第二控制端连接一侧的电压为V2，第一电阻321与场效应晶体管320连接一侧的电压为VI，第一电阻321阻值为R，则分布布拉格反馈电流IDBR可按式(I)计算得到:
[0079]IDBR= (V1-V2) /R (I)
[0080]若运算放大器310的正输入端的第一控制信号的电压幅值为VDA1,负输入端的第一控制信号的电压幅值为VDA2，根据电路可以推出式(2 )
[0081](V1-V2) =(VDAl-VDA2)/2 (2)
[0082]即IDBR=(VDA1_VDA2)/ (2*R)。
[0083]具体的，若主控制单元为单片机，则VDAl和VDA2是单片机输出的电压信号，单片机输出的电压信号可以控制每个格点电压为2.5V/4096=0.61mv，这样可以控制IDBR电流精度为0.61mv/ (2*R)，从而通过IDBR电流就可以控制波长精度为1pm，而IDBR可以从OmA?(2.5V/ (2*R)mA范围内调节，从而调节激光器发射的波长范围，如此，即可以省去激光器中的相位控制区，减小激光器的体积，省去对激光器相位控制区电流的控制，降低激光器的成本。
[0084]需要说明的是，本实用新型以上实施例中的第一电源Vl和第二电源v2可以是同一电源，也可以是不同的电源，本实施例对此不做限定。
[0085]DBR区根据分布布拉格反馈电流Idbr的大小对激光器输出的光信号进行波长调制，保证在每一个波长上，波长非常稳定，已经在突发模式下，波长可以迅速稳定，从而实现了激光器输出稳定波长的光信号。
[0086]通常，由于激光器输出光信号的波长、谱宽、边模抑制比、发射光功率、消光比等性能都与激光器的工作温度有关，在不同的工作温度下，激光器输出的光信号的性能不同。优选地，上述光发射组件110还包括温度调节单元，控制电路120还包括温度控制单元。
[0087]其中，温度调节单元，用于通过调整激光器111的温度，使激光器111对输出的光信号的波长进行调制；温度控制单元用于监测激光器111的温度，并控制所述温度调节单元调整所述激光器的温度。
[0088]具体的，温度控制单元可以为热电冷却器(Thermo Electric Cooler，简称TEC)或者加热器，相应的，激光器111还包括热敏电阻或者温度传感器，用于将激光器的工作温度转换为电阻值或者电压、电流信号，并输出给调温单元，其中为了对激光器111的工作温度进行准确的控制，TEC或加热器需与激光器111紧密贴合。
[0089]调温单元通过监测热敏电阻的阻值，或者对温度传感器输出的信号进行监测，并根据热敏电阻的电阻值与温度的对应关系，或者根据温度传感器的温度特性，确定激光器111的当前温度，并控制温度调节对激光器的温度进行调节。比如，若激光器工作在温度为40°C时，可输出稳定波长的的光信号，而温度控制单元通过监测热敏电阻的阻值，通过判断发现激光器当前的工作温度低于设定值40°C，则可控制TEC或者加热器对激光器进行加热，使其工作在40°C,从而保证了激光器输出光信号的波长、谱宽、边模抑制比、发射光功率、消光比等性能的稳定。
[0090]本实施例提供的光模块，利用较少的元器件组成的控制电路，即可为激光器提供精确的分布布拉格反射电流，使激光器无需相位调整区，仅利用DBR区即可实现对激光器输出的光信号波长的准确调制，不仅降低了控制电路的成本，也降低了激光器的成本，使得TffDM-PON网络中光模块的成本大大降低，为TWDM-PON网络的发展提供了条件。
[0091 ] 通常，ONU光模块分为对称式和非对称式，对称式是指ONU光模块的发射速率和接收速率相同，而非对称式是指ONU光模块的发射速率和接收速率不同。对于非对称式ONU光模块来说，若ONU光模块发射波长为4*100GHZ可调，即激光器可以对四个波长进行调制，波长间隔为100千兆赫(GHZ)，波长调制是指激光器可以输出特定波长的光信号，由于该ONU处理的波长间隔为100GHZ，即每个波长间隔为0.8nm，如此就要求激光器对波长的调制非常精确，对于对称式ONU光模块，本实用新型利用控制电路为激光器提供分布布拉格反射DBR区的电流，使其对有源区输出的光信号进行波长调制，使波长能够稳定在一个非常精准的波长上。
[0092]对非对称式ONU光模块，若ONU光模块发射波长为4*100GHZ可调，即ONU处理的波长间隔为100GHZ，即发射速率为2.5Gbt/s，接收速率为lOGbt/s。ONU光模块的突发发射就是指如果给ONU光模块突发burst控制信号，当burst电平为低时，ONU光模块需要在12.8纳秒(ns)之内迅速建立起一个正常的光信号，当burst电平为高时，ONU光模块要在12.8ns之内完全关闭激光器,不输出光功率，保证出光小于-40毫瓦分贝(dBm)。
[0093]为保证非对称式ONU光模块实现突发发射，需要对光模块中激光器的有源区输入的偏置电流进行控制。图4为本实用新型提供的ONU光模块实施例三的结构示意图。如图4所示，图2中所示的光模块中的控制电路120还包括:第二功率单元410，第一开关单元420和第二开关单元430。
[0094]其中，主控制单元210还用于为第二功率单元410提供第三控制信号；第二功率单元410用于根据第三控制信号生成第二电流信号；第一开关单元420用于在高电平信号时为第二电流信号提供第一通路，使第二电流信号沿所述第一通路流通；第二开关单元430用于在低电平信号时为第二电流信号提供第二通路，使第二电流信号沿第二通路流入激光器111的有源区111a，为激光器111提供偏置电流。
[0095]具体的，图5为本实用新型提供的控制电路另一实施例结构示意图。如图5所示，图4中的第二功率单元410包括三极管501、第二电阻502、第三电阻503和第四电阻504。
[0096]其中，三极管501的基极通过第二电阻502与主控制单元120的第三控制信号输出端连接，以根据第三控制信号生成第二电流信号；三极管501的集电极通过第三电阻503与第三电源v3连接，以从第三电源v3中抽取第二电流；三极管501的发射极通过第四电阻504与第一开关单元420和第二开关单元430的输入端连接，以使第二电流流入第一通路或第二通路。
[0097]其中，第三电源v3可以与上述第一电源vl或第二电源v2相同，也可以不同，本实施例对此不做限定。
[0098]进一步地,第一开关单兀420包括第一二极管505、第五电阻506、第三电容507、第一开关芯片508和第六电阻509。
[0099]其中，第一开关芯片508的输入端NC与第二功率单元410的输出端连接，以接收第二电流信号；第一开关芯片508的输出端COM通过第六电阻509与地GND连接。第一开关芯片508的控制端IN与第一二极管505的阴极、第五电阻506的一端及第三电容507的一端连接；第三电容507的另一端与地GND连接；第一开关芯片508的电源端V与第四电源v4连接，第一开关芯片的接地端GND与地GND连接；第一二极管505的阳极及第五电阻506的另一端与高电平输入端burstl连接，以在高电平信号的控制下，控制第二电流信号从第一开关芯片的输入端流到输出端；[0100]相应地，第二开关单元430包括第二二极管510、第四电容511、第二开关芯片512、第七电阻513和第三电感514。
[0101]其中，第二开关芯片512的输入端NC与第二功率单元410的输出端连接，以接收第二电流信号；第二开关芯片512的输出端COM通过第三电感514与激光器111的有源区连接；第二开关芯片512的控制端IN与第二二极管510的阳极、第七电阻513的一端及第四电容511的一端连接；第四电容511的另一端与地GND连接；第二开关芯片512的电源端V与第五电源V5连接，第一开关芯片512的接地端GND与地GND连接；第二二极管510的阴极及第七电阻513的另一端与低电平信号burst2输入端连接，以在低电平信号的控制下，控制第二电路信号从第二开关芯片512的输入端NC流到输出端C0M，再经过第三电感514流入到激光器111的有源区111a，为激光器111有源区Illa提供偏置电流。
[0102]其中，高电平信号burstl和低电平信号burst2可以为同一信号在不同时刻的状态，即第一开关芯片508和第二开关芯片512受同一信号的控制,或者也可以将高电平信号burstl和低电平信号burst2分开设置,在不同的时刻分别加载在第一开关芯片508和第二开关芯片512的控制端上，以控制第一开关芯片508和第二开关芯片512的开关状态。本实施例中的一种较优的实现方式为该高电平信号burstl和低电平信号burst2是由光模块所在的控制系统输入的突发控制信号，即由光模块所在的系统控制该光模块是否发光。本实用新型实施例以该高电平信号burstl和低电平信号burst2为外部输入的同一突发控制信号为例进行说明。
[0103]举例来说，若第一开关芯片508和第二开关芯片512分别为MAX4707和4706，则当信号burstl为高电平时，第二开关芯片512无控制信号，则其输出端COM和输入端NC不接通，第一开关芯片508的输出端COM和输入端NC是连接的，从而三极管501产生的电流，经发射极经第五电阻510流到地GND;当burstl电平为低时，第一开关芯片508无控制信号，则第一开关芯片508的输出端COM和输入端NC不接通，第二开关芯片512的输出端COM和输入端NC连接，从而使三极管501产生的电流经发射极流入第二开关芯片512的输入端，再从第二开关芯片512的输出端输出经电感514输出给激光器111的有源区Illa,为激光器提供偏置电流，从而使激光器发光。
[0104]其中，第一二极管505、第五电阻506、第一电容507、第二二极管510、第二电容511和第七电阻513的引入，可实现对第一开关芯片508和第二开关芯片512的快速控制，使其输入和输出端快速连接或断开，当burst为高电平时，第一二极管505导通，第二二极管510截止，从而高电平可以迅速的控制第一开关芯片508，而由于第七电阻513的存在，放缓了高电平控制第二开关芯片512的速度，从而可以快速关闭输出给激光器的偏置电流，当burst电平为低时，第一开关芯片508迅速截止，第二开关芯片512可以迅速开启，快速为激光器提供偏置电流。
[0105]为了匹配电路，由于激光器内阻一般为20欧姆左右，所以第六电阻509可采用20欧姆，同时该电阻可以随着激光器的特性不同而选择不同阻值电阻，或者采用一个快速二
极管替代。
[0106]同时，第二功率单元410根据第三电压信号产生的电流信号的大小可以通过控制第二电阻502的阻值来调节，即控制电路输出给激光器有源区的电流的大小可通过控制第二电阻502的阻值来调节，该电阻值越小，输出给激光器的偏置电流越大，从而使激光器输出的光功率越大。
[0107]另外，第二开关芯片512的输出端与激光器的有源区输入端间的电感513，用来对输入给激光器的偏置电流进行滤波，该电感的大小可根据激光器有源区的特性调节。
[0108]需要说明的是，上述第一开关芯片508和第二开关芯片512可以采用其它可实现闻速开关的开关芯片，本实施例对此不做限定。
[0109]考虑到激光器在lOGb/s速率的直接调制方面存在限制，在非对称式ONU光模块中，通常在光发射组件中增加半导体放大器SOA和电吸收调制器EAM。SOA用于对激光器输出的光信号进行功率放大；EMA用于对光信号进行电吸收调制。在SOA前端集成EAM电吸收调制器，通过EAM调制，使发射光波满足调制速率lOGb/s的要求。
[0110]需要说明的是，在上述ONU光模块中的激光器中，还可以包括:相位调整区，用于根据相位控制电流对所述光信号的波长进行精细调制。其中，相位调整区也同样在衬底上生长。上述ONU光模块，采用高精度的DAC控制电路为激光器提供分布布拉格反射电流，即可实现对4*100GHZ波长，即波长间隔为0.Snm的输出波长的精确调制，若想实现对波长间隔更小的输出波长的精确控制，如对波长间隔为0.4nm或者更小的输出波长的精确调制，可在激光器中增加相位调整区，与DBR区共同对波长进行调制，使ONU光模块输出的光的波长更精准。
[0111]可选的，光发射组件110还包括背光二极管。
[0112]其中，背光二极管用于监测激光器111输出的光信号的功率，并将激光器111输出的光信号的功率转化为对应的电流输出给控制电路120 ;控制电路120，用于根据背光二极管输出的电流调整第三电压，以调整第二功率单元410生成的第二电流，从而调整所述激光器输出的光信号的功率。
[0113]为了对激光器输出的光信号进行监测和控制，利用光电探测二极管(Photoelectric detection diode,简称PD)可产生与激光器发出的光大小成比例的电流信号的特性，通过监测H)输出电流的大小来确定激光器输出的功率。当光功率小于某一额定值时，增加第三电压，从而增加第二功率单元410生成的第二电流，即增加输出给激光器有源区的偏置电流，使激光器输出光信号的功率增加为额定功率值。反之，若光功率大于某一额定值，则减小第三电压，从而降低第二功率单元410生成的第二电流，即降低输出给激光器有源区的偏置电流，使激光器输出光信号的功率降低为额定功率值。或者，还可以根据背光二极管输出的电流调整第二电阻402的阻值来调制第二功率单元410生成的第二电流的大小。通过动态调节为激光器提供的驱动偏置电流的大小，能够自动补偿激器由于环境温度的变化或老化而引起的输出光功率的变化，保持其输出光功率波动范围相对稳定。
[0114]本实施例提供的控制电路，用较少的器件对激光器有源区的偏置电流进行控制，实现了激光器有源区控制电流的突加，从而实现了激光器发射光的突发发射，用较低的成本为家庭TWDM-PON网络的提供了条件。
[0115]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种光模块，其特征在于，包括:光发射组件和控制电路； 所述光发射组件包括激光器，所述激光器包括有源区和分布布拉格反射区，所述有源区用于将所述控制电路输入的偏置电流转化为光信号，并将所述光信号输出； 所述分布布拉格反射区用于根据所述控制电路输入的分布布拉格反射电流对所述光信号的波长进行调制。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述控制电路包括:主控制单元、辅助控制单元和第一功率单元； 所述主控制单元，用于为所述辅助控制单元提供第一控制信号； 所述辅助控制单元，用于将所述第一控制信号进行负反馈放大处理得到第二控制信号，并将所述第二控制信号输出给所述第一功率单元； 所述第一功率单元，用于根据第二控制信号生成第一电流信号，并将所述第一电流信号输出给所述激光器的分布布拉格反射区，为所述激光器的分布布拉格反射区提供分布布拉格反射电流，以控制所述分布布拉格反射区对有源区输出的光信号的波长进行调制。
3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述辅助控制单元包括运算放大器、第一电感和第一电容； 所述运算放大器的正电源端通过所述第一电感与第一电源连接； 所述第一电源通过所述第一电容与地连接； 所述运算放大器的负电源端与地连接； 所述运算放大器的输入端与所述主控制单元的第一控制信号输出端连接； 所述运算放大器的第一控制端与所述第一功率单元的第一输出端连接； 所述运算放大器的第二控制端与所述第一功率单元的第二输出端连接； 所述运算放大器的输出端与所述第一功率单元的控制端连接，为所述第一功率单元提供第二控制信号。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第一功率单元包括场效应晶体管、第一电阻、第二电感和第二电容； 所述场效应晶体管的栅极与所述运算放大器的输出端连接，用于接收所述第二控制信号; 所述场效应晶体管的漏极通过所述第二电感与第二电源连接； 所述第二电源通过所述第二电容与地连接； 所述场效应晶体管的源极与所述第一电阻的一端及所述运算放大器的第一控制端连接； 所述第一电阻的另一端与所述运算放大器的第二控制端及所述激光器的分布布拉格反射电流输入端连接，为所述激光器提供分布布拉格反射电流。
5.根据权利要求1~4任一所述的光模块，其特征在于，所述光发射组件还包括温度调节单元，所述控制电路还包括温度控制单元； 所述温度调节单元，用于通过调整所述激光器的温度，使所述激光器对输出的光信号的波长进行调制； 所述温度控制单元，用于监测所述激光器的温度，并控制所述温度调节单元调整所述激光器的温度。
6.根据权利要求2~4任一所述的光模块，其特征在于，所述控制电路还包括第二功率单元，第一开关单元和第二开关单元； 所述主控制单元，还用于为所述第二功率单元提供第三控制信号； 所述第二功率单元，用于根据所述第三控制信号生成第二电流信号； 所述第一开关单元，用于在高电平信号时为所述第二电流提供第一通路，使所述第二电流信号沿所述第一通路流通； 所述第二开关单元，用于在低电平信号时为所述第二电流信号提供第二通路，使所述第二电流信号沿所述第二通路流入所述激光器的有源区，为所述激光器提供偏置电流。
7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第二功率单元包括三极管、第二电阻、第三电阻和第四电阻； 所述三极管的基极通过所述第二电阻与所述主控制单元的第三控制信号输出端连接，以根据所述第三控制信号生成第二电流信号； 所述三极管的集电极通过所述第三电阻与第三电源连接，以从所述第三电源中抽取第二电流； 所述三极管的发射极通过所述第四电阻与所述第一开关单元和所述第二开关单元的输入端连接，以使所述第二电流流入所述第一通路或所述第二通路。
8.根据权利要求6或7所述的光模块，其特征在于，所述第一开关单元包括第一二极管、第五电阻、第三电容、第一开关芯片和第六电阻； 所述第一开关芯片的输入端与所述第二功率单元的输出端连接，以接收所述第二电流信号; 所述第一开关芯片的输出端通过所述第六电阻与地连接。 所述第一开关芯片的控制端与所述第一二极管的阴极、所述第五电阻的一端及所述第三电容的一端连接； 所述第三电容的另一端与地连接；所述第一开关芯片的电源端与第四电源连接，所述第一开关芯片的接地端与地连接；所述第一二极管的阳极及所述第五电阻的另一端与所述高电平输入端连接，以在所述高电平信号的控制下，控制所述第二电流信号从所述第一开关芯片的输入端流到输出端；
9.根据权利要求6或7所述的光模块，其特征在于，所述第二开关单元包括第二二极管、第四电容、第二开关芯片、第七电阻和第三电感； 所述第二开关芯片的输入端与所述第二功率单元的输出端连接，以接收所述第二电流信号; 所述第二开关芯片的输出端通过所述第三电感与所述激光器的有源区连接； 所述第二开关芯片的控制端与所述第二二极管的阳极、所述第七电阻的一端及所述第四电容的一端连接； 所述第四电容的另一端与地连接；所述第二开关芯片的电源端与第五电源连接，所述第一开关芯片的接地端与地连接；所述第二二极管的阴极及所述第七电阻的另一端与所述低电平信号输入端连接，以在所述低电平信号的控制下，控制所述第二电路信号从所述第二开关芯片的输入端流到输出端，再经过所述第三电感流入到所述激光器的有源区，为所述激光器有源区提供偏置电流。
10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述光发射组件还包括:背光二极管; 所述背光二极管，用于监测所述激光器输出的光信号的功率，并将所述激光器输出的光信号的功率转化为对应的电流输出给所述控制电路； 所述控制电路，用于根据所述背光二极管输出的电流调整所述第三电压，以调整所述第二功率单元生成的第 二电流，从而调整所述激光器输出的光信号的功率。
【文档编号】H04B10/516GK203661071SQ201320889950
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】薛登山, 赵其圣, 杨思更 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司