本实用新型属光通信技术领域,特别涉及一种光发射机。
背景技术:
光发射机的基本功能是将携带信息的电信号转换为光信号,并将光信号送入光纤中,即,光发射机的作用是将从复用设备送来的HDB3信码变换成NRZ码,接着将NRZ码编为适合在光缆线路上传输的码型,最后再进行电/光转换,将电信号转换成光信号并耦合进光纤。因此,光纤通信技术的发展与光源技术的发展是密不可分的。
目前,常用的光发射机的光源为激光光源,激光光源是高速调制的理想光源,但其也存在不可避免的问题。一方面,发射激光的半导体激光器对温度的变化是很敏感的,温度的变化和器件的老化给激光器带来了不稳定性,从而使输出功率发生很大的变化;另一方面,半导体激光器的使用寿命较短,维护成本较高。因此,在很多近距离、低速通信领域,则可以用发光二极管来代替半导体激光器作为光发射机的光源。但传统的发光二极管存在发光效率低的问题,从而大大限制了其在通信领域中的应用。
因此,如何设计一种光发射机就变得极其重要。
技术实现要素:
为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种光发射机,其中,包括:
输入端、转换模块、控制模块、红外LED光源、光隔器及输出端;其中,
所述输入端、所述转换模块、所述红外LED光源、所述光隔器及所述输出端依次串行连接以形成传输链路;
所述控制模块电连接至所述红外LED光源以驱动所述红外LED光源。
在本实用新型的一个实施例中,所述转换模块包括编码器和信号转换器;其中,所述编码器与所述输入端电连接,所述信号转换器分别与所述编码器和所述红外LED光源电连接。
在本实用新型的一个实施例中,所述编码器为8B/10B编码器。
在本实用新型的一个实施例中,所述信号转换器为D/A转换器。
在本实用新型的一个实施例中,所述控制模块包括功率控制模块、驱动模块和反馈模块;其中,所述驱动模块与所述红外LED光源电连接,所述功率控制模块与所述驱动模块电连接,所述反馈模块分别电连接功率控制模块和驱动模块。
在本实用新型的一个实施例中,所述光源为发光二极管,包括:
底板;
引线架;
基底,设置于所述底板之上;
半导体芯片,设置于所述基底之上;
引线,连接所述引线架与所述半导体芯片;
透镜,设置于所述底板之上;
树脂,填充于所述底板与所述透镜形成的空间内。
在本实用新型的一个实施例中,所述半导体芯片为横向结构半导体芯片,包括:
SOI衬底;
N型Si区域与P型Si区域,设置于所述SOI衬底上部并位于所述SOI衬底的两侧位置处;
N型晶化Ge层,设置于所述SOI衬底表面并位于所述N型Si区域与所述P型Si区域的中间位置处;
负电极,设置于所述N型Si区域的表面;
正电极,设置于所述P型Si区域的表面。
在本实用新型的一个实施例中,所述负电极为Cr-Au合金,厚度为150~200nm。
在本实用新型的一个实施例中,所述正电极为Cr-Au合金,厚度为150~200nm。
在本实用新型的一个实施例中,所述半导体芯片还包括钝化层,所述钝化层设置于所述SOI衬底及所述P型晶化Ge层的表面,厚度为150~200nm。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型用红外LED代替激光器作为光发射机的光源,极大地提升了设备使用寿命,降低了维护成本。
附图说明
下面将结合附图,对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。
图1为本实用新型实施例提供的一种光发射机的结构示意图;
图2为本实用新型实施例提供的一种转换模块的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的一种控制模块的结构示意图;
图4为本实用新型实施例提供的一种红外LED的结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的一种半导体芯片的结构示意图;
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
实施例一
请参见图1,图1为本实用新型实施例提供的一种光发射机的结构示意图。该光发射机10包括:输入端11、转换模块12、控制模块13、红外LED光源14、光隔器15及输出端16;其中,
所述输入端11、所述转换模块12、所述红外LED光源14、所述光隔器15及所述输出端16依次串行连接以形成传输链路;
所述控制模块13电连接至所述红外LED光源14以驱动所述红外LED光源14。
具体地,请参见图2,图2为本实用新型实施例提供的一种转换模块的结构示意图。所述转换模块12包括编码器121及信号转换器122;其中,所述编码器121用于根据所述输入端11接收到的HDB3信码变换成NRZ码,然后将NRZ码编为适合在光缆线路上传输的码型;所述信号转换器122将所述编码器121编码处理后的数字信号转换为模拟信号。
进一步地,参见图3,图3为本实用新型实施例提供的一种控制模块的结构示意图,所述控制模块13包括功率控制模块131、驱动模块132和反馈模块133;其中所述驱动模块132用于驱动所述红外LED光源14发光;所述功率控制模块131用于根据反馈模块133反馈的电流大小信息来控制所述驱动模块132为所述红外LED光源14提供稳定的工作电流,具体为。
进一步地,参见图4,图4为本实用新型实施例提供的一种红外LED的结构示意图。所述红外LED光源14包括底板141、基板142、半导体芯片143、引线架144、引线145、透镜146及树脂147;其中,所述基板142设置于所述底板141之上;半导体芯片143设置于所述基板142之上;所述引线架144固定在所述底板141之上;所述引线145连接所述半导体芯片143的电极与所述引线架145;所述透镜146设置于所述底板141之上;所述树脂147填充与所述底板141与所述透镜146形成的空间内。
其中,红外LED光源14的发光波长为1550nm~1650nm。
本实用新型的光发射机,采用红外LED代替激光器,一方面,极大地提升了设备使用寿命,降低了维护成本;另一方面,降低了温度对光源发光效率的影响,从而简化了电路设计。
实施例二
本实施例在上述实施例的基础上,重点对半导体芯片的结构和工艺进行详细介绍。
请参见图5,图5为本实用新型实施例提供的一种半导体芯片的结构示意图。
具体地,所述半导体芯片143包括:
SOI衬底(1431);
N型Si区域(1432)与P型Si区域(1433),设置于所述SOI衬底(1431)上部并位于所述SOI衬底(1431)的两侧位置处;
N型晶化Ge层(1434),设置于所述SOI衬底(1431)表面并位于所述N型Si区域(1432)与所述P型Si区域(1433)的中间位置处;
负电极(1435),设置于所述N型Si区域(1432)的表面;
正电极(1436),设置于所述P型Si区域(1433)的表面。
优选地,所述N型Si区域1432的掺杂浓度为1×1019cm-3。
优选地,所述P型Si区域1433的掺杂浓度为1×1019cm-3。
优选地,所述N型晶化Ge层1434由Ge籽晶层和Ge主体层经过晶化处理后形成。
其中,所述Ge籽晶层的厚度为40~50nm;所述Ge主体层的厚度为150~250nm。
优选地,所述负电极1435为Cr-Au合金,厚度为150~200nm。
优选地,所述正电极1436为Cr-Au合金,厚度为150~200nm。
优选地,还包括钝化层1437,所述钝化层设置于所述SOI衬底及所述P型晶化Ge层台阶结构的表面,用于隔离所述负电极及所述正电极。
其中,所述钝化层的厚度为150~200nm。
本实用新型的半导体芯片,利用改性Ge发光器件结构拟采用p+-Si/准直接带隙改性Ge/n+-Si的横向结构PiN,提高了器件的发光效率。
综上所述,本文中应用了具体个例对本实用新型的结构及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制,本实用新型的保护范围应以所附的权利要求为准。