一种光模块的制作方法

文档序号:31846777发布日期:2022-10-19 00:01阅读:315来源:国知局
一种光模块的制作方法

1.本技术涉及光纤通信技术领域,尤其涉及一种光模块。


背景技术:

2.光模块的激光器包括直调激光器和外调激光器。由于直调激光器不适用长距离和高速通信传输,因此,在长距离光通信传输或者高速光通信传输时通常采用外调激光器,例如使用较普遍的eml(electro-absorption modulated laser,即电吸收调制激光器)。
3.在现有的光模块中,通常将mpd(monitor photo detector,光探测器)放在tosa (transmitter optical subassembly,光发射组件)中eml的背面,即利用采集mpd监控电流的方式监控eml的发射光功率。其中,eml包括ld和ea。
4.由于mpd位于ld的背光方向,只能监控ld的发光情况,而无法真实的反馈ea对ld出光的吸收情况。虽然这种激光器具备tec,工作温度相对稳定,但是随着激光器的老化,ld 和ea区域的老化特性会存在差异,仅通过单纯利用采集mpd监控电流的方式,就无法反馈因为老化等因素引起的发射光功率的变化,使得监控的eml的发射光功率不够精准的。


技术实现要素:

5.本技术提供了一种光模块,提高监控校准光功率的精准度。
6.一种光模块,包括:
7.电路板;
8.光收发组件,与电路板电连接,包括激光芯片和光探测器;
9.电路板上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu;
10.激光芯片,包括发光区和调制区,用于发射数据光和第一监控光;
11.光探测器,与激光驱动芯片或者mcu连接,用于接收第一监控光以产生第一监控电流;
12.激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接,第三管脚与调制区的阳极连接;
13.第一电源芯片,第一管脚与mcu的第二管脚连接,第二管脚与调制区的阳极连接,用于为调制区提供偏置电压;
14.mcu,用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第一采集电流和偏置电压,第一采集电流为第一镜像电流或者第一监控电流,镜像电流与第一监控电流对应。
15.一种光模块,包括:
16.电路板;
17.光收发组件,与电路板电连接,包括激光芯片和光探测器;
18.电路板上设置有激光驱动芯片和mcu;
19.激光芯片,包括发光区,用于发射数据光和第一监控光;
20.光探测器,与激光驱动芯片或者mcu连接,用于接收第一监控光以产生第一监控电流;
21.激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接;
22.mcu,用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第一采集电流,第一采集电流为第一监控电流。
23.一种光模块,包括:
24.电路板;
25.光收发组件,与电路板电连接,包括激光芯片、分光器和光探测器;
26.电路板上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu;
27.激光芯片,包括发光区和调制区,用于发射数据光;
28.分光器,位于激光芯片与光探测器之间,用于将数据光分成第一数据光和第二监控光;
29.光探测器,位于激光芯片的前面,但不能阻挡第一数据光,与mcu连接,用于接收第二监控光以产生第二监控电流;
30.激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接,第三管脚与所述调制区的阳极连接;
31.第一电源芯片,第一管脚与mcu的第二管脚连接,第二管脚与调制区的阳极连接,用于为调制区提供偏置电压;
32.mcu,用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第二采集电流和偏置电压,第二采集电流为第二镜像电流或者第二监控电流,第二镜像电流与第二监控电流对应。
33.一种光模块,包括:
34.电路板;
35.光收发组件,与电路板电连接,包括激光芯片、分光器和光探测器;
36.电路板上设置有激光驱动芯片和mcu;
37.激光芯片,包括发光区,用于发射数据光;
38.分光器,位于激光芯片与光探测器之间,用于将数据光分成第一数据光和第二监控光;
39.光探测器,位于激光芯片的前面,但不能阻挡第一数据光,与mcu连接,用于接收第二监控光以产生第二监控电流;
40.激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接;
41.mcu,用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第二采集电流,第二采集电流为第二监控电流。
42.有益效果:本技术提供了一种光模块,包括电路板和光收发组件。光收发组件,与电路板电连接,包括激光芯片和光探测器。电路板上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu。激光芯片,包括发光区和调制区,用于发射数据光和第一监控光。光探测器,与激光驱动芯片或者mcu连接,用于接收第一监控光以产生第一监控电流。激光驱动芯片,第一管脚与mcu 的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接,第三管脚与调制区的阳极连接。第一电源芯片,第一管脚与mcu的第二管脚连接,第二管脚与调制区的阳极连接,用于为调制
区提供偏置电压。mcu用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第一采集电流和偏置电压,第一采集电流为第一镜像电流或者第一监控电流,第一镜像电流与第一监控电流对应。mcu,首先采集第一预设变量,并根据第一预设变量,和预设光功率与第一预设变量的映射关系计算得到第一预设光功率;再根据第一预设光功率,和预设光功率与实际光功率的映射关系计算得到校准光功率。由于第一监控电流为光探测器接收第一监控光以产生的电流,且第一电源芯片为调制区提供偏置电压,则校准光功率的获得不仅考虑了光探测器对校准光功率的影响,还考虑了发光区对校准光功率的影响,提高监控校准光功率的精准度。本技术中,mcu根据第一采集电流和偏置电压计算得到校准光功率,提高了监控校准光功率的精准度。
附图说明
43.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面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,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图;
45.图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图;
46.图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图;
47.图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图;
48.图5为根据一些实施例的光收发组件的结构图;
49.图6为根据一些实施例的光收发组件的分解图;
50.图7为根据一些实施例的第一种光功率监控原理图;
51.图8为根据一些实施例的第二种光功率监控原理图;
52.图9为根据一些实施例的第三种光功率监控原理图;
53.图10为根据一些实施例的第四种光功率监控原理图;
54.图11为根据一些实施例的第五种光功率监控原理图;
55.图12为根据一些实施例的第六种光功率监控原理图;
56.图13为根据一些实施例的第七种光功率监控原理图;
57.图14为根据一些实施例的第八种光功率监控原理图;
58.图15为根据一些实施例的第九种光功率监控原理图;
59.图16为根据一些实施例的第十种光功率监控原理图;
60.图17为根据一些实施例的第十一种光功率监控原理图;
61.图18为根据一些实施例的第十二种光功率监控原理图;
62.图19为根据一些实施例的第十三种光功率监控原理图;
63.图20为根据一些实施例的第十四种光功率监控原理图;
64.图21为根据一些实施例的第十五种光功率监控原理图。
具体实施方式
65.光纤通信技术领域,光纤或光波导等信息传输设备传输的信号是光信号,而计算
机等信息处理设备能够识别和处理的信号是电信号,因此需要使用光模块实现上述光信号与电信号的相互转换。
66.图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图。如图1所示,远端服务器1000 通过光纤101、光模块200、光网络终端100及网线103,与本地信息处理设备2000之间建立了双向光通信系统。
67.光纤101的一端连接远端服务器1000,另一端通过光模块200与光网络终端100连接。网线103的一端连接本地信息处理设备2000,另一端连接光网络终端100。
68.本地信息处理设备2000与远端服务器1000的连接由光纤101与网线103完成;而光纤 101与网线103之间的连接由光模块200和光网络终端100完成。
69.光模块200中,光口被配置为与光纤101连接,从而使得光模块200与光纤101建立双向的光信号连接;电口被配置为接入光网络终端100中,从而使得光模块200与光网络终端 100建立双向的电信号连接。光模块200实现光信号与电信号的相互转换,从而使得光纤101 与光网络终端100之间建立连接。
70.光网络终端100上设置光模块接口102和网线接口104。光模块接口102被配置为接入光模块200,从而使得光网络终端100与光模块200建立双向的电信号连接;网线接口104 被配置为接入网线103,从而使得光网络终端100与网线103建立双向的电信号连接。光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接。光模块200的上位机除光网络终端100 之外还可以包括光线路终端(optical line terminal,olt)等。
71.图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图,如图2所示,光网络终端100中还包括设置于壳体内的pcb电路板105,设置在pcb电路板105的表面的笼子106,以及设置在笼子106内部的电连接器。电连接器被配置为接入光模块200的电口;散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起部。
72.光模块200插入光网络终端100的笼子106中,由笼子106固定光模块200,光模块200 产生的热量传导给笼子106,然后通过散热器107进行扩散。光模块200插入笼子106中后,光模块200的电口与笼子106内部的电连接器连接,从而光模块200与光网络终端100建立双向的电信号连接。
73.图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图,图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图。如图3和图4所示,光模块200包括壳体、设置于壳体中的电路板300和光收发组件400;
74.壳体包括上壳体201和下壳体202,上壳体201盖合在下壳体202上,以形成具有两个开口204和205的上述壳体;壳体的外轮廓一般呈现方形体。
75.两个开口204和205的连线所在方向可以与光模块200的长度方向一致,也可以与光模块200的长度方向不一致。其中,开口204为电口,电路板300的金手指从电口204伸出,插入上位机中;开口205为光口,配置为接入外部的光纤101,以使光纤101连接光模块200 的内部。
76.采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式,便于将电路板300等器件安装到壳体中,由上壳体201、下壳体202可以对这些器件形成封装保护。在一些实施例中,上壳体201及下壳体202一般采用金属材料制成,利于实现电磁屏蔽以及散热。
77.在一些实施例中,光模块200还包括位于其壳体外壁的解锁部件203。当光模块200
插入上位机的笼子里,由解锁部件203的卡合部件将光模块200卡合在上位机的笼子里;拉动解锁部件203时,解锁部件203的卡合部件随之移动,进而改变卡合部件与上位机的连接关系,以解除光模块200与上位机的卡合。
78.电路板300包括电路走线、电子元件及芯片,通过电路走线将电子元件和芯片按照电路设计连接在一起。
79.电路板300一般为硬性电路板,硬性电路板由于其相对坚硬的材质,还可以实现承载作用,如硬性电路板可以平稳的承载芯片;硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中。
80.电路板300还包括形成在其端部表面的金手指,金手指由相互独立的多个引脚组成。电路板300插入笼子106中,由金手指与笼子106内的电连接器导通连接。金手指被配置为与上位机建立电连接,以实现供电、接地、i2c信号传递、数据信号传递等。当然,部分光模块中也会将柔性电路板与电路板300配合使用。
81.光收发组件400,与电路板300电连接。
82.图5为根据一些实施例的光收发组件的结构图。图6为本技术实施例提供的光收发组件的分解图。如图5-6可知,本技术实施例中,光收发组件400包括圆方管体401、光发射器 402、光接收器403、光学组件404和光纤适配器405。具体的,
83.圆方管体401,上设置有第一管口、第二管口和第三管口,用于承载固定光发射器402、光接收器403、光学组件404和光纤适配器405。具体的,光发射器402镶嵌于第一管口,光接收器403镶嵌于第二管口,光学组件404设置于圆方管体401的内腔,光纤适配器405镶嵌于第三管口。
84.通常,第一管口和第二管口分别设置在圆方管体401上相邻的侧壁上,第一管口和第三管口分别设置在圆方管体401长度方向的侧壁上,第二管口设置在圆方管体401宽度方向的侧壁上。
85.圆方管体401一般采用金属材料,利于实现电磁屏蔽以及散热。具体的,光发射器402 通过第一管口导热接触圆方管体401,光接收器403通过第二管口导热接触圆方管体401。光发射器402和光接收器403直接压配到圆方管体401中,圆方管体401分别与光发射器402 和光接收器403直接或通过导热介质接触。如此圆方管体401可用于光发射器402和光接收器403的散热,保证光发射器402和光接收器403的散热效果。
86.光发射器402,与电路板300通过柔性电路板连接,内设置有激光芯片,用于发射数据光。具体的,光发射器402包括管座和管帽,管帽罩设于管座上,管帽与管座围城一个空腔。管座上设置有激光芯片和第一透镜。激光芯片发射的光信号经第一透镜准直后射入光学组件 404,并经光学组件404汇聚后耦合至光纤适配器405中。
87.光接收器403,与电路板300通过柔性电路板连接,内设置有光接收芯片,用于接收光信号。具体的,光接收器403包括管座和管帽,管帽罩设于管座上,管帽与管座围城一个空腔。管座上设置有光接收芯片和第二透镜。光纤适配器405发射的光信号经光学组件404反射至光接收器403内的第二透镜,并经第二透镜汇聚到光接收芯片。
88.光学组件404,设置于圆方管体401的内腔,用于调整光发射器402发射的光信号以及调整入射至光接收器403的光信号。
89.光纤适配器405,用于连接光纤。具体的,光发射器402镶嵌于圆方管体的第一管
口,光接收器403镶嵌于圆方管体的第二管口,光纤适配器405镶嵌于圆方管体的第三管口,光发射器402和光接收器403分别与光纤适配器405建立光连接。光发射器402发出的光信号及光接收器403接收的光均经光纤适配器405中的同一根光纤进行传输,即光纤适配器405 中的同一根光纤是光收发组件进出光的传输通道,光收发组件实现单纤双向的光传输模式。
90.图7为根据一些实施例的第一种光功率监控原理图。图8为根据一些实施例的第二种光功率监控原理图。图9为根据一些实施例的第三种光功率监控原理图。图10为根据一些实施例的第四种光功率监控原理图。图11为根据一些实施例的第五种光功率监控原理图。图12 为根据一些实施例的第六种光功率监控原理图。如图7-12可知,光收发组件400包括激光芯片和光探测器(mpd),电路板300上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu。具体的,
91.激光芯片,包括发光区(ld)和调制区(ea),用于发射数据光和第一监控光。具体的,光发射器的管座内设置有tec,tec上设置有基板,基板上设置有激光芯片,激光芯片包括发光区和调制区。电路板上设置有tec驱动芯片,tec驱动芯片与tec电连接,tec驱动芯片驱动tec工作,以使激光芯片的温度稳定。发光区的阳极与激光驱动芯片连接,发光区的阴极接地,发光区在第一驱动电流的作用下发射不携带数据的光和第一监控光。调制区的阳极与激光驱动芯片连接,调制区的阴极接地,调制区在调制电压和偏置电压的作用下吸收不携带数据的光得到数据光。
92.其中,第一驱动电流和调制电压均为激光驱动芯片提供,偏置电压为第一电源芯片提供。
93.光探测器,位于激光芯片的背面,与激光驱动芯片或者mcu连接,用于接收第一监控光以产生第一监控电流。具体的,光探测器接收发光区发射的第一监控光产生第一监控电流。
94.光探测器与激光驱动芯片或者mcu连接。具体的,由于mpd需要反偏,则光探测器,阴极接地,阳极与激光驱动芯片或者mcu通过镜像电流源连接。如图7-12所示。
95.或者,光探测器,阴极与激光驱动芯片或者mcu直接连接,阳极接地。因除光探测器与其他器件的连接关系稍有不同,其余都相同,此处不再赘述。
96.光探测器的阳极与激光驱动芯片或者mcu通过镜像电流源连接。具体的,镜像电流源的第一输入管脚与激光驱动芯片或者mcu连接,镜像电流源的第二输入管脚与光探测器的阳极连接,镜像电流源的输出管脚接入第一预设电压。第一预设电压由第三电源芯片提供,且该第一预设电压为负电压。该第三电源芯片与金手指连接,将金手指提供的电压转化为第一预设电压。
97.由于镜像电流源的第一输入管脚与激光驱动芯片或者mcu连接,镜像电流源的第二输入管脚与光探测器的阳极连接,镜像电流源的输出管脚接入第一预设电压,且第一预设电压为负电压,则光探测器的第一监控电流和激光驱动芯片或者mcu输出的第一镜像电流均流向第一预设电压,即第一监控电流与第一镜像电流对应。
98.当光探测器的阳极与镜像电流源之间设置有第一电阻,激光驱动芯片或者mcu与镜像电流源之间设置有第二电阻,且第一电阻和第二电阻相等时,则第一监控电流和第一镜像电流相等。
99.激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接,第三管脚与调制区的阳极连接。具体的,激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接。激光驱动芯片,第二管脚与发光区的阳极连接,用于为发光区提供第一驱动电流,以使发光区发射不携带数据的光。激光驱动芯片,第三管脚与调制区的阳极连接,用于为调制区提供调制电压。
100.第一电源芯片,第一管脚与mcu的第二管脚连接,第二管脚与调制区的阳极连接,用于为调制区提供偏置电压。具体的,第一电源芯片,第一管脚与mcu的第二管脚通过iic总线连接,便于mcu读取第一电源芯片提供给调制区的偏置电压。第一电源芯片,第二管脚与调制区的阳极连接,用于为调制区提供偏置电压,以使调制区吸收不携带数据的光得到数据光。
101.其中,第一电源芯片,第三管脚与金手指连接,用于将金手指提供的电压转换为偏置电压。
102.mcu,用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第一采集电流和偏置电压,第一采集电流为第一镜像电流或者第一监控电流,第一镜像电流与第一监控电流对应。具体的,
103.mcu首先采集第一预设变量,并根据第一预设变量,和预设光功率与第一预设变量的映射关系计算得到第一预设光功率;再根据第一预设光功率,和预设光功率与实际光功率的映射关系计算得到校准光功率。
104.如图7-9可知,光探测器的阳极与激光驱动芯片通过镜像电流源连接。即激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接,第三管脚与调制区的阳极连接,第四管脚与光探测器的阳极连接。如果电路板上没有设置第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与第一电源芯片的第一管脚连接;如果电路板上设置有第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与第一电源芯片的第一管脚连接,第三管脚与第二电源芯片连接。
105.由于激光驱动芯片采集的第一镜像电流为模拟量的第一镜像电流,为了使mcu可读取第一镜像电流,在激光驱动芯片内设置有模数转换器。模数转换器将模拟量的第一镜像电流转换为数字量的第一镜像电流。mcu直接读取激光芯片内的数字量的第一镜像电流。
106.如图10-12可知,光探测器的阳极与mcu通过镜像电流源连接。如果电路板上没有设置第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与第一电源芯片的第一管脚连接,第三管脚与光探测器的阳极通过镜像电流源连接;如果电路板上设置有第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与第一电源芯片的第一管脚连接,第三管脚与第二电源芯片连接,第四管脚与光探测器的阳极通过镜像电流源连接。
107.由于激光驱动芯片采集的第一镜像电流为模拟量的第一镜像电流,为了使mcu可读取第一镜像电流,在mcu内设置有模数转换器。模数转换器将模拟量的第一镜像电流转换为数字量的第一镜像电流。
108.如图8-9和11-12可知,光模块除了包括光收发组件和电路板,光收发组件包括激光芯片和光探测器,电路板上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu外,还包括放大功能件和第二电源芯片。其中,放大功能件可以是放大器(soa),如图8和11所示;也可以是放
大区(soa),如图9和12所示。具体的,
109.放大器,不位于激光芯片内,阴极接地,用于放大数据光。具体的,由于放大器不位于激光芯片内,放大器也就不在tec上。
110.第二电源芯片,第一管脚与mcu的第三管脚连接,第二管脚与放大器的阳极连接,用于为放大器提供驱动电流。具体的,
111.第二电源芯片,第一管脚与mcu的第三管脚通过iic总线连接,便于mcu读取第二电源芯片的第二驱动电流。第二电源芯片,第二管脚与放大器的阳极连接,用于为放大器提供第二驱动电流,以放大数据光。
112.其中,第二电源芯片,第三管脚与金手指连接,用于将金手指的电压转换为第二驱动电流。
113.mcu,用于根据第二预设变量计算得到校准光功率,其中,第二预设变量包括第一采集电流、偏置电压和第二驱动电流,第一采集为第一镜像电流或者第一监控电流,第一镜像电流与第一监控电流对应。具体的,
114.mcu首先采集第二预设变量,并根据第二预设变量,和预设光功率与第二预设变量的映射关系计算得到第二预设光功率;再根据第二预设光功率,和预设光功率与实际光功率的映射关系计算得到校准光功率。
115.放大区,位于激光芯片内,阴极接地,用于放大数据光。具体的,由于激光芯片内设置有放大区,则放大区也放置于tec上。
116.第二电源芯片,第一管脚与mcu的第三管脚连接,第二管脚与放大区的阳极连接,用于为放大区提供第二驱动电流。具体的,
117.第二电源芯片,第一管脚与mcu的第三管脚通过iic总线连接,便于mcu读取第二电源芯片的第二驱动电流。第二电源芯片,第二管脚与放大芯片的阳极连接,用于为放大芯片提供第二驱动电流,以放大数据光。
118.mcu,用于根据第二预设变量计算得到校准光功率,其中,第二预设变量包括第一采集电流、偏置电压和第二驱动电流,第一采集电流为第一镜像电流或者第一监控电流,第一镜像电流与第一监控电流对应。
119.预设光功率与第一采集电流、偏置电压和第二驱动电流的映射关系为: n(x1,y,z)=ax
1-by+cz,
120.其中,n为预设光功率,x1为第一采集电流,y为偏置电压,z为第二驱动电流,a、b和c 均为常量,n、x1、y和z均为模拟量。
121.a是通过固定ea的偏置电压和固定soa的第二驱动电流,调整ld的第一驱动电流来确定x1与预设光功率的关系得到。具体的,采集多组(x1,y,z),其中,y和z不变,得到(x1,y,z) 与预设光功率拟合曲线,从而得到a。
122.b是通过固定ld的第一驱动电流和固定soa的第二驱动电流,调整ea的偏置电压来确定y与预设光功率的关系得到。具体的,采集多组(x1,y,z),其中,x1和z不变,得到(x1,y,z) 与预设光功率拟合曲线,从而得到b。
123.c通过固定ld的第一驱动电流和ea的偏置电压,调整soa的第二电流来确定z与预设光功率的关系得到。具体的,采集多组(x1,y,z),其中,x1和y不变,得到(x1,y,z)与预设光功率拟合曲线,从而得到c。
124.由于第二预设变量包括第一采集电流、偏置电压和第二驱动电流,则预设光功率与第二预设变量的映射关系为预设光功率与第一采集电流、偏置电压和第二驱动电流的映射关系,即预设光功率与第二预设变量的映射关系为n(x1,y,z)=ax
1-by+cz。
125.当c等于零时,预设光功率、第一采集电流和偏置电压的关系式为:n(x1,y,z)=ax
1-by。
126.由于第一预设变量包括第一采集电流和偏置电压,则预设光功率与第一预设变量的映射关系为预设光功率与第一采集电流和偏置电压的映射关系,即预设光功率与第一预设变量的映射关系为n(x1,y,z)=ax
1-by。
127.mcu根据第一预设变量和预设光功率与第一预设变量的映射关系可得到第一预设光功率。
128.预设光功率与实际光功率的映射关系m(mw)

n(x1,y,z),
129.其中,m(mw)为数字量的实际光功率。
130.预设光功率与实际光功率的映射关系的获取过程是:根据多组n(x1,y,z)和对应的m(mw) 拟合曲线得到。
131.mcu,根据第一预设光功率和预设光功率与实际光功率的映射关系得到校准光功率,并将校准光功率存储于mcu内,以供上位机读取。其中,第一预设光功率和校准光功率均为发射光功率。
132.利用第一预设变量和第二预设变量计算得到校准光功率的方法不限于上述类型的光模块,还可应用于其他类型的光模块,具体参见以下光功率监控原理图。
133.图13为根据一些实施例的第七种光功率监控原理图。图14为根据一些实施例的第八种光功率监控原理图。图15为根据一些实施例的第九种光功率监控原理图。图16为根据一些实施例的第十种光功率监控原理图。如图13-16可知,光收发组件400包括激光芯片和光探测器,电路板300上设置有激光驱动芯片和mcu。具体的,
134.激光芯片,仅包括发光区,用于发射数据光和第一监控光。具体的,发光区在第一驱动电流的作用下发射不携带数据的光和第一监控光,并在调制电流的作用下将不携带数据的光调制为数据光。其中,第一驱动电流和调制电流均由激光驱动芯片提供。
135.光探测器,位于激光芯片的背面,与激光驱动芯片或者mcu连接,用于接收第一监控光以产生第一监控电流。
136.光探测器与激光驱动芯片或者mcu连接。具体的,由于mpd需要反偏,则光探测器,阴极与mcu或者激光驱动芯片直接连接,阳极接地。如图13-16所示。
137.或者,光探测器,阴极与发光区的阳极连接,阳极与mcu或者激光驱动芯片直接连接。因除光探测器与其他器件的连接关系稍有不同,其余都相同,此处不再赘述。
138.激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接。具体的,激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接。激光驱动芯片,第二管脚与发光区的阳极连接,用于为发光区提供第一驱动电流和调制电流,以使发光区发射数据光。
139.mcu,用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第一采集电流,第一采集电流为第一监控电流。
140.如图13-14可知,光探测器的阴极与激光驱动芯片连接。即激光驱动芯片,第一管脚与 mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接,第三管脚与光探测器的阴极连
接。如果电路板上没有设置第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接;如果电路板上设置有第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与第二电源芯片连接。
141.如图15-16可知,光探测器的阴极与mcu连接。如果电路板上没有设置第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与光探测器的阴极连接;如果电路板上设置有第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与第二电源芯片连接,第三管脚与光探测器的阴极直接连接。
142.如图14和16可知,光模块除了包括光收发组件和电路板,光收发组件包括激光芯片、光探测器,电路板上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu外,还包括放大功能件和第二电源芯片。其中,放大功能件为放大器。具体的,
143.放大器,不位于激光芯片内,阴极接地,用于放大数据光。
144.第二电源芯片,第一管脚与mcu的第三管脚连接,第二管脚与放大器的阳极连接,用于为放大器提供第二驱动电流。
145.mcu,用于根据第二预设变量计算得到校准光功率,其中,第二预设变量包括第一采集电流和第二驱动电流,第一采集电流为第一监控电流。
146.由于第二预设变量包括第一采集电流和第二驱动电流,则该光模块的预设光功率与第二预设变量的映射关系为:n(x1,y,z)=ax1+cz,其中,n为预设光功率,x1为第一采集电流,z 为第二驱动电流,a和c均为常量,n、x1和z均为模拟量。
147.该光模块的预设光功率与第一预设变量的映射关系为n(x1,y,z)=ax1。
148.图17为根据一些实施例的第十一种光功率监控原理图。图18为根据一些实施例的第十二种光功率监控原理图。图19为根据一些实施例的第十三种光功率监控原理。如17-19可知,光收发组件400包括激光芯片、分光器和光探测器,电路板上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu。具体的,
149.激光芯片,包括发光区和调制区,用于发射数据光。
150.分光器,位于激光芯片与光探测器之间,用于将数据光分成第一数据光和第二监控光。具体的,分光器将数据光分为第一数据光和第二监控光,且第一数据光:第二监控光为1: 99。
151.光探测器,位于激光芯片的前面,但不能阻挡第一数据光,与mcu连接,用于接收第二监控光以产生第二监控电流。
152.光探测器与mcu连接。具体的,由于mpd需要反偏,则光探测器,阴极接地,阳极与激光驱动芯片或者mcu通过镜像电流源连接。如图17-19所示。
153.或者,光探测器,阴极与激光驱动芯片或者mcu直接连接,阳极接地。因除光探测器与其他器件的连接关系稍有不同,其余都相同,此处不再赘述。
154.激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接,第三管脚与调制区的阳极连接。
155.第一电源芯片,第一管脚与mcu的第二管脚连接,第二管脚与调制区的阳极连接,用于为调制区提供偏置电压。
156.mcu,用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第二采集电流和偏置电压,第二采集电流为第二镜像电流或者第二监控电流,第二镜像电流与
第二监控电流对应。
157.如图18-19可知,光探测器的阳极与mcu通过镜像电流源连接。如果电路板上没有设置第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与第一电源芯片的第一管脚连接,第三管脚与光探测器的阳极通过镜像电流源连接;如果电路板上设置有第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与第一电源芯片的第一管脚连接,第三管脚与第二电源芯片连接,第四管脚与光探测器的阳极通过镜像电流源连接。
158.如18-19可知,光收发组件400除了包括激光芯片、分光器和光探测器,电路板上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu外,还包括放大功能件和第二电源芯片。其中,放大功能件可以是放大器,如图18所示;也可以是放大区,如图19所示。具体的,
159.放大器,不位于激光芯片内,阴极接地,用于放大数据光。
160.第二电源芯片,第一管脚与mcu的第三管脚连接,第二管脚与放大器的阳极连接,用于为放大器提供第二驱动电流。
161.mcu,用于根据第二预设变量计算得到校准光功率,其中,第二预设变量包括第二采集电流、偏置电压和第二驱动电流,第二采集电流为第二镜像电流或者第二监控电流,第二镜像电流与第二监控电流对应。
162.放大区,位于激光芯片内,阴极接地,用于放大数据光。
163.第二电源芯片,第一管脚与mcu的第三管脚连接,第二管脚与放大区的阳极连接,用于为放大区提供第二驱动电流。
164.mcu,用于根据第二预设变量计算得到校准光功率,其中,第二预设变量包括第二采集电流、偏置电压和第二驱动电流,第二采集电流为第二镜像电流或者第二监控电流,第二镜像电流与第二监控电流对应。
165.由于第二预设变量包括第二采集电流、偏置电压和第二驱动电流,则该光模块的预设光功率与第二预设变量的映射关系为:n(x2,y,z)=ax
2-by+cz,其中,n为预设光功率,x2为第二采集电流,y为偏置电压,z为第二驱动电流,a、b和c均为常量,n、x4、y和z均为模拟量。
166.该光模块的预设光功率与第一预设变量的映射关系为n(x2y,z)=ax
2-by。
167.图20为根据一些实施例的第十四种光功率监控原理图。图21为根据一些实施例的第十五种光功率监控原理图。如图20-21可知,光收发组件400包括激光芯片、分光器和光探测器,电路板上设置有激光驱动芯片和mcu。具体的,
168.激光芯片,包括发光区,用于发射数据光。
169.分光器,位于激光芯片与光探测器之间,用于将数据光分成第一数据光和第二监控光。具体的,分光器将数据光分为第一数据光和第二监控光,且第一数据光:第二监控光为1: 99。
170.光探测器,位于激光芯片的前面,但不能阻挡第一数据光,与激光驱动芯片或者mcu连接,用于接收第二监控光以产生第二监控电流。
171.光探测器与激光驱动芯片或者mcu连接。具体的,由于mpd需要反偏,则光探测器,阴极与mcu直接连接,阳极接地。如图20-21所示。
172.或者,光探测器,阴极与发光区的阳极连接,阳极与mcu或者激光驱动芯片直接连
接。但这种将置于激光芯片前面的光探测器与发光区连接难度较大,且除光探测器与其他器件的连接关系稍有不同,其余都相同,此处不再考虑这种情形。
173.激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接。
174.mcu,用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第二采集电流,第二采集电流为第二监控电流。
175.如图20-21可知,如果电路板上没有设置第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与光探测器的阴极连接;如果电路板上设置有第二电源芯片,则mcu,第一管脚与激光驱动芯片的第一管脚连接,第二管脚与第二电源芯片连接,第三管脚与光探测器的阴极直接连接。
176.如21可知,光收发组件400除了包括激光芯片、分光器和光探测器,电路板上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu外,还包括放大功能件和第二电源芯片。其中,放大功能件为放大器。具体的,
177.放大器,不位于激光芯片内,阴极接地,用于放大数据光。
178.第二电源芯片,第一管脚与mcu的第三管脚连接,第二管脚与放大器的阳极连接,用于为放大器提供第二驱动电流。
179.mcu,用于根据第二预设变量计算得到校准光功率,其中,第二预设变量包括第二采集电流和第二驱动电流,第二采集电流为第二监控电流。
180.由于第二预设变量包括第二采集电流和第二驱动电流,则该光模块的预设光功率与第二预设变量的映射关系为:n(x2,y,z)=ax2+cz,其中,n为预设光功率,x2为第二采集电流,z 为第二驱动电流,a和c均为常量,n、x2和z均为模拟量。
181.该光模块的预设光功率与第一预设变量的映射关系为n(x2,y,z)=ax
2-by。
182.本技术提供了一种光模块,包括电路板和光收发组件。光收发组件,与电路板电连接,包括激光芯片和光探测器。电路板上设置有激光驱动芯片、第一电源芯片和mcu。激光芯片,包括发光区和调制区,用于发射数据光和第一监控光。光探测器,与激光驱动芯片或者mcu 连接,用于接收第一监控光以产生第一监控电流。激光驱动芯片,第一管脚与mcu的第一管脚连接,第二管脚与发光区的阳极连接,第三管脚与调制区的阳极连接。第一电源芯片,第一管脚与mcu的第二管脚连接,第二管脚与调制区的阳极连接,用于为调制区提供偏置电压。 mcu用于根据第一预设变量计算得到校准光功率,其中,第一预设变量包括第一采集电流和偏置电压,第一采集电流为第一镜像电流或者第一监控电流,第一镜像电流与第一监控电流对应。mcu,首先采集第一预设变量,并根据第一预设变量,和预设光功率与第一预设变量的映射关系计算得到第一预设光功率;再根据第一预设光功率,和预设光功率与实际光功率的映射关系计算得到校准光功率。由于第一监控电流为光探测器接收第一监控光以产生的电流,且第一电源芯片为调制区提供偏置电压,则校准光功率的获得不仅考虑了光探测器对校准光功率的影响,还考虑了发光区对校准光功率的影响,提高监控校准光功率的精准度。本技术中,mcu根据第一采集电流和偏置电压计算得到校准光功率,提高了监控校准光功率的精准度。
183.最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本公开的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明,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公开各实施例技术方案的精神和范围。
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