本實(shí)用新型涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)和光模塊。

背景技術(shù)：

光發(fā)射次模塊(Transmitter Optical Subassembly，縮寫為TOSA)，是光通信的核心部件，是將LD激光器集成封裝成的一個(gè)組件，包括LD激光器部分、耦合部分和外部光學(xué)接口等，是光通信中所用的光收發(fā)模塊的關(guān)鍵組件，主要用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)(E/O轉(zhuǎn)換)。

隨著5G時(shí)代及大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率提出了更高的要求，因而對(duì)光模塊的性能提出了更高的要求，例如，要求光模塊可以在-40℃～85℃的環(huán)境下正常工作。然而，目前的光模塊最多可以在-20℃～85℃的溫度環(huán)境下工作，超出這個(gè)溫度范圍就會(huì)失效。即是說，目前常用的光模塊還不能滿足此應(yīng)用需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于改善現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，提供一種應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)和光模塊，可以應(yīng)用于更嚴(yán)苛的溫度環(huán)境。

為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了以下技術(shù)方案：

一種應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)，在管帽上連接有加熱器，用于對(duì)激光器芯片加熱。

作為一種實(shí)施方式，所述管帽包括一個(gè)接地引腳和至少一個(gè)功能引腳，其中一個(gè)功能引腳通過金線連接所述加熱器的一端，所述加熱器的另一端還連接于所述接地引腳。

進(jìn)一步地，所述功能引腳為四個(gè)，其中一個(gè)功能引腳連接所述加熱器，另外兩個(gè)功能引腳用于連接激光器芯片，另外一個(gè)功能引腳用于連接光功率監(jiān)控器件。

作為一種實(shí)施方式，加熱器包括一個(gè)或多個(gè)發(fā)熱電阻，當(dāng)發(fā)熱電阻為多個(gè)時(shí)，多個(gè)發(fā)熱電阻并聯(lián)。

作為一種實(shí)施方式，所述加熱器設(shè)置于所述管帽的端面基板。作為另一種更佳的實(shí)施方式，所述加熱器和所述激光器芯片設(shè)置于熱隔離基板，所述熱隔離基板設(shè)置于所述管帽的端面基板。

作為另一種實(shí)施方式，所述加熱器包括發(fā)熱電阻絲，所述發(fā)熱電阻絲盤繞于所述管帽的外部。

較優(yōu)地，所述加熱器連接有溫度控制電路。進(jìn)一步地，所述溫度控制電路包括MCU和調(diào)節(jié)電阻，所述MCU與所述調(diào)節(jié)電阻連接，通過調(diào)整所述調(diào)節(jié)電阻的阻值以控制流經(jīng)所述加熱器的電流或電壓的大小。

優(yōu)選地，所述溫度控制電路還包括穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓器與所述MCU連接。

本實(shí)用新型還提供了一種光模塊，包括本實(shí)用新型任一實(shí)施方式的應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)和光模塊，管帽上連接有加熱器，通過加熱器對(duì)管帽內(nèi)的激光器芯片進(jìn)行加熱，使其在低溫環(huán)境下(例如-40℃)也能正常工作，應(yīng)用溫度范圍更廣，適用性強(qiáng)，可以更好的支持CPRI協(xié)議的5G的無(wú)線(Wireless)應(yīng)用，促進(jìn)了5G時(shí)代及大數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1中一種應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)示意圖(引腳端面視角)。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中又一種應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)面視角)。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2中應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中溫度控制電路的原理示意圖。

圖中標(biāo)記說明

管帽10；片式發(fā)熱電阻20；發(fā)熱電阻絲20’；熱隔離基板30。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)，該加熱結(jié)構(gòu)中，在管帽10上連接有加熱器，用于對(duì)激光器芯片加熱。該應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)可以作為光模塊的一部分應(yīng)用于光模塊。

光發(fā)射模塊的主要工作部件，例如激光器芯片(例如激光二極管)設(shè)置于管帽內(nèi)，通過在管帽上設(shè)置加熱器，用于在低溫環(huán)境下管帽內(nèi)的對(duì)激光器芯片加熱，使其在超低溫環(huán)境下(例如-40℃～-20℃)也能夠正常工作，因此本實(shí)施例中提供的加熱結(jié)構(gòu)或光模塊，擴(kuò)展了激光器芯片在更低溫度環(huán)境下正常工作，從而使得光模塊的應(yīng)用范圍可以擴(kuò)展到工業(yè)級(jí)溫度范圍(-40℃～85℃)使用。不僅可以更好的支持成本要求苛刻的數(shù)據(jù)中心(Data-Center)，還可以更好的支持CPRI協(xié)議的5G的無(wú)線(Wireless)應(yīng)用。

示例性地，下面通過兩個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

請(qǐng)參閱圖1，圖1示出了本實(shí)施例中所述應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)，圖1中所示管帽為光模塊中目前常用的結(jié)構(gòu)(基于TO-56的管帽)，顯示了管帽10上引腳的分布。該管帽包括5個(gè)引腳，pin1、pin3、pin4、pin5為功能引腳，用于連接工作器件，pin2為接地引腳，本實(shí)施例中，將pin1、pin3、pin4、pin5功能引腳中的任意一個(gè)通過金線連接加熱器，其中兩個(gè)功能引腳連接激光器芯片(例如激光二極管LD)，另外一個(gè)連接光功率監(jiān)控器件(例如光電二極管PD)。例如，將pin4連接加熱器，pin5連接光功率監(jiān)控器件，pin1、pin3連接激光器芯片。當(dāng)然地，加熱器和光功率監(jiān)控器件另外一端都要與接地引腳Pin2連接，接地后以便正常工作。

加熱器可以包括發(fā)熱電阻，針對(duì)于本實(shí)施例，優(yōu)選為片式發(fā)熱電阻20，片式發(fā)熱電阻20設(shè)置于管帽10內(nèi)，在沒有改變光發(fā)生組件(TOSA，未設(shè)置加熱器之前)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。片式發(fā)熱電阻20可以為一個(gè)或多個(gè)(所述多個(gè)是指兩個(gè)及以上)，當(dāng)片式發(fā)熱電阻20為多個(gè)時(shí)，多個(gè)片式發(fā)熱電阻20并聯(lián)。

作為一種可實(shí)施方式的舉例，發(fā)熱電阻可以直接設(shè)置在管帽的端面基板，如圖2所示。作為另一種更優(yōu)的實(shí)施方式，如圖3所示，也可以將發(fā)熱電阻和激光器芯片設(shè)置于一個(gè)熱隔離基板30上，熱隔離基板30再設(shè)置于管帽的端面基板，當(dāng)發(fā)熱電阻在低溫加熱時(shí)，由于熱隔離基板30的隔熱作用，熱量不會(huì)透過管帽的端面基板滲透散失，而是集中對(duì)激光器芯片加熱，因而可以進(jìn)一步提高加熱效率。

本實(shí)施例提供的應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)，將發(fā)熱電阻設(shè)置在管帽的內(nèi)部，直接給激光器芯片加熱，提高溫度，由于直接在管帽10內(nèi)部加熱，熱能不易流失，因此加熱速度快，效果好。另外，本實(shí)施例中通過改變目前管帽10的引腳連接方式(針對(duì)于圖中所示管帽的引腳，傳統(tǒng)(未設(shè)置加熱器)一般應(yīng)用是pin1、pin3連接LD，pin4、pin5連接PD)，將其中一個(gè)功能引腳連接加熱器，既不影響原器件的正常使用，又可以實(shí)現(xiàn)加熱，實(shí)現(xiàn)方式巧妙。

需要說明的是，本實(shí)施例中僅針對(duì)于光模塊中目前常用的管帽進(jìn)行如此設(shè)置，針對(duì)于應(yīng)用于光模塊中的其他類型管帽，也可以采用其他設(shè)置方式，例如，專門增加一個(gè)功能引腳用于連接加熱器，激光器芯片及光功率監(jiān)控器件依然采用兩個(gè)功能引腳連接。又例如，管帽僅布置有兩個(gè)功能引腳時(shí)，其中一個(gè)功能引腳用于連接加熱器，另一個(gè)用于連接激光器芯片。針對(duì)于各種形式的管帽，只需要滿足：管帽包括一個(gè)接地引腳和至少一個(gè)功能引腳，一個(gè)功能引腳連接加熱器，加熱器還與接地引腳連接。

為了更為精確地控制加熱時(shí)間和/或加熱功率，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還可以增設(shè)溫度控制電路，控制加熱器工作。請(qǐng)參閱圖4，作為可實(shí)施方式的舉例，溫度控制電路包括MCU和調(diào)節(jié)電阻，MCU與調(diào)節(jié)電阻連接，通過調(diào)整調(diào)節(jié)電阻的阻值以控制流經(jīng)加熱器的電流或電壓的大小，從而實(shí)現(xiàn)加熱時(shí)間和/或加熱功率控制。進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，溫度控制電路還包括穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器與MCU連接，經(jīng)過穩(wěn)壓輸出的電流或電壓給加熱器。

實(shí)施例2

請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)施例中提供的應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)中，加熱器包括發(fā)熱電阻絲20’，發(fā)熱電阻絲20’盤繞于管帽10的外部。為了保持發(fā)熱電阻絲20’設(shè)置的穩(wěn)定性，以及不增加管帽的尺寸，為保準(zhǔn)TO-56封裝的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，在管帽10的外部設(shè)置凹槽，發(fā)熱電阻絲20’盤繞于該凹槽內(nèi)。給發(fā)熱電阻絲20’施加電流或電壓，發(fā)熱電阻絲20’發(fā)熱，以熱傳導(dǎo)方式，熱能通過管帽10從管帽外傳遞到管帽內(nèi)，間接實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器芯片加熱。

本實(shí)施例中，也可以采用圖4所示溫度控制電路對(duì)流經(jīng)加熱電阻絲的電流或電壓進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)溫度控制。

本實(shí)施例提供的應(yīng)用于激光器芯片的加熱結(jié)構(gòu)和光模塊，以熱傳導(dǎo)的方式實(shí)現(xiàn)間接加熱，同樣可以對(duì)管帽內(nèi)的激光器芯片加熱，使其可以應(yīng)用于超低溫環(huán)境(例如-40℃～20℃)下。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。