光模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尤其涉及一種光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network,簡稱PON)作為目前通信網(wǎng)絡(luò)中主要的接入網(wǎng)，目前已較為成熟。目前，堆疊時(shí)分波分復(fù)用(Time-Wavelength Divis1nMultiplexing,簡稱 TWDM) - PON 網(wǎng)絡(luò)中,光線路終端(Optical Line Terminal,簡稱 OLT)和用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit,簡稱0NU)間采用多個(gè)波長通道進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，每個(gè)ONU采用波長可調(diào)接收組件接收特定波長的光信號(hào)。
[0003]由于特定的溫度范圍內(nèi)可調(diào)濾波器器的工作與溫度之間具有線性關(guān)系，因此典型的ONU光模塊的光接收組件，是將可調(diào)光濾波器直接封裝在光接收組件中，通過利用溫度調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)濾波器的工作溫度，來實(shí)現(xiàn)接收波長可調(diào)，并且為了盡量減小溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)濾波器的溫度調(diào)整時(shí)影響光探測器的溫度，還將溫度調(diào)節(jié)單元與可調(diào)濾波器進(jìn)行一體封裝，以減小為光探測器的溫度影響。
[0004]但是，僅通過監(jiān)控光接收組件中的濾波器的溫度，來調(diào)整濾波器的通道波長，往往無法實(shí)現(xiàn)使濾波器工作于最佳通道帶寬處，從而使濾波器無法實(shí)現(xiàn)選擇輸出理想波長的光信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種光模塊，用于解決僅對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行監(jiān)控，調(diào)節(jié)濾波器的通道波長，無法使濾波器輸出理想波長的光信號(hào)的問題。
[0006]本發(fā)明提供一種光模塊，包括:光接收組件和控制電路；
[0007]所述光接收組件包括濾波器、溫度調(diào)節(jié)單元和光接收子單元，所述濾波器用于對(duì)接收的光信號(hào)進(jìn)行波長選擇，并將波長選擇后的光信號(hào)發(fā)給所述光接收子單元，所述光接收子單元用于將接收的波長選擇后的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)；
[0008]所述控制電路，用于監(jiān)測所述濾波器的溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)的第一控制信號(hào)控制所述溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)所述濾波器的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)整所述濾波器的通道波長；
[0009]所述控制電路，還用于根據(jù)所述光接收子單元輸出的電流信號(hào)輸出第二控制信號(hào)，控制所述溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)所述濾波器的溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，以調(diào)整所述濾波器的通道波長。
[0010]本發(fā)明提供的光模塊，控制電路通過監(jiān)測濾波器的溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)的第一控制信號(hào)控制溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，之后再根據(jù)光接收子單元輸出的電流信號(hào)生成第二控制信號(hào)，即根據(jù)濾波器選擇輸出的光信號(hào)的功率生成第二控制信號(hào)，控制溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，這樣通過對(duì)濾波器的工作溫度和輸出的光信號(hào)的功率的雙重控制，對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可使濾波器盡可能的工作在最佳帶寬處，使得濾波器選擇輸出理想波長的光信號(hào)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明提供的ONU光模塊實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明提供的ONU光模塊實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明提供的監(jiān)測單元實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1為本發(fā)明提供的ONU光模塊實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該光模塊100，包括:光接收組件110和控制電路120。
[0015]其中，光接收組件110包括濾波器111、溫度調(diào)節(jié)單元112和光接收子單元113。濾波器110用于對(duì)接收的光信號(hào)進(jìn)行波長選擇，并將波長選擇后的光信號(hào)發(fā)給光接收子單元113，光接收子單元113用于將接收的波長選擇后的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)；
[0016]控制電路120，用于監(jiān)測濾波器111的溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)的第一控制信號(hào)控制溫度調(diào)節(jié)單元112對(duì)所述濾波器111的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)整濾波器111的通道波長；
[0017]控制電路，還用于根據(jù)光接收子單元113輸出的電流信號(hào)輸出第二控制信號(hào)，控制溫度調(diào)節(jié)單元112對(duì)濾波器111的溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，以調(diào)整所述濾波器的通道波長。
[0018]具體的，本實(shí)施例中的濾波器可采用Mach-Zehnder濾波器、Fabry-Perot濾波器、介質(zhì)薄膜濾波器、波導(dǎo)微環(huán)形腔濾波器、光纖Sagnac濾波器、陳列波導(dǎo)光柵濾波器或光纖光柵濾波器等，此處對(duì)此不做限定。本實(shí)施例中的溫度調(diào)節(jié)單元與濾波器緊密貼合設(shè)置，且與光接收子單元分離設(shè)置，濾波器的光出射窗口與光接收子單元對(duì)準(zhǔn)。
[0019]其中，預(yù)設(shè)的第一控制信號(hào)是指根據(jù)濾波器的溫度特性設(shè)置的控制信號(hào)。舉例來說，若該光模塊中的濾波器的溫度特性為:工作在45°?50°選擇輸出的光信號(hào)的波長為X1，工作在50°?55°選擇輸出的光信號(hào)的波長為λ 2等等，則在確定該光模塊需要選擇輸出波長為λ i的光信號(hào)時(shí)，可根據(jù)第一控制信號(hào)確定需控制該濾波器工作在45°?50°之間，則控制電路即可控制溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0020]進(jìn)一步地,溫度調(diào)節(jié)單元包括:熱電冷卻器(Thermo Electric Cooler,簡稱TEC)或者加熱器，另外濾波器111還包括熱敏電阻或者溫度傳感器，用于將濾波器的工作溫度轉(zhuǎn)換為電阻值或者電壓、電流信號(hào)，并輸出給控制電路120。
[0021]具體的，控制電路120可通過監(jiān)測熱敏電阻的阻值，或者對(duì)溫度傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)熱敏電阻的電阻值與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，或者根據(jù)溫度傳感器的溫度特性，確定濾波器的當(dāng)前溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)的第一控制信號(hào)控制溫度調(diào)節(jié)對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如若光模塊需配置接收波長為A1，則需設(shè)置濾波器工作在45°?50°之間，而此時(shí)濾波器的溫度為40°，則需控制TEC或者加熱器對(duì)濾波器進(jìn)行加熱，使濾波器工作在45°?50°之間的某一溫度值上。
[0022]濾波器將波長選擇后的光信號(hào)發(fā)送給光接收子單元后，光接收子單元將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，控制電路還可以監(jiān)測光接收子單元輸出的電流的大小，根據(jù)光接收子單元輸出的電流的大小判斷光接收子單元接收的光信號(hào)的功率的大小，即判斷濾波器選擇輸出的光信號(hào)的波長是否是理想的波長，并根據(jù)電流信號(hào)輸出第二控制信號(hào)，控制溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，比如，若溫度調(diào)節(jié)單元根據(jù)第一控制信號(hào)調(diào)整濾波器的工作溫度為46° ,濾波器選擇輸出的光信號(hào)的波長為X1，而理想的波長為X1的光信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流大小為0.25毫安(mA)，而控制電路通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)光接收子模塊輸出的電流只有0.2mA，則可確定此時(shí)濾波器并未工作在最佳帶寬處，即可控制溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，使濾波器最終工作在最佳帶寬處，輸出的光信號(hào)的波長為理想的波長。
[0023]本實(shí)施例提供的光模塊，控制電路即通過監(jiān)測濾波器當(dāng)前的溫度，控制溫度調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)濾波器的工作溫度，又根據(jù)光接收子模塊輸出的電流信號(hào)生成第二控制信號(hào)，即根據(jù)濾波器選擇輸出的光信號(hào)的功率生成第二控制信號(hào)，控制溫度調(diào)節(jié)單元對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，通過對(duì)濾波器的工作溫度和輸出的光信號(hào)的功率的雙重控制，對(duì)濾波器的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可使濾波器盡可能的工作在最佳帶寬處，從而使濾波器輸出理想波長的光信號(hào)。
[0024]圖2為本發(fā)明提供的ONU光模塊實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在圖1所示的光模塊中的控制電路120，包括監(jiān)測單元210和主控制單元220。
[0025]其中，監(jiān)測單元210，用于監(jiān)測光接收子單元113輸出的電流信號(hào)，并將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出給主控制單元220 ；
[0026]主控制單元220，用于根據(jù)電壓信號(hào)生成第二控制信號(hào)，控制溫度調(diào)節(jié)單元112對(duì)濾波器111的溫度進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，以調(diào)整濾波器111的通道波長。
[0027]進(jìn)一步地，上述監(jiān)測單元210，包括:鏡像電流源211和分壓電阻網(wǎng)絡(luò)212。
[0028]其中，鏡像電流源用于監(jiān)測光接收子單元輸出的電流信號(hào)，并將根據(jù)電流信號(hào)生成的鏡像電流輸出給所述分壓電阻網(wǎng)絡(luò)；
[0029]分壓電阻網(wǎng)絡(luò)用于將鏡像電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并將電壓信號(hào)輸出給主控制單
J Li ο
[0030]通常，鏡像電流源能夠輸出符合要求的直流電流，且溫度穩(wěn)定性好，受電源電壓等因素的影響小。本實(shí)施例中采用鏡像電流源監(jiān)測光接收子單元輸出的電流信號(hào)。
[0031]具體的，濾波器對(duì)射入的波長進(jìn)行選擇，保證只有一個(gè)波長輸出。輸出波長進(jìn)入光接收子單元，比如雪崩光電二極管(Avalanche Photo D1de,簡稱APD)探測器,APD探測器是光電轉(zhuǎn)換器件，工作時(shí)加較大的反偏電壓，使其達(dá)到雪崩狀態(tài)，即可將入射的光轉(zhuǎn)化成電流輸出，將入射光轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。本實(shí)施例中利用鏡像電流源的特性，可利用鏡像電流源中的一個(gè)三極管為APD提供電流，則鏡像電流源中的另一個(gè)三極管輸出的電流即為APD輸出電流的鏡像電流。
[0032]圖3為本發(fā)明提供的監(jiān)測單元實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該監(jiān)測單元210中的鏡像電流源211包括第一三極管310，第二三極管311，第一電阻312和第二電阻313，及光接收子單元113，即光電二極管314。
[0033]其中，第一三極管的發(fā)射極el通過第一電阻312與第一電壓ul連接；
[0034]第一三極管的基極bl和集電極Cl及第二三極管的b2基極與光接收子單元(即光電二極管314)的偏置電壓端連接；
[0035]第二三極管的發(fā)射極e2通過第二電阻313與第一電壓ul連接；
[0036]第二三極管的集電極c2與分壓電阻網(wǎng)絡(luò)212的第一輸入端連接。
[0037]其中，第一三極管310和第二三極管311為參數(shù)相同的PNP型三極管。由于第一三極管310的集電極與APD314的偏置電壓端連接，用于為APD提供偏置電壓及輸出電流，故圖中第一電壓ul通常需根據(jù)AH)的工作偏置電壓選擇一個(gè)較大的值。假如第一三極管310的集電極Cl輸出的電流為Ica，第二三極管311的集電極c2輸出的電流為1。2，第一電阻312阻值為R1，第二電阻313阻值為R2，則根據(jù)鏡像電流源的特性可知，Iel/Ie2=R2/Rl，即第二三極管311的集電極c2可將APD的輸出電流成比例的鏡像輸出給分壓電阻網(wǎng)絡(luò)212。
[0038]可選的，第一電阻312的阻值與第二電阻313的阻值相等。通過設(shè)置第一電阻312和第二電阻313的阻值相等，可以使輸入分壓電阻網(wǎng)絡(luò)的電流與AH)的輸出電流大小相等。
[0039]進(jìn)一步地，分壓