本發(fā)明涉及光纖通信領域，尤其涉及一種基于低溫加熱技術延伸其工作溫度范圍的光模塊。

背景技術：

垂直腔面發(fā)射激光器廣泛應用在并行光傳輸以及光互聯領域中，使用垂直腔面發(fā)射激光器封裝的光模塊具有集成度高、低功耗和低成本的優(yōu)點，伴隨著其應用環(huán)境的不斷擴展，采用垂直腔面發(fā)射激光器封裝的光模塊需要滿足不同的應用環(huán)境溫度要求。

由于現有的高速率垂直腔面發(fā)射激光器大部分工作在-10℃~80℃的溫度區(qū)間，不能滿足-40℃~85℃溫度范圍的工業(yè)級應用，這大大限制了使用垂直腔面發(fā)射激光器封裝的光模塊的應用場合和應用潛力。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于低溫加熱技術延伸其工作溫度范圍的光模塊，旨在用于解決現有的垂直腔面發(fā)射激光器封裝的光模塊工作溫度范圍窄，不能滿足擴展級溫度或者工業(yè)級溫度的應用的問題。

本發(fā)明是這樣實現的：

本發(fā)明提供一種基于低溫加熱技術延伸其工作溫度范圍的光模塊，包括電路板、跨阻限幅放大器芯片、激光器驅動芯片、垂直腔面發(fā)射激光器、光探測器芯片以及光接口，跨阻限幅放大器芯片、激光器驅動芯片、垂直腔面發(fā)射激光器、光探測器芯片均設置于所述電路板上，所述垂直腔面發(fā)射激光器和所述光探測器芯片的下方均設有熱沉，且所述垂直腔面發(fā)射激光器下方的熱沉上集成有薄膜電阻，所述電路板上還設有加熱控制電路，所述薄膜電阻通過微帶線與所述加熱控制電路相連。

進一步地，所述加熱控制電路與電路板上的單片機連接，所述單片機集成有溫度傳感器，所述單片機根據溫度傳感器檢測到的環(huán)境溫度控制加熱控制電路提供給薄膜電阻的電壓大小。

進一步地，所述跨阻限幅放大器芯片、所述激光器驅動芯片通過膠粘的方式固定在電路板上。

進一步地，所述跨阻限幅放大器芯片、所述激光器驅動芯片均通過金絲鍵合的方式與電路板實現電連接。

進一步地，所述激光器驅動芯片與所述垂直腔面發(fā)射激光器之間以及所述跨阻限幅放大器芯片與所述光探測器芯片之間均通過金絲鍵合的方式實現電連接。

進一步地，所述光探測器芯片下方的熱沉上也集成有薄膜電阻。

進一步地，所述垂直腔面發(fā)射激光器和所述光探測器芯片共用一個熱沉。

進一步地，所述熱沉通過膠粘的方式固定在電路板上，所述垂直腔面發(fā)射激光器和所述光探測器芯片分別通過膠粘的方式固定在對應的熱沉上。

進一步地，所述熱沉的材質為氮化鋁或者氧化鋁。

進一步地，所述薄膜電阻的兩端均設有一個焊盤，所述焊盤與所述微帶線之間通過金絲鍵合的方式實現電連接。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的這種基于低溫加熱技術延伸其工作溫度范圍的光模塊，通過在垂直腔面發(fā)射激光器下方設置集成有薄膜電阻的熱沉，在電路板上加入控制薄膜電阻加熱量大小的加熱控制電路，利用加熱控制電路給所述薄膜電阻提供適當的電壓，薄膜電阻在電流的作用下釋放出熱量，從而對垂直腔面發(fā)射激光器進行加熱，可以在不增加現有工藝難度的情況下，實現使用垂直腔面發(fā)射激光器封裝的光模塊工作在擴展級甚至工業(yè)級溫度應用的需求，大大提高垂直腔面發(fā)射激光器的應用場合和應用范圍。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的一種基于低溫加熱技術延伸其工作溫度范圍的光模塊的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例1的一種基于低溫加熱技術延伸其工作溫度范圍的光模塊另一方向的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例1的一種集成有薄膜電阻的熱沉的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例2的一種基于低溫加熱技術延伸其工作溫度范圍的光模塊的結構示意圖。

附圖標記說明：1-電路板、2-跨阻限幅放大器芯片、3-激光器驅動芯片、4-垂直腔面發(fā)射激光器、5-光探測器芯片、6-熱沉、7-薄膜加熱電阻、8-焊盤、9-微帶線、10-光學器件、11-MT-MT跳線。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例1提供一種基于低溫加熱技術延伸其工作溫度范圍的光模塊，包括電路板1、跨阻限幅放大器芯片2、激光器驅動芯片3、垂直腔面發(fā)射激光器4、光探測器芯片5以及光接口，該光模塊是基于COB封裝的，所述跨阻限幅放大器芯片2、所述激光器驅動芯片3、所述垂直腔面發(fā)射激光器4、所述光探測器芯片5均直接封裝在所述電路板1上，所述垂直腔面發(fā)射激光器4和所述光探測器芯片5的下方均設有熱沉6，且所述垂直腔面發(fā)射激光器4下方的熱沉6上集成有薄膜電阻7，所述電路板1上還設有加熱控制電路（未圖示），所述薄膜電阻7通過微帶線9與所述加熱控制電路相連，所述加熱控制電路為常規(guī)電路，用于控制薄膜電阻7加熱量大小，利用加熱控制電路給所述薄膜電阻7提供適當的電壓，所述薄膜電阻7在電流的作用下釋放出熱量，從而對垂直腔面發(fā)射激光器4進行加熱。

作為優(yōu)選地，所述加熱控制電路還與電路板1上的單片機（未圖示）連接，所述單片機在常規(guī)的光模塊中是已經存在的，所述單片機集成有溫度傳感器，所述溫度傳感器負責實時采集環(huán)境溫度，所述單片機根據溫度傳感器檢測到的環(huán)境溫度控制加熱控制電路提供給薄膜電阻7的電壓大小。具體地，當單片機檢測到環(huán)境溫度接近垂直腔面發(fā)射激光器4所容許的最低溫度時，就發(fā)指令給加熱控制電路，加熱控制電路接收到指令后就會給薄膜電阻7加一個適當的電壓，薄膜電阻7在電流的作用下釋放出熱量，對垂直腔面發(fā)射激光器4進行加熱，使得其工作溫度不會低于其所能承受的溫度的最小值。對于不同的環(huán)境溫度，加熱控制電路需要給薄膜電阻7提供的驅動電壓大小也不一樣，可以針對此制作出不同環(huán)境溫度下的查找表，這樣就能根據不同的低溫環(huán)境實時改變加熱量的大小，始終維持垂直腔面發(fā)射激光器4工作在其所能允許的最小工作溫度之上。

作為優(yōu)選地，所述跨阻限幅放大器芯片2、所述激光器驅動芯片3通過膠粘的方式固定在電路板1上，且所述跨阻限幅放大器芯片2、所述激光器驅動芯片3均通過金絲鍵合的方式與電路板1實現電連接。所述激光器驅動芯片3與所述垂直腔面發(fā)射激光器4之間以及所述跨阻限幅放大器芯片2與所述光探測器芯片5之間均通過金絲鍵合的方式實現電連接。

所述光探測器芯片5下方的熱沉6可以根據光探測器芯片5的工作溫度范圍選擇是否集成薄膜電阻，若光探測器芯片5本身的工作溫度范圍能夠滿足實際應用的要求，則光探測器芯片5下方的熱沉6上無需設置薄膜電阻，若光探測器芯片5本身的工作溫度范圍不能夠滿足實際應用的要求，則光探測器芯片5下方的熱沉6上需要設置薄膜電阻。本實施例1為所述光探測器芯片5下方的熱沉6上不設置薄膜電阻的情形，該情況下所述垂直腔面發(fā)射激光器4下方的熱沉6與所述光探測器芯片5下方的熱沉6是分開設置的。所述垂直腔面發(fā)射激光器4下方的熱沉6上集成的薄膜電阻7的阻值范圍不限，主要根據加熱控制電路所能提供的電壓確定其電阻大小，本實施例中選取10Ω的電阻大小，熱沉6的材質可以是氮化鋁或者氧化鋁，本實施例中選擇氮化鋁材質。

細化所述垂直腔面發(fā)射激光器4和所述光探測器芯片5的固定方式，所述垂直腔面發(fā)射激光器4下方的熱沉6與所述光探測器芯片5下方的熱沉6均通過膠粘的方式固定在電路板1上，所述垂直腔面發(fā)射激光器4和所述光探測器芯片5分別通過膠粘的方式固定在對應的所述熱沉6上。進一步地，如圖3所示，所述薄膜電阻7的兩端均設有一個焊盤8，兩個所述焊盤8分別與對應的所述微帶線9之間通過金絲鍵合的方式實現電連接，兩條所述微帶線9的另一端分別與加熱控制電路相連。

本實施例的光模塊通過集成的電路板1、激光器驅動芯片3、垂直腔面發(fā)射激光器4以及光接口完成電光轉換，所述垂直腔面發(fā)射激光器4不限于單顆或者陣列。通過集成的電路板1、跨阻限幅放大器芯片2、光探測器芯片5以及光接口完成光電轉換，所述光探測器芯片5不限于單顆或者陣列，所述光接口為MPO接口或者LC接口。本實施例的光接口由光學器件10和MT-MT跳線11組成，但在其他實施例中，所述光接口不局限于此，可以沒有短跳線。所述電路板1提供有電接口，用于與系統(tǒng)連接。

實施例2：

如圖4所示，本發(fā)明實施例2提供另一種基于低溫加熱技術延伸其工作溫度范圍的光模塊，其與本發(fā)明實施例1的區(qū)別在于所述垂直腔面發(fā)射激光器4和所述光探測器芯片5下方的熱沉6的設置。本實施例2為所述光探測器芯片5下方的熱沉6上也集成有薄膜電阻7的情形，該情況下所述垂直腔面發(fā)射激光器4和所述光探測器芯片5下方的熱沉6既可以分開設置也可以共用一個熱沉6，本實施例2中優(yōu)選為共用一個熱沉6，且該熱沉6上集成有薄膜電阻7，從而可以用同一個集成薄膜電阻7的熱沉6同時對垂直腔面發(fā)射激光器4和光探測器芯片5進行加熱，結構更加簡單。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。