光模块制造技术

本实用新型专利技术涉及的光模块包括壳体、以及放置在壳体内的光接收组件、光发射组件以及与所述光接收组件和所述光发射组件连接的电路板，光发射组件通过激光器芯片自身集成的加热单元和光模块壳体内用以给所述壳体内部进行温度补偿的加热模块组成的两级加热方式，可以实现面向5G前传应用场景的光模块在工业级温度范围内对激光器芯片的中心波长进行调谐，使之满足MWDM的波长范围，从而不再使用昂贵的TEC进行温度调谐，节省了5G前传光模块的物料成本，降低了光模块的功耗水平，同时也可以放宽激光器芯片的波长挑选范围，提到芯片良率。

Optical module

【技术实现步骤摘要】
光模块
本技术涉及一种光模块，属于光通信

技术介绍
中国移动于2019年9月3日首次公开提出创新的5G前传Open-WDM/MWDM方案，5G前传将重用低成本25GCWDMDML推进12波长系统，在现有CWDM6波的基础上，通过TEC控温每个波长左右各调偏3.5nm，构成12个波长通道，同时满足5G部署的急迫性和重用CWDM产业链的需求。采用TEC偏移实现12个波长，并具有波长非等间距的特点，结合光层调顶实现光模块OAM机制，满足5G前传10km主要场景链路预算。但采用TEC控温存在如下缺点：12波都需要TEC控温，增加了制备光模块的成本；通过TEC控温每个CWDM波长偏离3.5nm，相应的温度大约需要调节35℃，在5G前传光模块需要满足工业级温度范围-40℃-85℃下工作的要求，激光器芯片的热沉温度变化接近100℃，在此温度范围内通过TEC控温保障波长稳定，对TOSA的热管理和功耗是巨大挑战；直接从现有的CWDM6波基础上挑选合格的芯片，通过TEC调节温度实现波长调谐，会导致单片wafer的DML激光器波长良率较低，间接提高了激光器芯片的成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种通过在激光器芯片内集成有给激光器芯片进行温度补偿的加热单元以实现在工业级温度范围内对激光器的中心波长进行温度调谐，得到满足MWDM波长范围的5G前传光模块。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种光模块，包括壳体、设置在所述壳体内的光接收组件、光发射组件、以及与所述光接收组件和所述光发射组件连接的电路板。所述光发射组件包括激光器芯片，所述激光器芯片内集成有给所述激光器芯片进行温度补偿的加热单元。进一步地，所述激光器芯片包括磷化铟衬底、有源层、脊波导、P面电极、以及N面电极，所述加热单元位于所述脊波导一侧，所述加热单元与所述脊波导之间的距离为10um～20um。进一步地，所述加热单元的电阻值由如下公式确定：R＝ρ*L/S其中，R为加热单元的电阻值；ρ代表加热单元的电阻率；L为加热单元的长度；S为垂直于电流方向上加热单元的横截面积。进一步地，所述加热单元为由Ti金属形成的热电阻。进一步地，所述加热单元与所述激光器芯片之间设置有SiO2绝缘层。进一步地，所述激光器芯片为DML激光器芯片。进一步地，所述光模块还包括设置在所述壳体内部用以给所述壳体内部进行温度补偿的加热模块。进一步地，所述加热模块为电加热丝。进一步地，所述光模块还包括用以检测壳体温度的温度传感器和与所述温度传感器、所述加热单元、所述加热模块信号连接的温度控制单元，所述温度控制单元根据所述温度传感器检测到的壳体温度值控制所述加热单元、所述加热模块共同或者单个启动或关闭。进一步地，用于所述光模块的温度补偿控制方法包括：所述温度传感器采集当前壳体温度值；基于所述温度传感器所采集到的壳体温度值，所述温度控制单元判断所述壳体温度值是否低于预设温度阈值；若低于所述预设温度阈值，则控制所述加热单元、所述加热模块启动；若介于所述预设温度阈值，则控制所述加热单元启动。本技术的有益效果在于：由于本技术通过在激光器芯片内集成有给激光器芯片进行温度补偿的加热单元，以实现对激光器芯片的中心波长进行调谐，得到满足MWDM波长范围的光模块，放宽了激光器芯片的波长范围，降低了光模块的功耗水平，提高了激光器芯片的良率。本技术在光模块壳体内还设置有用以给所述壳体内部进行温度补偿的加热模块，与加热单元组成的两级加热方式，可以实现面向5G前传应用场景，在工业级温度范围内对激光器的中心波长进行调谐，使之满足MWDM的波长范围，从而不再使用昂贵的TEC进行温度调谐，节省了5G前传光模块的物料成本。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1为本技术一实施例集成了加热单元的DML芯片示意图；图2为用于光模块的温度补偿控制方法的逻辑图。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。本技术一实施例所示的光模块包括壳体、设置在壳体内的光接收组件和光发射组件、与所述光接收组件和所述光发射组件连接的电路板、以及设置在壳体上且与光接收组件和光发射组件信号连接用以发送或接收电信号的接口单元，其中，光接收组件用以将接收到的光信号转换成电信号输出至接口单元；光发射模块用以将接口单元发送的电信号转换成光信号输出。光模块还包括与接口单元、光接收组件、以及光发射组件信号连接的控制单元和为接口单元、光接收组件、以及光发射组件提供电源并控制各个组件的开启与关闭的供电单元，控制单元用于通过内部通信接口实现对光模块的控制。光模块的结构为现有结构，光模块的制备方法为现有技术，在此不再过多赘述。光发射组件包括激光器芯片。本实施例中激光器芯片为集成了加热单元热调谐功能的DML(DirectModulatedLaser)激光器芯片，具体的，DML激光器芯片为脊型波导结构，DML激光器芯片包括中间的脊波导结构、位于脊波导一侧的加热单元、位于加热单元两端的正电极和负电极、以及位于脊波导另一侧的芯片P面电极，其中芯片的N面电极在芯片的背面。激光器芯片的横截面自下而上包括磷化铟(InP)衬底、缓冲生长层、下限制层、下波导层、有源层(MultiQuantumWell)、上限制层、上波导层、磷化铟(InP)间隔层和欧姆接触层。DML激光器芯片结构为现有结构，DML激光器芯片的制备方法为现有技术，在此不再过多赘述。本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光模块，所述光模块包括壳体、设置在所述壳体内的光接收组件、光发射组件、以及与所述光接收组件和所述光发射组件连接的电路板，所述光发射组件包括激光器芯片，其特征在于，所述激光器芯片内集成有给所述激光器芯片进行温度补偿的加热单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种光模块，所述光模块包括壳体、设置在所述壳体内的光接收组件、光发射组件、以及与所述光接收组件和所述光发射组件连接的电路板，所述光发射组件包括激光器芯片，其特征在于，所述激光器芯片内集成有给所述激光器芯片进行温度补偿的加热单元。


2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述激光器芯片包括磷化铟衬底、有源层、脊波导、P面电极、以及N面电极，所述加热单元位于所述脊波导一侧，所述加热单元与所述脊波导之间的距离为10um～20um。


3.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述加热单元的电阻值由如下公式确定：
R＝ρ*L/S
其中，R为加热单元的电阻值；ρ代表加热单元的电阻率；L为加热单元的长度；S为垂直于电流方向上加热单元的横截面积。


4.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述加热单元为由Ti金属形成的热电阻。


5.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述加热单元与所述激光器芯片之间设置有SiO2绝缘层。


6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，陈亦凡，
申请(专利权)人：易锐光电科技安徽有限公司，苏州易锐光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34