一种可控功耗的激光器低温加热装置及光模块的制作方法

本技术涉及光通信，具体而言，涉及一种可控功耗的激光器低温加热装置及光模块。

背景技术：

1、随着光通信领域承载网前传技术的发展，运营商对sfp+和sfp28cwdm系列光模块提出了工业级、扩展级等更宽工作温度范围的需求，而激光器的性能与温度密切相关，这对光模块低温性能表现和波长稳定提出了更高挑战。要求在功耗允许范围内，能灵活控制加热激光器，补偿低温波长偏移、功率变化、性能影响等，实现工作温度范围内的链路稳定传输。

2、现有技术中，存在以下几种加热方式：(1)采用专用tec controller控制tec加热激光器；(2)采用dc-dc电源供电通过加热电阻加热激光器；(3)采用fpc加热膜，对待加热区域进行间接加热。其中，在加热方式(1)中，通常tec需要与激光器chip一起封装在to内，再从to管座引出引脚tec+和tec-，在低温下通过dac输出控制tec controller来控制流经tec的电流大小和方向，实现低温加热，然而tec controller控制tec的加热方式至少存在以下两点缺陷，其一为结构复杂，占用to空间，导致封装难度大，其二为需要增加额外的teccontroller，能耗随之增大，主板布板难度和成本也会增加。在加热方式(2)中，通常加热电阻需要焊接在激光器柔性电路板的背面，低温下，通过打开dc-dc的输出供电，实现固定功耗的低温加热，然而dc-dc电源供电通过加热电阻进行加热的方式至少存在以下两种缺陷，其一为加热面积小，且中间间隔fpc导致加热效率低，其二为dc-dc设定电压输出功耗固定，加热控制不灵活。在加热方式(3)中，fpc加热膜通过在软板反面配置加热丝并引出电极，叠层为单独的一层，通过贴附在待加热区域，隔着一层软板对待加热区域进行加热，这就导致热阻变大、加热效率低，同时也会使激光器的焊接针脚残桩变长，额外引入反射和不连续，影响射频传输性能。

3、基于此，亟需一种能够在低温下，可灵活控制加热功耗，稳定激光器的波长和性能的激光器低温加热装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种可控功耗的激光器低温加热装置及光模块，采用加热fpc软板加热层进行激光器加热，再通过可调占空比pwm控制供电电源，由此实现加热功耗可控，以解决现有加热方式能耗大、加热控制不灵活以及加热效率低的问题。

2、本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种可控功耗的激光器低温加热装置，包括配置于fpc软板第一端的第一电极与第二电极，以及配置于fpc软板第二端，并与第一电极和第二电极电连接的加热层，所述加热层与同轴激光器的管座面接触；

3、所述fpc软板的第一端连接于主板上供电电源，所述供电电源连接于主板上mcu的pwm信号输出端。

4、根据一种优选实施方式，还包括配置在主板上的温度传感器，所述温度传感器与mcu电连接。

5、根据一种优选实施方式，所述供电电源为dc-dc电源。

6、根据一种优选实施方式，所述加热层经叠层工艺与fpc软板一体成型。

7、根据一种优选实施方式，所述加热层的厚度约为fpc软板的二分之一。

8、根据一种优选实施方式，所述加热层与fpc软板上开设有匹配同轴激光器引脚的过孔。

9、根据一种优选实施方式，所述加热层在与同轴激光器管座面接触的一侧蚀刻有蛇形阻抗线。

10、根据一种优选实施方式，所述蛇形阻抗线经fpc软板内部走线连接至第一电极与第二电极。

11、本实用新型还提供一种光模块，包括如上述所述的可控功耗的激光器低温加热装置。

12、根据一种优选实施方式，所述mcu与金手指连接，所述金手指的输入侧连接至光模块发射器，所述光模块发射器包括顺次连接的发射时钟数据恢复单元、激光器驱动电路、发端fpc软板以及所述同轴激光器，所述发射时钟数据恢复单元的输入端与金手指连接；

13、所述金手指的输出侧连接至光模块接收器，所述光模块接收器包括顺次连接的光接收器、收端软板、限幅放大器以及接收时钟数据恢复单元，所述接收时钟数据恢复单元与金手指连接。

14、本实用新型实施例所提供的一种可控功耗的激光器低温加热装置及光模块的技术方案至少具有如下优点和有益效果：(1)该激光器低温加热装置将fpc软板加热层与同轴激光器管座面接触，以在低温下维持激光器工作在适当温度范围，保证了加热的效率、稳定性和可靠性；(2)采用加热fpc软板加热层进行激光器加热，再通过可调占空比pwm控制供电电源，可在允许功耗范围内，灵活可控地对激光器低温加热，实现加热功耗可控；(3)通过可调占空比的pwm脉冲控制加热供电电源的开关输出，响应速度快，可以实现加热功耗的灵活控制；(4)无需额外增加专用芯片，成本低。

技术特征：

1.一种可控功耗的激光器低温加热装置，其特征在于，包括配置于fpc软板(1)第一端的第一电极(2)与第二电极(3)，以及配置于fpc软板(1)第二端，并与第一电极(2)和第二电极(3)电连接的加热层(4)，所述加热层(4)与同轴激光器(5)的管座(6)面接触；

2.如权利要求1所述的可控功耗的激光器低温加热装置，其特征在于，还包括配置在主板(7)上的温度传感器，所述温度传感器与mcu电连接。

3.如权利要求1所述的可控功耗的激光器低温加热装置，其特征在于，所述供电电源为dc-dc电源。

4.如权利要求1所述的可控功耗的激光器低温加热装置，其特征在于，所述加热层(4)经叠层工艺与fpc软板(1)一体成型。

5.如权利要求1所述的可控功耗的激光器低温加热装置，其特征在于，所述加热层(4)的厚度约为fpc软板(1)的二分之一。

6.如权利要求1所述的可控功耗的激光器低温加热装置，其特征在于，所述加热层(4)与fpc软板(1)上开设有匹配同轴激光器(5)引脚的过孔(8)。

7.如权利要求1至6任一项所述的可控功耗的激光器低温加热装置，其特征在于，所述加热层(4)在与同轴激光器(5)管座(6)面接触的一侧蚀刻有蛇形阻抗线。

8.如权利要求7所述的可控功耗的激光器低温加热装置，其特征在于，所述蛇形阻抗线经fpc软板(1)内部走线连接至第一电极(2)与第二电极(3)。

9.一种光模块，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的可控功耗的激光器低温加热装置。

10.如权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述mcu与金手指连接，所述金手指的输入侧连接至光模块发射器，所述光模块发射器包括顺次连接的发射时钟数据恢复单元、激光器驱动电路、发端fpc软板(1)以及所述同轴激光器(5)，所述发射时钟数据恢复单元的输入端与金手指连接；

技术总结
本技术涉及光通信技术领域，具体涉及一种可控功耗的激光器低温加热装置及光模块，包括配置于FPC软板第一端的第一电极与第二电极，及配置于FPC软板第二端，并与第一电极和第二电极电连接的加热层，加热层与同轴激光器的管座面接触；FPC软板的第一端连接于主板上供电电源，供电电源连接于主板上MCU的PWM信号输出端。本技术通过将FPC软板加热层与同轴激光器管座面接触，可在低温下维持激光器工作在适当温度范围，保证加热的效率、稳定性和可靠性，通过可调占空比PWM控制供电电源，可在允许功耗范围内，灵活可控地对激光器低温加热，实现加热功耗可控，且PWM脉冲控制响应速度快，可以实现加热功耗的灵活控制。

技术研发人员：周涛,沈洋西,黄晓雷,李双生,赵志辉,王博
受保护的技术使用者：成都新易盛通信技术股份有限公司
技术研发日：20240703
技术公布日：2025/4/6