[发明专利]激光收发器件及其制造方法和提高其温度运作范围的方法

权利要求书

1.一种激光收发器件，其特征在于，包括微处理器、激光二极管、加热控制器、发射器光学组件和接收器光学组件；所述的光学组件通过加热器与激光二极管集成一起；利用外置在电路板上的温度监控传感器检测温度，或利用微处理器中的温度传感器来检测模块温度而不需要外置的温度传感器，或利用监测激光器的运作状态比如偏置电流和输出功率来检测激光器的工作温度而不需要外置的温度传感器；

微处理器在软件的控制下控制和监测发射端和接收端的性能状态指标包括模块的温度、电压、激光器的偏流、调制、发射功率和接收功率；并在软件的控制下监测模块温度并控制发射器件内置的加热器；

控制软件用来控制和监测发射端和接收端的性能状态指标包括模块的温度、电压、激光器的偏流、调、发射功率和接收功率；并在软件的控制下监测模块温度并控制发射器件内置的加热器；

控制电路用来控制微处理器，激光驱动器，激光发射组件，激光接收组件，以及用来控制激光器的温度；

激光器的驱动器用来驱动和调制激光发射器，把高速电信号转化成光信号发射出去；

光学接收器组件和限幅放大器用来接收输入的光信号，转化成电信号，并进行限幅放大。

2.根据权利要求1所述的激光收发器件，其特征在于，所述加热器为加热电阻，与高速激光二极管集成封装成发射器件来提高发射器件的工作温度。

3.根据权利要求1所述的激光收发器件，其特征在于，利用外置温度传感器监测光学收发模块的温度。

4.根据权利要求1所述的激光收发器件，其特征在于，利用检测激光器的工作状态，如偏置电流和输出功率来决定激光器的工作温度。

5.根据权利要求1所述的激光收发器件，其特征在于，利用检测到的温度，加热控制电路和软件来控制具有所述光发射器件的工作温度的光收发一体化模块。

6.一种权利要求1所述激光收发器件的制造方法，其特征在于，该方法包括：

A、将一个如薄膜电阻或小尺寸电阻作为加热器与高速激光二极管一起封装集成在诸如TO-CAN的发射器组件TOSA中；

B、在所述TOSA的外部用一根软性印刷电路板FPC将TOSA中激光二极管LD、光探测器二极管PD与加热器的引脚连接到诸如小型可插拔收发器SFP+的激光收发模块的电路板上；并将温度监控传感器集成在诸如SFP＋的电路板上来监测激光收发模块的运作温度；通过检测其偏置电流和输出功率来计算激光器的运作温度。

7.一种权利要求1所述激光收发器件的温度控制方法，其特征在于，使用热控制电路和软件控制激光收发模块上的发射器组件TOSA控制加热器开启或停止，如果检测到的温度低于设定的阈值，软件将启动控制电路并给加热器供电加热激光二极管；如果检测的温度高于设定的阈值，软件将关断控制电路停止加热激光二极管。

8.一种提高权利要求1所述激光收发器件的温度运作范围的方法，其特征在于，包括：

a、利用加热器与激光二极管集成一起的光发射组件TOSA，集成在同轴TO-CAN中制成低成本的TOSA加热激光二极管；

b、利用外置在电路板上的温度监控传感器检测温度，或利用监测激光器的运作状态比如偏置电流和输出功率来检测激光器的工作温度；

c、微处理器在软件的控制下监测模块温度并根据检测到的温度和预先设定的温度阈值来控制发射器件内置的加热器；

d、控制软件用来监测模块温度T并与预先设定的温度阈值T₀比较来决定开启或关闭发射器件内置的加热器。

9.根据权利要求8所述激光收发器件的温度运作范围的方法，其特征在于，如果检测到的温度T高于预先设定的温度阈值T₀，软件将关闭给加热器供电并延迟t₁秒再检测模块的温度；如果检测到的温度T低于预先设定的温度阈值T₀，软件将开启给加热器供电加热发射器件，并延迟t₀秒再检测模块的温度T；并与温度阈值T₀加上温度偏移量ΔT比较；如果T <T₀+ΔT，继续给加热器供电加热发射器件；如果T >T₀+ΔT，软件将关闭给加热器供电并延迟t₁秒再检测模块的温度。

10.根据权利要求9所述激光收发器件的温度运作范围的方法，其特征在于，利用检测激光驱动器的偏置电流和输出功率来控制激光二极管的温度的过程，具体为：如果检测到的LD偏置电流I_bias高于预先设定的偏置电流阈值I_bias0，软件将将关闭给加热器供电停止加热发射器件；如果检测到的LD偏置电流I_bias低于预先设定的偏置电流阈值I_bias0，软件将开启给加热器供电加热发射器件，并延迟t₀秒，执行自动功率控制环路，再检测激光器的偏置电流I_biasN；并与预先设定的偏置电流阈值I_bias0加上迟滞偏置电流量ΔI相比较；如果I_biasN <I_bias0+ΔI，继续延迟t₀秒，执行自动功率控制环路，给加热器供电加热发射器件；如果I_biasN> I_bias0+ΔI，软件将关闭给加热器供电并延迟t₁秒, 执行自动功率控制环路,再检测LD 的偏置电流。