[实用新型]一种温度自动调节的硅光芯片

说明书

本实用新型公开了一种温度自动调节的硅光芯片，硅光芯片内部集成有加热器和温度传感器，温度传感器用于感知硅光芯片的温度，温度传感器感知的温度越高则通过加热器的电流越小。硅光芯片温度自动调节，避免了外部MCU的数字通信，节省了元器件成本，简化了控制流程。同时本实用新型的硅光芯片加热器加热效率较高，温度变化较为平稳。

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，尤其是指一种温度自动调节的硅光芯片。

背景技术

随着5G无线通信的到来，人们对信息容量、速度及成本上的要求越来越迫切，硅基光电子学凭借其高度集成性发展迅速，成为光通信领域的研究热点和关键技术，未来硅光子有望在100G及更高速率以太网领域扮演重要角色。目前，用于光通信领域光发射和接收器件种类多、价格昂贵，并且随着传输速率的提高，光器件成本所占的比例将会大大提升，必将制约其大规模应用。硅光平台的集成整合将会大大降低光器件的成本和工艺实现难度。但是，由于硅材料的热光系数较大，温度敏感性强，导致其光学性能受温度影响明显，因此在器件设计上必须加以克服。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中硅光芯片的温度敏感性强，其光学性能容易受到温度影响，导致工作效率降低的缺点，提供一种温度自动调节的硅光芯片。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现：

一种温度自动调节的硅光芯片，硅光芯片内部集成有加热器和温度传感器，温度传感器用于感知硅光芯片的温度，温度传感器感知的温度越高则通过加热器的电流越小。硅光芯片需要工作在一定的温度范围内，温度过高或过低都会影响使用性能，因此需要设计一个能自动调节温度的硅光芯片。

作为一种优选方案，温度传感器一端连接电源，温度传感器的另一端同时连接分压电阻的一端和加热器的一端，分压电阻的另一端接地，加热器的另一端接地。传统的硅光芯片，温度调节结构包括温度传感器、分压电阻、模数转换器、加热器和微控制器，温度降低后，温度传感器分压降低，分压电阻分压升高，该电压经过模数转换器后，经微控制器程序运算，判定是提高加热功率还是降低加热功率，然后驱动电流对加热器加热；反之，温度升高后，温度传感器分压升高，分压电阻分压降低，该电压经过模数转换器后，经微控制器程序运算，判定是提高加热功率还是降低加热功率，然后驱动电流对加热器加热。而本方案中, 温度降低后，温度传感器分压降低，分压电阻分压升高，导致加热器电流增大，提高加热功率；反之，温度升高后，温度传感器分压升高，分压电阻分压降低，导致加热器电流减小，降低加热功率。相比起现有技术，硅光芯片温度自动调节，避免了外部MCU的数字通信，节省了元器件成本，简化了控制流程。

作为一种优选方案，在加热器和温度传感器之间设有热膨胀材料，热膨胀材料用于调整加热器和温度传感器之间的距离。由于硅光芯片体积较小，而加热器加热时会产生热量，影响温度传感器对温度的正常判断，因此，在加热器加热过程中，温度升高，热膨胀材料膨胀，使加热器和温度传感器距离变远，温度传感器相比未加入热膨胀材料时感知的温度降低，使加热器加热的功率变大，加热的时间变长，使整体的温度变化更为平稳，当温度降低时同理。相比起未加入热膨胀材料时，温度传感器感知的温度变化较为明显，导致加热的功率不稳定，加入热膨胀材料时，加热的功率较为稳定，使硅光芯片更有工作效率。

作为一种优选方案，热膨胀材料的表面外包裹有绝缘材料。

作为一种优选方案，热膨胀材料是热塑性化学品。

一种温度自动调节的硅光芯片的调节方法，基于一种温度自动调节的硅光芯片，包括以下步骤：

步骤1，硅光芯片开始工作，温度传感器感知硅光芯片的温度；

步骤2，温度传感器感知硅光芯片的温度增加，则温度传感器分压升高，分压电阻分压降低，导致加热器电流减少，降低加热功率；温度传感器感知硅光芯片的温度降低，则温度传感器分压降低，分压电阻分压升高，导致加热器电流增加，提高加热功率。