用于多路集成ROF射频光纤传输发射模块的温度控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于多路集成ROF射频光纤传输发射模块的温度控制装置，该装置包括第一级半导体致冷器、第二级半导体致冷器和金属热沉，所述多路集成ROF射频光纤传输发射模块包括激光器部件和外壳，所述第一级半导体致冷器设在激光器部件内，所述金属热沉设在激光器部件下方，所述第二级半导体致冷器设在金属热沉下方，第二级半导体致冷器的热面与外壳粘接、冷面紧贴金属热沉。本实用新型专利技术使用了两级半导体致冷，可以更好的实现激光器温度稳定，从而实现激光器发射波长的稳定输出。

Temperature control device for multi-channel integrated ROF RF optical fiber transmission and transmission module

The utility model provides a temperature control device for integrated multiplex ROF RF optical transmission transmitter module, the device includes a first semiconductor cooler, second stage semiconductor cooler and the metal heat sink, the integrated multiplex ROF RF optical transmission module includes a laser emitting component and a shell, wherein the first level semiconductor cooler in laser components, the metal heat sink in the laser part below the second stage semiconductor cooler in the metal heat sink below the heating surface and shell bonding, second stage cold thermoelectric cooler to metal heat sink. The utility model uses two stage semiconductor refrigeration, which can better realize the laser temperature stability and achieve the stable output of the laser emission wavelength.

【技术实现步骤摘要】
用于多路集成ROF射频光纤传输发射模块的温度控制装置
本技术涉及温度控制领域，尤其是涉及一种用于多路集成ROF射频光纤传输发射模块的温度控制装置。
技术介绍
当前已有射频微波ROF发送模块，通常是采用的一路射频信号输入调制到一路光纤中发射传输，其所使用的激光器通常是DFB激光器，工作温度范围一般是-40℃～70℃，甚至更大范围的-55℃～70℃。为保证激光器发射波长满足应用在多路集成下合波器的波长窗口要求，一般要对激光器芯片工作温度进行调节，使其工作在一定的温度条件下，使得发射输出的波长达到要求的工作波长。为使得激光器能够获得较理想的工作环境温度，通常是采用半导体致冷器来为激光器工作提供稳定的温度环境。在一些工业环境下，要求工作温度低到-40℃甚至更低到-55℃，而为保证激光器发射波长稳定并达到多路应用合波传输下合波器窗口波长的技术指标要求，要求激光器内部激光器芯片工作环境温度维持在+50℃左右，这样对半导体致冷器的工作温度范围带来了严酷的要求。而当前业界通常使用的半导体致冷器，其冷、热面工作温度差一般最大在70度左右，这样就对宽温度范围要求下，如何实现半导体致冷器的可靠工作带来了问题，通常使用的一级半导体致冷器温度控制装置不能满足这样宽温度范围下的温度稳定要求。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种用于多路集成ROF射频光纤传输发射模块的温度控制装置，解决现有射频微波ROF发送模块不能满足-55℃～70℃这样宽温度范围下的温度稳定控制的问题。本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种用于多路集成ROF射频光纤传输发射模块的温度控制装置，该装置包括第一级半导体致冷器、第二级半导体致冷器和金属热沉，所述多路集成ROF射频光纤传输发射模块包括激光器部件和外壳，所述第一级半导体致冷器设在激光器部件内，所述金属热沉设在激光器部件下方，所述第二级半导体致冷器设在金属热沉下方，第二级半导体致冷器的热面与外壳粘接、冷面紧贴金属热沉优选的，所述激光器部件设有四只，每两只激光器部件内的第一级半导体致冷器串联后由一个温控驱动电路控制，第二级半导体致冷器由一个温控驱动电路控制。优选的，所述激光器部件包括产生发射激光波长的激光器芯片、激光器背光输出检测芯片、热敏电阻、第一级半导体制冷器、信号连接子载体和光学透镜组件。与现有技术相比，本技术使用了两级半导体致冷，可以更好的实现激光器温度稳定，从而实现激光器发射波长的稳定输出。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例本技术采用两级半导体致冷器方案，其中第一级半导体致冷器分别安装在四个独立的激光器部件内，第二级半导体致冷器放置在路集成ROF射频光纤传输发射模块的整机中。为减少电路器件数量满足较小空间的安装要求，本专利技术方案将第一级半导体致冷器进行了串联使用，第二级的半导体制冷器使用单独的驱动控制电路，这样使用了三个独立的半导体致冷器驱动电路。具体的，本技术提供一种用于多路集成ROF射频光纤传输发射模块的温度控制装置，如图1所示，该装置包括第一级半导体致冷器、第二级半导体致冷器5和金属热沉4。多路集成ROF射频光纤传输发射模块包括激光器部件1和外壳。第一级半导体致冷器设在激光器部件1内，金属热沉4设在激光器部件1下方，第二级半导体致冷器5设在金属热沉4下方，第二级半导体致冷器5的热面与外壳粘接、冷面紧贴金属热沉。激光器部件1设有四只，从左数第一、第二只激光器部件内的第一级半导体致冷器通过线路2串联后，由外接的一个温控驱动电路进行驱动控制，温控电路的温度传感取自第二只激光器部件中；从左数第三、第四只激光器部件内的第一级半导体致冷器通过线路3串联后，由外接的一个温控驱动电路进行驱动控制，温控电路的温度传感取自第三路激光器中。第二级半导体致冷器使用一个温控驱动电路进行驱动控制，温控电路的温度传感取自四只激光器中的第一或者第四只中的温度传感器。激光器部件1，采用通用的激光器发射部件，为密封结构，主要包括产生发射激光波长的激光器芯片、激光器背光输出检测芯片、热敏电阻、第一级半导体制冷器、信号连接子载体、光学透镜组件等部件构成。本方案使用了两级半导体致冷，第一级在激光器内部进行温度控制，当环境温度升高超过激光器设置的工作点温度，例如50℃时，第一级半导体致冷器根据温度传感控制，对放置激光器芯片的面进行制冷(冷面)，将激光器工作产生的热量快速传导到半导体致冷器的另一面(热面)，热面与激光器管壳相连将热量传导到管壳上，管壳与模块中的热沉连接，将热传导到热沉上。金属热沉相当于一个散热片，这时一方面通过辐射散热，另一方面热沉下面又放置有第二级半导体致冷器，这时也根据激光器中的温度传感控制，对第二级半导体致冷器进行制冷，其冷面与金属热沉接触将金属热沉上的热量传导到第二级半导体致冷器的另一面(热面)，加快热沉上热量的导出，这时第二级半导体致冷器的热面连接ROF模块的外壳上，通过外壳及与外壳连接的机架导轨等，可实现热量快速传导和散发出去，使得激光器工作温度尽快降低和稳定在设置的工作温度点上；由于工作点温度较高(例如50℃)，当最大温度达到70℃下时，半导体致冷器会通过驱动电路加大驱动电流增大制冷功率，但其冷、热面温差不会达到超过其70度的最大值，因而高温下只要激光器工作点温度设置合理，通常不会有问题。当环境温度下降时，温度低于激光器设置的工作点温度(例如50℃)时，这时半导体致冷器在驱动电路驱动下改变电流流动方向，改为制热过程，第一级半导体致冷器一是通过对连接管壳的面(冷面)制冷将热量传导到放置激光器的面(热面)对激光器进行加热，二是通过电流流过对热面进行直接加热，使激光器工作温度上升。第二级半导体致冷器也根据激光器中温度传感器控制，也在驱动电路驱动下改变电流流动方向进行制热过程，一是将连接ROF模块壳体的面(冷面)制冷将热量传导到与热沉连接的面(热面)上提升热沉的温度，同时通过电流流动直接对热面加热，在低温与激光器工作点温度差距不大下，这种制热过程很快就能达到激光器工作温度要求，保持激光器发射波长稳定，但当低温降低到-30℃甚至更低时，这时环境温度与工作点温度(例如50℃)超过70度，如果只使用一级半导体致冷器，这时即使加大驱动电流到致冷器的最大功率下，由于冷热面温差指标不能超过70度，导致激光器连接的热面温度不能继续稳定，只能跟随着环境温度下降而降低，将使得激光器发射波长漂移；这时使用两级半导体致冷器就体现出好的效果了，首先第二级半导体致冷器先对热沉进行了加热，使热沉温度提升，即相当于与ROF管壳直接相连的环境温度进行了一定隔离，而激光器中的第一级半导体致冷器这时经第二级半导体致冷器制热后，在连接热沉的管壳与激光器内部温差就不会那么大，使得激光器中的第一级半导体致冷器的冷热面温差缩小不会超过70度，因而就可以实现连接激光器的面通过温控电路实现温度稳定，从而实现激光器发射波长的稳定输出。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，应当指出的是，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多路集成ROF射频光纤传输发射模块的温度控制装置，其特征在于，该装置包括第一级半导体致冷器、第二级半导体致冷器和金属热沉，所述多路集成ROF射频光纤传输发射模块包括激光器部件和外壳，所述第一级半导体致冷器设在激光器部件内，所述金属热沉设在激光器部件下方，所述第二级半导体致冷器设在金属热沉下方，第二级半导体致冷器的热面与外壳粘接、冷面紧贴金属热沉。

【技术特征摘要】
1.一种用于多路集成ROF射频光纤传输发射模块的温度控制装置，其特征在于，该装置包括第一级半导体致冷器、第二级半导体致冷器和金属热沉，所述多路集成ROF射频光纤传输发射模块包括激光器部件和外壳，所述第一级半导体致冷器设在激光器部件内，所述金属热沉设在激光器部件下方，所述第二级半导体致冷器设在金属热沉下方，第二级半导体致冷器的热面与外壳粘接、冷面紧贴金属热沉。2.根据权利要求1所述的一种用于多路集成ROF...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲剑，解军，杨雷，
申请(专利权)人：成都成电光信科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51