【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光通信，具体涉及集单端焊接fpc与驱动的高速光发射系统及控制方法。
技术介绍
1、近年来，随着5g技术的成熟，商用的逐步推进，基站的建设将带来海量光发射器件的需求。光发射器件是光传输网络中对信号进行光/电转换、传输的功能器件，是光传输系统的重要组成部分。常规光发射器件的芯片会使用金丝键合到焊盘或金属管脚上，焊盘或金属管脚通过焊锡和fpc连接，制作工艺步骤多。常规光发射器件会将驱动芯片放置在光器件外部，激光器也需要把正负极引到光器件外，通过外加电源控制激光器出光，造成了常规光发射器件集成度不高、fpc阻抗和金属焊盘阻抗不匹配的情况。
2、随着光通信速率越来越高，焊盘或金属管脚通过焊锡和fpc连接的阻抗不连续影响了高频信号质量，以及降低驱动芯片和半导体激光器的运行带宽的问题越来越突出，严重影响了高速光发射器件的性能。其次，常规的光发射器件的驱动芯片通常放置在器件外部，通过pcb走线、焊锡焊接以及金丝键合才能与激光器形成连接；而且激光器正负极也需要引出，外部需单独加电控制；在传统的光器件中连续工作的激光器很容易受到温度影响，导致输出功率不稳定，进而导致加载到光上面信号不稳定，尤其对速率大于25g的光发射器件的应用造成了严重影响；且激光器的失效趋势也不容易在第一时间被发现。这种设计使得光发射器件工作在25g速率以上时，激光器和驱动芯片的阻抗匹配非常差，从而导致光发射器件的性能非常差，并且制作工艺容错率低，对制作工艺要求精度高。
3、如图1所示，未集成驱动芯片的光发射器件所涉及的元件主要包括激光器、管
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供集单端焊接fpc与驱动的高速光发射系统及控制方法，旨在解决上述的问题。本专利技术通过控制方法实现了激光器老化预警，具有较好的实用性。
2、本专利技术主要通过以下技术方案实现：
3、集单端焊接fpc与驱动的高速光发射系统，包括管壳、fpc、激光器、内置驱动器和fpc焊盘；所述fpc的前端为硬板结构，且后端为软板结构，所述fpc的前端伸入管壳并设置有fpc焊盘，所述内置驱动器分别相邻fpc焊盘、激光器设置，且内置驱动器分别与fpc焊盘、激光器金丝键合连接。进一步地，在本专利技术中，激光器可以放置在fpc上或者不放置在fpc上，视具体方案而定，故不再赘述。所述激光器对应配套有透镜隔离器、光纤适配器，且其均为现有技术，故不再赘述。
4、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述内置驱动器通过导电胶直接粘贴在fpc的前端硬板的金属化图形上，以实现内置驱动器底部的gnd和fpc的前端硬板金属化图形的gnd直接连接。
5、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述fpc焊盘与激光器之间设置有内置驱动器。
6、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述内置驱动器内置有apc控制电路、数字接口和重置单元，所述apc控制电路用于使连续工作的激光器出光更加稳定；所述数字接口用于读取激光器电流、记录反馈电流数值，实时监控激光器电流情况，及时发现激光器电流异常；所述重置单元用于实现在不关闭电源情况下，重新启动内置驱动器，减少由于内置驱动器忽然关断对激光器造成的不可逆的损伤。
7、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述系统还包括激光器老化预警模块，用于基于算法模拟对比发现激光器失效问题。
8、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述系统还包括光电探测器mpd，所述内置驱动器包括通信电路、高频相关控制电路、自动电压控制电路、mpd记录器和模拟调节反馈电路，所述高频相关控制电路用于对光进行相位、频率调制；所述自动电压控制电路用于控制激光器的电压，从而可以调节激光器电流；所述mpd记录器用于记录mpd检测值；所述模拟调节反馈电路用于确定激光器的阈值电流ith；所述高频相关控制电路、自动电压控制电路、mpd记录器和模拟调节反馈电路分别通过通信电路和光电探测器mpd与激光器连接，所述光电探测器mpd与激光器连接。
9、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述系统还包括外接调制器，所述外接调制器分别与激光器和内置驱动器连接；所述外接调制器为微环调制器或马赫曾德调制器。如图6所示，或者直接驱动dml、eml激光器。
10、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述内置驱动器还集成有mpd监控反馈单元和驱动均衡器，所述驱动均衡器用于根据不同频率的信号，对调制的光信号进行补偿；所述mpd监控反馈单元用于根据光电探测器mpd监控的激光器的出光情况自动调控连续发光的激光器，使激光器的出光功率一致、稳定。优选地，所述内置驱动器还集成有加热器控制器，通过控制硅基pic的加热器，对耦合入硅基pic的光进行温度升降变化，从而对光进行相位、频率等调制。
11、本专利技术主要通过以下技术方案实现：
12、集单端焊接fpc与驱动的高速光发射系统的控制方法，采用上述的高速光发射系统进行，包括以下步骤：
13、步骤s1：改变激光器的电压vmod值，记录激光器发光输出导致的光电探测器mpd值、激光器电流idd值的数值变化信息；通过内置驱动器确定激光器的阈值电流ith；
14、步骤s2：在正常工作时，内置驱动器给激光器一个固定电压值vmod，激光器对应产生一个电流值idd和一个光电探测器mpd值，当vmod、idd、光电探测器mpd的值任一项出现异常时，通过通信电路反馈异常，并通过自动电压控制电路调节激光器电压vmod，使光电探测器mpd的值和idd趋近于固定的初始值；
15、步骤s3：每调节激光器的电压vmod值一次，记录一次激光器发光输出导致的光电探测器mpd值、激光器电流idd值的数值变化信息，当记录次数超过设定阈值时，直接启动自动电压调节，再次计算激光器的ith值，并与ith初始值进行对比，通过两者差值的绝对值除以ith初始值的百分比评估激光器的老化状况。优选地，记录次数的设定阈值可以设置为三次。
16、为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤s1中，确定激光器的阈值电流ith包括以下步骤：
17、步骤s11：内置驱动器直接给激光器和光电探测器mpd供电；
18、步骤s12：通过调节激光器两端电压vmod值，在vmod=0.7v-2.5v范围内每隔0.1调节一个vmod值，不同vmod值对应不同的idd值；
19、步骤s13：不同idd值对应不同的激光器发光功率，当激光器电流超过阈值时，则反馈给内置驱动器，关闭激光器供电；
【技术保护点】
1.集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统，其特征在于，包括管壳（1）、FPC（2）、激光器（3）、内置驱动器（4）和FPC焊盘（5）；所述FPC（2）的前端为硬板结构，且后端为软板结构，所述FPC（2）的前端伸入管壳（1）并设置有FPC焊盘（5），所述内置驱动器（4）分别相邻FPC焊盘（5）、激光器（3）设置，且内置驱动器（4）分别与FPC焊盘（5）、激光器（3）金丝键合连接。
2.根据权利要求1所述的集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述内置驱动器（4）通过导电胶直接粘贴在FPC（2）的前端硬板的金属化图形上，以实现内置驱动器（4）底部的gnd和FPC（2）的前端硬板金属化图形的gnd直接连接。
3.根据权利要求1所述的集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述FPC焊盘（5）与激光器（3）之间设置有内置驱动器（4）。
4.根据权利要求1所述的集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述内置驱动器（4）内置有APC控制电路、数字接口和重置单元，所述APC控制电路用于使连续工作的激光器（3）出光更加
5.根据权利要求1所述的集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述系统还包括激光器（3）老化预警模块，用于基于算法模拟对比发现激光器（3）失效问题。
6.根据权利要求1-5任一项所述的集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述系统还包括光电探测器MPD，所述内置驱动器（4）包括通信电路、高频相关控制电路、自动电压控制电路、MPD记录器和模拟调节反馈电路，所述高频相关控制电路用于对光进行相位、频率调制；所述自动电压控制电路用于控制激光器（3）的电压，从而可以调节激光器（3）电流；所述MPD记录器用于记录MPD检测值；所述模拟调节反馈电路用于确定激光器（3）的阈值电流ITH；所述高频相关控制电路、自动电压控制电路、MPD记录器和模拟调节反馈电路分别通过通信电路和光电探测器MPD与激光器（3）连接，所述光电探测器MPD与激光器（3）连接。
7.根据权利要求6所述的集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述系统还包括外接调制器，所述外接调制器分别与激光器（3）和内置驱动器（4）连接；所述外接调制器为微环调制器或马赫曾德调制器。
8.根据权利要求6所述的集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述内置驱动器（4）还集成有MPD监控反馈单元和驱动均衡器，所述驱动均衡器用于根据不同频率的信号，对调制的光信号进行补偿；所述MPD监控反馈单元用于根据光电探测器MPD监控的激光器（3）的出光情况自动调控连续发光的激光器（3），使激光器（3）的出光功率一致、稳定。
9.集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统的控制方法，采用权利要求6-8任一项所述的高速光发射系统进行，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的集单端焊接FPC与驱动的高速光发射系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，确定激光器（3）的阈值电流ITH包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.集单端焊接fpc与驱动的高速光发射系统，其特征在于，包括管壳（1）、fpc（2）、激光器（3）、内置驱动器（4）和fpc焊盘（5）；所述fpc（2）的前端为硬板结构，且后端为软板结构，所述fpc（2）的前端伸入管壳（1）并设置有fpc焊盘（5），所述内置驱动器（4）分别相邻fpc焊盘（5）、激光器（3）设置，且内置驱动器（4）分别与fpc焊盘（5）、激光器（3）金丝键合连接。
2.根据权利要求1所述的集单端焊接fpc与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述内置驱动器（4）通过导电胶直接粘贴在fpc（2）的前端硬板的金属化图形上，以实现内置驱动器（4）底部的gnd和fpc（2）的前端硬板金属化图形的gnd直接连接。
3.根据权利要求1所述的集单端焊接fpc与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述fpc焊盘（5）与激光器（3）之间设置有内置驱动器（4）。
4.根据权利要求1所述的集单端焊接fpc与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述内置驱动器（4）内置有apc控制电路、数字接口和重置单元，所述apc控制电路用于使连续工作的激光器（3）出光更加稳定；所述数字接口用于读取激光器（3）电流、记录反馈电流数值，实时监控激光器（3）电流情况，及时发现激光器（3）电流异常；所述重置单元用于实现在不关闭电源情况下，重新启动内置驱动器（4）减少由于内置驱动器（4）忽然关断对激光器（3）造成的不可逆的损伤。
5.根据权利要求1所述的集单端焊接fpc与驱动的高速光发射系统，其特征在于，所述系统还包括激光器（3）老化预警模块，用于基于算法模拟对比发现激光器（3）失效问题。
6.根据权利要求1-5任...
【专利技术属性】
技术研发人员：维卡斯·马楠，杜明，杨仪丰，
申请(专利权)人：成都英思嘉半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。