- 文献综述（或调研报告）：
100G光模块目前已广泛应用于电信运营商的基础网络建设中，CFP/CFP2/CFP4系列100G光模块如今被广泛应用，并且有明确的标准规范，标准中模块尺寸、构造、工作原理、功率、热阻、引脚等均有定义。CFP/CFP2/CFP4在宽度上比例大致为4:2:1，尺寸分别为145*82*13.6mm、107.5*41.5*12.4mm、91*21.5*9.5mm，功率分别为8-32W、3-12W和1.5-6W。400G光模块尚未大规模投入使用，CDFP光模块的尺寸、功率等参数也有明确标准，CDFP有两种格式，style1尺寸为120*30*16.63mm，style2/3尺寸为135*30*16.63mm，功率为6-12W。CFP/CFP2/CFP4和CDFP在构造上相似，热输出部件主要为TOSA和ROSA。通过标准中尺寸等参数可以进行建模，对模型赋予功率热阻后可以进行仿真，得到模块内部温度分布，根据结果对模型进行优化设计。
影响散热效率的主要因素有放热功率，热阻、框架材料以及模块内部布局。热输出部件主要为TOSA和ROSA，其他部件也有一定的散热功率，需要对模块总功率分配到各个部件中。由于各个部件都是热源，所以模块内部布局会影响散热，将功率高的部件放在通风口上游，各部件之间保持一定间距等措施可以改善散热。热阻主要是由于放热部件与散热装置之间接触空隙产生的，热阻越大散热越困难。散热材料的热导率是影响散热的另一个因素，热导率远大越有利于散热。
热设计有许多可以考虑的方面。引入散热片，散热片热导率高，与空气接触面积大，能够将模块中产生的热量更快地散发到空气中，但散热片与模块外壳间会产生热阻，将热阻控制在一定范围内才能体现散热片的作用，同时可以增加残热片长度、优化散热片结构能提高散热片的散热性能；引入气流，类似电脑风扇散热的原理，气流可以快速将热量带到模块之外，从前到后的气流方向能够使空气进入模块直接接触发热部件后流出，能最大化散热效率，气流流速越快，散热效果越好，此外气流方向对散热效果也有很大影响，从散热器前方向后吹能最大化散热效率；在引入气流后引入挡板，控制气流流向，使气流尽量流经发热部件而忽略不发热部分，强化气流的散热效果；引入热管散热，热管是当前许多电子设备应用的散热手段，类似于冰箱的热量转移原理热管具有很高的散热效率，但会引入额外功耗，应用范围有限，可以作为优化手段之一考虑，将来比较有前途的一种应用于光模块的热管是uTEC，将微型管道嵌入芯片，由控制器控制管道中散热剂的流速和流向，不占用模块内部空间，散热效果明显且可以精确控制温度。
当前互联网的飞速发展对数据传输的需求越来愈大，为了满足民众对网络通信日益增加的需求，光传输器件生产需要在速度、尺寸、成本等方面取得突破、这就意味着器件和组件的集成对于之后数代高效可扩展通信器件是至关重要的。所需要的集成水平对硬件设计有重要影响，但是更具严峻的挑战是热设计方面。热的挑战随着集成水平的提高而提高，因为设计师要将更多的功能集成到有限的空间里。将如此多的功能（器件和组件等）集成到更小的空间里会提高热密度，这就需要开发新的热设计方案。
当前最先进的热设计方案也存在很多问题，为精确控制激光器阵列温度而加入了宏观热电冷却器（TEC）、用于调节激光器的电阻加热元件、大量通过介质与空气接触的散热片，这些都增加了整体热阻和热负载。当前PIC设计方法效率低，而效率低限制了集成光学的规模。如果集成是关键，那么可扩展、高效的热设计方案就是必要的。一下几点限制尤其要强调：光学器件热设计的限制、为降低激光器工作温度而使用低效率热电加热器、大规模使用低效率热电模块，消耗大量的空间和功率、封装内外均使用空气冷却。热集成光学系统（TIPS）是一种有前途的改进方向，其原理是利用集成热设计方案来使组件密度比当前高，目标是开发硅光子学的全部潜能，将光电功能合并。TIPS首先通过引入改进固态热性能的材料来改善有源光学器件的热设计，比如激光器。然后提供一种更高效的方法控制温度，移除了TEC、电阻加热器，引入用于冷却/温度控制的一体化微型TEC（mu;TEC）。第三步，引入用于冷却mu;TEC（和其他芯片级别组件）热侧的微通道（mu;Channels），以最小的热阻将从Si PIC到封装支架的热负载都转移到空气中。最后，由于光学器件是嵌入到封装中，而封装是在系统中，所以方法是在考虑整个热链的基础上的。最终，TIPS汇集一系列热管理领域的最佳做法，提供一个源到接收器的解决方案，兼具高集成度，高通信性能和功耗低的优点。
热量的传递有导热，对流及辐射三种方式。
纯导热遵循导热基本定律（傅里叶定律）
Phi;为单位时间内通过给定面积的热量，k为材料的导热系数，A为垂直于导热方向的截面积，-表示热量传递方向与温度梯度方向相反。
热对流过程遵循牛顿冷却方程
he为换热系数，表示单位面积温差为1℃时所传递的热量（W/(m2. ℃)）,A为固体壁面换热面积，tf为流体温度，tw为固体壁面温度
