一種直接調制激光器制造技術

本發明專利技術公開了一種直接調制激光器，包括TO管座、TO管帽、熱電制冷器、激光芯片熱沉、激光器芯片、背光監控芯片、探測芯片熱沉和基板。本發明專利技術還公布了該裝置的制作方法。本產品將熱電制冷器封裝于內部，該熱電制冷器低功耗且溫度穩定，且其能對該激光器的溫度進行精準控制，由此有效抑制啁啾，實現了DFB激光器的波分復用；本產品采用了同軸封裝，體積小，成本低，可大量應用在長途干線網絡中；本產品中激光器芯片發出的光直接通過自匯聚透鏡發出，管帽外面不需要增加二次透鏡，可直接應用在TOSA，PON??TO?上面；以往的TO采用全反片把光路折射上去，實現光路的向上發射，本產品采用垂直貼裝方式，省去全反玻片，可以降低成本。

A direct modulation laser

The invention discloses a directly modulated laser, including the TO TO tube, pipe cap, thermoelectric cooler, heat sink, laser laser chip, backlight monitoring chip, detection chip and heat sink substrate. The invention also discloses the manufacturing method of the device. This product will be encapsulated in the interior of the thermoelectric cooler, the thermoelectric refrigerator with low power consumption and stable temperature, and it can accurately control the temperature of the laser, thus effectively suppress the chirp, realize DFB laser wavelength division multiplexing; this product uses a coaxial package, small volume, low cost, can be used in long haul network in a laser chip; the product of light emitted from a sink directly through the lens cap outside does not need to increase the two lens, can be directly used in TOSA, PON TO above; previous TO using all trans slice optical refraction, the light path to launch, using this product the vertical mount, eliminating all anti slide, the cost can be reduced.

【技術實現步驟摘要】
一種直接調制激光器
本專利技術涉及一種光通信器件，具體是一種直接調制激光器。
技術介紹
半導體激光器是光纖通信中的光源器件，具有電光直接轉換、響應速度快、體積小、壽命長等特點。半導體激光器信號的調制方式主要有直接調制激光器（DFB激光器）和外調制激光器（EML激光器）兩種。直接調制激光器是指通過改變輸入電流來調制激光器的輸出。直接調制激光器（DFB激光器）由于具有動態單模、響應速度快的特點，已經成為光纖通信中的主要光源；但其調制電流會引起有源層折射率的變化，導致光的相位受到調制，從而使工作頻率展寬；且目前大部分DFB激光器都沒有進行溫度控制，產生啁啾(Chirp)效應，難以實現波分復用達到長距傳輸。部分DFB激光器封裝成受溫度控制激光器，但局限于殼體封裝，成本比較高。此外，EA激光器傳輸性能更優于DFB激光器，但是由于受EA芯片的限制，成本一直比較高，且EML激光器芯片一直受國外芯片公司的壟斷，價格昂貴，這都為人們的使用帶來了不便。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種直接調制激光器，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種直接調制激光器，包括TO管座、TO管帽、熱電制冷器、激光芯片熱沉、激光器芯片、背光監控芯片、探測芯片熱沉和基板，熱電制冷器安裝在TO管座上并且置于基板的下方，基板的上方布置有熱敏電阻、激光芯片熱沉和探測芯片熱沉，激光器芯片安裝在激光芯片熱沉上，背光監控芯片安裝在探測芯片熱沉上，TO管帽位于最上部并且TO管座、TO管帽和激光器芯片同軸安裝。作為本專利技術進一步的方案：背光監控芯片的貼裝與激光器芯片成固定角度，所成角度為7°±1°。作為本專利技術再進一步的方案：熱電制冷器通過環氧膠貼裝到TO管座上。作為本專利技術再進一步的方案：激光器芯片通過金硒焊料貼裝到激光芯片熱沉上。作為本專利技術再進一步的方案：激光器芯片和激光芯片熱沉在金線鍵合時采用多線平等鍵合。作為本專利技術再進一步的方案：基板采用鎢銅基板，熱敏電阻和背光監控芯片均采用環氧膠貼裝在基板上。所述直接調制激光器的制作方法，具體步驟如下：步驟一，熱電制冷器通過環氧膠貼裝到TO管座上，激光器芯片通過金錫焊料貼裝到激光芯片熱沉上；步驟二，熱敏電阻、背光監控芯片均用環氧膠進行貼裝到基板上；步驟三，將基板通過銀膠粘貼到熱電制冷器上；步驟四，將TO管帽焊接到TO管座上，完成封帽。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本產品將熱電制冷器封裝于內部，該熱電制冷器低功耗且溫度穩定，且其能對該激光器的溫度進行精準控制，由此有效抑制啁啾，實現了DFB激光器的波分復用；本產品采用了同軸封裝，體積小，成本低，可大量應用在長途干線網絡中；本產品中激光器芯片發出的光直接通過自匯聚透鏡發出，管帽外面不需要增加二次透鏡，可直接應用在TOSA，PONTO上面；以往的TO采用全反片把光路折射上去，實現光路的向上發射，本產品采用垂直貼裝方式，省去全反玻片，可以降低成本。附圖說明圖1為直接調制激光器的結構示意圖。其中：1-TO管座，2-熱電制冷器，3-熱敏電阻，4-TO管帽，5-激光芯片熱沉，6-激光器芯片，7-背光監控芯片，8-探測芯片熱沉，9-基板。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。請參閱圖1，一種直接調制激光器，包括TO管座1、TO管帽4、熱電制冷器2、激光芯片熱沉5、激光器芯片6、背光監控芯片7、探測芯片熱沉8和基板9，熱電制冷器2安裝在TO管座1上并且置于基板9的下方，基板9的上方布置有熱敏電阻3、激光芯片熱沉5和探測芯片熱沉8，激光器芯片6安裝在激光芯片熱沉5上，背光監控芯片7安裝在探測芯片熱沉8上，TO管帽4位于最上部并且TO管座1、TO管帽4和激光器芯片6同軸安裝。背光監控芯片7的貼裝與激光器芯片6成固定角度，所成角度為7°±1°，以便得到最佳的背光電流，也不會引起光的反射。熱電制冷器2通過環氧膠貼裝到TO管座1上。激光器芯片6通過金硒焊料貼裝到激光芯片熱沉5上。激光器芯片6和激光芯片熱沉5在金線鍵合時采用多線平等鍵合，以達到減少電感，提高頻率傳輸性能。基板9采用鎢銅基板，熱敏電阻3和背光監控芯片7均采用環氧膠貼裝在基板9上。激光器芯片6的鐳射線同軸于TO管座1中心，以便得到更好的耦合效率。該產品的制作方法，具體步驟如下：第一步，熱電制冷器2通過環氧膠貼裝到TO管座1上，激光器芯片6通過金錫焊料貼裝到激光芯片熱沉5上；第二步，熱敏電阻3、背光監控芯片7均用環氧膠進行貼裝到基板9上；第三步，將基板9通過銀膠粘貼到熱電制冷器2上；第四步，將TO管帽4焊接到TO管座1上，完成封帽。本專利技術的工作原理是：熱電制冷器2的下方緊貼著密封TO管座1，使其芯片能夠更好的散熱。熱電制冷器2能夠精確控制芯片的溫度，因為激光器芯片6的工作的溫度與波長一一對應，在激光器里面通過控制其芯片的溫度，便可確保其激光發射的波長能夠穩定。穩定的波長能夠提高激光器的傳輸距離。本產品的熱電制冷器2溫度控制能夠達到商業級溫度（-5°-75°），功耗能夠實現小于0.2W。本產品通過控制傳統DFB激光器的啁啾效應，采用溫度控制獲得波長的穩定，由此實現DFB激光器的波分復用。同時，本產品采用行業通用的同軸封裝尺寸，零件尺寸更小，有利于制作尺寸更小的TOSA，以適合于小型化模塊XFP/SFP+的要求，成本更低；可主要應用在長焦距PON上。由于本產品的成功應用，能使長距離的光通信設備鋪設成本大大的減少。比如以前EML在40Km的距離要實現光通信，雖然可以達到只用一個激光器就可以滿足要求,但其自身的材料成本高,且EA芯片一直處于壟斷階段，很難買到。而本產品不僅能夠實現只用一個激光器就可以達到40Km的傳輸距離,而且由于集成化,其承載芯片的熱沉、管殼體積非常小，與其配套的通信設備體積也相應縮小，實現了在EML功能的基礎上，成本的大幅降低。對于本領域技術人員而言，顯然本專利技術不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本專利技術的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本專利技術。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本專利技術的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本專利技術內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種直接調制激光器，其特征在于，包括TO管座、TO管帽、熱電制冷器、激光芯片熱沉、激光器芯片、背光監控芯片、探測芯片熱沉和基板，熱電制冷器安裝在TO管座上并且置于基板的下方，基板的上方布置有熱敏電阻、激光芯片熱沉和探測芯片熱沉，激光器芯片安裝在激光芯片熱沉上，背光監控芯片安裝在探測芯片熱沉上，TO管帽位于最上部并且TO管座、TO管帽和激光器芯片同軸安裝。

【技術特征摘要】
1.一種直接調制激光器，其特征在于，包括TO管座、TO管帽、熱電制冷器、激光芯片熱沉、激光器芯片、背光監控芯片、探測芯片熱沉和基板，熱電制冷器安裝在TO管座上并且置于基板的下方，基板的上方布置有熱敏電阻、激光芯片熱沉和探測芯片熱沉，激光器芯片安裝在激光芯片熱沉上，背光監控芯片安裝在探測芯片熱沉上，TO管帽位于最上部并且TO管座、TO管帽和激光器芯片同軸安裝。2.根據權利要求1所述的直接調制激光器，其特征在于，所述背光監控芯片的貼裝與激光器芯片成固定角度，所成角度為7°±1°。3.根據權利要求1或2所述的直接調制激光器，其特征在于，所述熱電制冷器通過環氧膠貼裝到TO管座上。4.根據權利要求1所述的直接調制激...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫全意，薛賢銓，
申請(專利權)人：廈門市芯諾通訊科技有限公司，
類型：發明
國別省市：福建,35