一種帶光放大功能的光接收TO制造技術

本發明專利技術公開一種帶光放大功能的光接收TO，應用于光器件領域，針對現有的光接收TO不能滿足高速和長距離傳輸的要求的問題；本發明專利技術對現有光接收TO進行改進，將SOA與PD集成封裝在一顆TO內，可以極大的減少封裝器件的大小，并且器件的穩定性也得以提高；相比于現有的普通的光接收TO，本發明專利技術的光接收TO可支持更高速率更長距離的傳輸。長距離的傳輸。長距離的傳輸。

【技術實現步驟摘要】
一種帶光放大功能的光接收TO


[0001]本專利技術屬于光器件領域，特別涉及一種光接收TO技術。

技術介紹

[0002]現有的光接收TO，內部只有PIN光電探測器(PIN PD)或者是雪崩型光電探測器(APD)，前者可以滿足25G信號10km左右距離的傳輸，后者利用雪崩效應可將光生電流放大10倍左右，可以滿足25G信號40km距離的傳輸，但面對高速和長距離傳輸的要求，現有技術仍然存在局限性。

技術實現思路

[0003]為解決上述技術問題，本專利技術提出一種帶光放大功能的光接收TO，將SOA與PD集成封裝在一顆TO內，可以極大的減少封裝器件的大小，并且器件的穩定性也得以提高。
[0004]本專利技術采用的技術方案為：一種帶光放大功能的光接收TO，包括：半導體光放大器芯片3、SOA芯片基板5、熱沉6、聚焦透鏡7、光電探測器8、跨阻放大器9、TO底座11；所述SOA芯片基板5用于承載半導體光放大器芯片3；所述熱沉6用于為SOA芯片基板5、聚焦透鏡7、光電探測器8、跨阻放大器9提供支撐；
[0005]其中，半導體光放大器芯片3、聚焦透鏡7、光電探測器8、跨阻放大器9，位于主光路上，光信號耦合進入半導體光放大器芯片3進行放大，放大后的光信號經聚焦透鏡7耦合至光電探測器8內，光電探測器8將接收到的光信號轉換為電信號輸入至跨阻放大器9進行處理，跨阻放大器9輸出電壓信號。
[0006]還包括：熱敏電阻4、半導體制冷器10，所述熱敏電阻4設置于SOA芯片基板5上，半導體制冷器10設置于跨阻放大器9下方。
[0007]還包括金屬管帽1，用于密封整個光接收TO內部的元件。
[0008]還包括密封玻璃片或透鏡2，作為光信號傳輸窗口，并密封金屬管帽。
[0009]本專利技術的有益效果：本專利技術的光接收TO將SOA與PD集成封裝在一顆TO內，可以極大的減少封裝器件的大小，并且器件的穩定性也得以提高；相比于現有的普通的光接收TO，本專利技術的光接收TO可支持更高速率更長距離的傳輸。
附圖說明
[0010]圖1為本專利技術光接收TO的正視圖；
[0011]圖2為本專利技術光接收TO的俯視圖；
[0012]其中，1為金屬管帽；2為密封玻璃片或透鏡；3為半導體光放大器芯片(SOA Chip)；4為熱敏電阻；5為SOA芯片基板；6為熱沉；7為聚焦透鏡；8為光電探測器(PD)；9為跨阻放大器(TIA)；10為半導體制冷器(TEC)；11為TO底座。
具體實施方式
[0013]為便于本領域技術人員理解本專利技術的
技術實現思路
，下面結合附圖對本
技術實現思路
進一步闡釋。
[0014]如圖1所示，本專利技術的光接收TO包括：金屬管帽1、密封玻璃片或透鏡2、半導體光放大器芯片3、熱敏電阻4、SOA芯片基板5、熱沉6、聚焦透鏡7、光電探測器8、跨阻放大器9、半導體制冷器10、TO底座11；
[0015]金屬管帽1，用于密封整個光接收TO內部的元件，防止水汽粉塵等污染物進入。
[0016]密封玻璃片或透鏡2，作為光信號傳輸窗口，并密封TO管帽。
[0017]半導體光放大器芯片(SOA Chip)3，用于將光信號進行放大。
[0018]熱敏電阻4，對溫度進行監控，并為TEC提供參考溫度，其貼裝在SOA芯片基板上，并且靠近SOA芯片。
[0019]SOA芯片基板5，用于承載SOA芯片以及熱敏電阻。
[0020]熱沉6，為SOA芯片，SOA芯片基板，熱敏電阻，聚焦透鏡提供支撐，并將其產生的熱量傳導至TEC。
[0021]聚焦透鏡7，將SOA放大后的光信號聚焦耦合到PD芯片上。
[0022]光電探測器(PD)8，將光信號轉換為電流信號。
[0023]跨阻放大器(TIA)9，將光電探測器的電流信號轉換為電壓信號進行輸出。
[0024]半導體制冷器(TEC)10，由于半導體光放大器需要穩定的工作溫度，需要TEC對其進行溫度控制，具體的：外部TO驅動芯片的微控制單元會讀取熱敏電阻的溫度，將這個溫度與設定溫度進行比較，控制TEC電流的流向從而進行加熱或者制冷的控制，使得熱敏電阻的溫度與設定溫度一致。
[0025]TO底座11，為內部元件提供支撐平臺，并提供與外部連接的電接口。電接口如圖2標識，TEC控制接口(TEC+和TEC
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)，熱敏電阻接口(Rth+和GND)，SOA控制接口(SOA+和GND)，TIA供電接口(VCC和GND)，差分信號輸出接口(OUTP和OUTN)以及監控接口(RSSI)。
[0026]本專利技術的光接收TO的工作原理為：光信號通過外置透鏡或者TO管帽自帶的密封玻璃片或透鏡2耦合進入SOA芯片中，將SOA芯片設定在合適的電流和溫度下，SOA會將光信號進行放大，放大后光信號經聚焦透鏡7耦合至PD芯片8內，PD芯片8將接收到的光信號轉換為電信號輸入到TIA 9進行處理，以電壓信號輸出。
[0027]本專利技術的光接收TO的具體封裝過程為：
[0028]1，將TIA貼裝在TEC的冷面，使用銀膠固定；
[0029]2，將PD芯片貼裝在TIA表面，使用銀膠固定；
[0030]3，貼裝好TIA和PD的TEC貼裝在TO底座上，并使用銀膠固定；
[0031]4，將TIA與PD上需要使用的焊盤通過打線方式連接到TO底座對應的接線柱上；
[0032]5，將SOA芯片與熱敏電阻貼裝在SOA芯片基板上，使用銀膠固定；
[0033]6，將貼裝好SOA芯片以及熱敏電阻的基板貼裝在熱沉上，使用銀膠固定；
[0034]7，將熱沉固定在TEC的冷面；
[0035]8，將SOA芯片和熱敏電阻通過打線的方式連接到TO底座對應的接線柱上；
[0036]9，將TO底座固定在治具上，并且通過TO底座自帶的引腳與外部的驅動電路板連接；
[0037]10，在驅動板上給SOA+引腳設置100mA的電流使得SOA工作，此時SOA會發出一定量的自發幅射光，VCC引腳設置3.3V電壓，將RSSI引腳連接到高精度電流表上；
[0038]11，移動聚焦透鏡，將SOA芯片的自發幅射光盡可能的耦合到PD芯片上，監控電流表的讀數，讀數最大時，將聚焦透鏡通過UV膠固定在熱沉上；
[0039]12，真空或者充滿保護氣體的環境下，把金屬管帽電阻焊到TO底座上。
[0040]本專利技術將SOA與PD集成封裝在一顆TO內，可以極大的減少封裝器件的大小，并且器件的穩定性也得以提高。
[0041]本專利技術使用PIN PD作為光電探測器，由于SOA放大后光信號本身帶有很大的噪聲，經APD再次放大之后，信噪比下降嚴重，性能反而不如使用PIN PD優秀。
[0042]本專利技術使用TEC穩定SOA的工作溫度，可以滿足器件在不同環境溫度下使用。
[0043]本專利技術使用透鏡將SOA放大后的光信號耦合至PD內，合適的透鏡選擇可以讓盡可能多的光信號耦合至PD。
[0044]本發本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種帶光放大功能的光接收TO，其特征在于，包括：半導體光放大器芯片(3)、SOA芯片基板(5)、熱沉(6)、聚焦透鏡(7)、光電探測器(8)、跨阻放大器(9)、TO底座(11)；所述SOA芯片基板(5)用于承載半導體光放大器芯片(3)；所述熱沉(6)用于為SOA芯片基板(5)、聚焦透鏡(7)、光電探測器(8)、跨阻放大器(9)提供支撐；其中，半導體光放大器芯片(3)、聚焦透鏡(7)、光電探測器(8)、跨阻放大器(9)，位于主光路上，光信號耦合進入半導體光放大器芯片(3)進行放大，放大后的光信號經聚焦透鏡(7)耦合至光電探測器(8)內，光電探測器(8)將接收到的光信號轉換為電信號...

【專利技術屬性】
技術研發人員：毛晶磊，許遠忠，張強，張勇，汪保全，何嬋，
申請(專利權)人：成都光創聯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：