一種致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯，包括：TO管殼、致冷器、熱沉、激光器載體、和密封管帽，TO管殼包括管殼底座，其四周設(shè)有至少7根引腳，其中包括RF射頻信號引腳，其上安裝有帶微帶線載體；致冷器散熱面與管殼底座表面粘裝固定，其制冷面與熱沉表面粘裝固定，熱沉與具有匹配電阻和微帶線的激光器載體表面粘裝固定，該激光器載體表面粘裝固定電吸收調(diào)制激光器芯片、背光探測器、熱敏電阻和電源濾波電容，激光器載體微帶線一端與電吸收調(diào)制器正極連接，另一端與RF射頻信號引腳上的微帶線通過導(dǎo)電線連接，安裝時，使激光器芯片發(fā)射光出光光軸與TO管殼中心軸OA兩者同軸向。省去光學(xué)轉(zhuǎn)向元件，工藝簡單，能夠降低信號失真。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）

Cooling type coaxial package light emitting tube core

The utility model provides a cooling type coaxial light emission tube core, including: TO shell, cooler, heat sink, laser carrier, and the sealing cap, TO shell and tube comprises a tube shell base, the periphery is provided with at least 7 pins, including RF RF signal pins, which are installed on the microstrip line carrier; cooler radiating surface and the surface of the base shell and tube stuck fixed, the cold and heat sink surface mounting, heat sink with laser carrier surface matching resistor and a microstrip line is fixed, the laser carrier surface mounting electro absorption modulated laser chip, light detector and thermal resistance and the power supply filter capacitor, laser carrier microstrip line end and electroabsorption modulator cathode connected microstrip line and the other end of the RF radio frequency signal on the pin through the guide wire connection, installation, the laser emission chip The optical output optical axis is coaxial with the central axis of TO tube and shell OA. The optical steering element is omitted, the process is simple, and the signal distortion can be reduced.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種光通信系統(tǒng)用同軸封裝光發(fā)射管芯，尤其涉及一種致冷型同 軸封裝光發(fā)射管芯。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有技術(shù)中的同軸封裝光發(fā)射組件，包括一同軸封裝光發(fā)射管芯和一光纖 適配器，同軸封裝光發(fā)射管芯又分致冷型和無致冷型，如圖1所示美國專利公開號 US20070159773A1中所采用的致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯200，包括一激光器芯片201、背 光探測器202、光轉(zhuǎn)向元件203、含電路元件的載體204和致冷器205等元件安裝于TO-CAN (Transistor Outline-CAN)管座206上，并通過一平窗管帽207密封。該結(jié)構(gòu)中激光器芯 片201水平貼裝在載體204表面，且激光器芯片201側(cè)面發(fā)光，其出光光軸210由于呈水平 方向，與外部光纖適配器的光軸OA (也是TO-CAN管座206中心軸)呈垂直，因此就特別需 要通過光轉(zhuǎn)向元件203將激光器芯片201的出光光軸210轉(zhuǎn)90°角后才能與光纖適配器 光軸OA —致，將光耦合輸出。該結(jié)構(gòu)的致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯制作工藝復(fù)雜，成本高， 光耦合對準(zhǔn)難，且激光器的調(diào)制信號是通過載體204與TO-CAN管座206底部的引腳208之 間的導(dǎo)電線209壓焊連接方式饋入，由于其導(dǎo)電線209較長使調(diào)制信號饋入電路存在阻抗 嚴(yán)重不匹配的缺點(diǎn)，會導(dǎo)致傳輸2. 5Gb/s以上的高速調(diào)制信號時信號會發(fā)生嚴(yán)重失真。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)提供一種高速調(diào)制信號用的元器件少，工藝簡單，成本低的致冷型同 軸封裝光發(fā)射管芯。為達(dá)到以上技術(shù)目的，本技術(shù)提供一種致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯，包 括一 TO管殼、一致冷器、一熱沉、一激光器載體、和一設(shè)有光窗的密封管帽，所述TO管殼 包括一管殼底座，其四周設(shè)有至少7根引腳，其中包括一 RF射頻信號引腳，其上安裝有一帶 微帶線的載體；所述致冷器下表面為散熱面與所述管殼底座頂部中心表面粘裝固定，其上 表面為制冷面與所述熱沉下表面表面粘裝固定，所述熱沉的正面與具有一匹配電阻和一微 帶線的所述激光器載體底部表面粘裝固定，該激光器載體頂部表面粘裝固定一側(cè)面發(fā)光的 電吸收調(diào)制激光器芯片、一背光探測器、一熱敏電阻和一電源濾波電容，所述激光器載體的 微帶線的一端與電吸收調(diào)制激光器芯片的電吸收調(diào)制器正極連接，另一端與所述RF射頻 信號引腳上的微帶線通過導(dǎo)電線連接，安裝時，使所述電吸收調(diào)制激光器芯片的發(fā)射光的 出光光軸與TO管殼的中心軸OA兩者同軸向，并通過所述密封管帽的光窗向外輸出。所述引腳為7根，分別連接所述致冷器的正、負(fù)極、所述電吸收調(diào)制激光器芯片 的半導(dǎo)體激光二極管LD和電吸收調(diào)制器兩者的正極、所述背光探測器正極、所述熱敏電阻 其中一端和接地GND，所述熱敏電阻另一端與半導(dǎo)體激光二極管LD和電吸收調(diào)制器和所述 背光探測器三者負(fù)極接地GND。所述密封管帽為一平窗管帽。所述密封管帽為一設(shè)有球透鏡的管帽。所述密封管帽為一設(shè)有非球透鏡的管帽。上述結(jié)構(gòu)中，RF射頻信號引腳上的微帶線與激光器載體上的微帶線兩者通過較 短長度的導(dǎo)電線連接，以實(shí)現(xiàn)電吸收調(diào)制器的高速調(diào)制信號饋入，能夠降低信號失真，使激 光器工作速率可以達(dá)到10(ib/S以上。激光器芯片出光光軸與TO管殼中心軸OA同軸向， 省去了光學(xué)轉(zhuǎn)向元件，同時簡化了光發(fā)射管芯的組裝工藝。將該結(jié)構(gòu)的帶致冷型同軸光發(fā) 射管芯與外置光學(xué)元件如光隔離器、光纖適配器等元件耦合連接后就可以制作成外觀符合 10Gb/s 小型器件多源協(xié)議(Multi-Source Agreement of 10Gb/s Miniature Device，簡稱 XMD)中的同軸光發(fā)射組件(Transmitter Optical Sub-Assembly，簡稱T0SA)，同時也可以 應(yīng)用于各類PON (Passive Optical Network)組件，如單纖雙向雙端口組件、單纖雙向三端 口組件等的發(fā)射光源。附圖說明圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2表示本技術(shù)致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3表示圖2所示致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本技術(shù)最佳實(shí)施例。如圖2所示的致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯100，包括一管殼10、一致冷器20、一 熱沉30、一激光器載體40、和一設(shè)有光窗的密封管帽50，該管帽可以是平窗管帽，也可以是 設(shè)有球透鏡或非球透鏡的管帽，根據(jù)耦合光路的不同設(shè)計進(jìn)行管帽透鏡的選用，光窗外表 面鍍減反光膜，以減少反射光對激光器的影響。如圖3所示的致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯100，Τ0管殼10包括一管殼底座11，其 四周設(shè)有至少7根引腳14，其中包括一 RF射頻信號引腳，其上安裝有一帶微帶線13的載 體12。致冷器20下表面為散熱面21與管殼底座11頂部中心15表面粘裝固定，其上表面 為制冷面22與熱沉30下表面31表面粘裝固定，熱沉30的正面32與具有一匹配電阻43 和一微帶線45的激光器載體40底部表面粘裝固定，該激光器載體40頂部表面粘裝固定一 側(cè)面發(fā)光的電吸收調(diào)制激光器芯片41、一背光探測器42、一熱敏電阻44和一電源濾波電容 46，激光器載體40上的微帶線45的一端與電吸收調(diào)制激光器芯片41的電吸收調(diào)制器正極 連接，另一端與RF射頻信號引腳上的微帶線13通過導(dǎo)電線連接，以實(shí)現(xiàn)電吸收調(diào)制激光器 芯片41高速調(diào)制信號的饋入。安裝時，使電吸收調(diào)制激光器芯片41的發(fā)射光的出光光軸 與TO管殼10的中心軸OA兩者同軸向，并通過密封管帽50的光窗向外輸出。引腳14最佳 為7根，分別連接致冷器20的正、負(fù)極；電吸收調(diào)制激光器芯片41的半導(dǎo)體激光二極管LD 正極(其負(fù)極與接地GND連接)；電吸收調(diào)制器正極(負(fù)極與接地GND連接)；背光探測器42 正極(負(fù)極與接地GND連接)；熱敏電阻44其中一端(另一端與接地GND連接)和接地GND。 除接地GND用導(dǎo)電焊料如AgCMS焊料與管殼底座11焊接外，其它引腳與管殼底座11之間 采用玻璃絕緣子燒結(jié)電隔離密封連接。由外部電源供給電吸收調(diào)制激光器芯片41的半導(dǎo) 體激光二極管LD加偏置電流，通過高速調(diào)制信號饋入RF射頻信號引腳連接電吸收調(diào)制器 正極，負(fù)極與接地焊盤連接，供電吸收調(diào)制器饋入信號。本技術(shù)致冷同軸光發(fā)射管芯的組裝過程中，先將致冷器20的散熱面21用導(dǎo)電焊料貼裝到管殼底座11頂部中心15，激光器載體40以氮化鋁(AlN)或其它導(dǎo)熱效率高 的材料為基材，位于激光器載體40頂部表面用導(dǎo)電焊料(如80Au20Sn)貼裝好電吸收調(diào)制 激光器芯片41、背光探測器42、、熱敏電阻44、和電源濾波電容46，將激光器載體40用導(dǎo)電 膠或?qū)щ姾噶腺N裝到熱沉30的正面32上，再將熱沉30下表面31用導(dǎo)電焊料貼裝到致冷 器20的制冷面22上，并使電吸收調(diào)制激光器芯片41出光光軸與TO管殼10中心軸OA同軸 向，完成導(dǎo)電線壓焊后將密封管帽50與管殼底座11密封焊接完成整體封裝。電吸收調(diào)制 激光器芯片41由電吸收調(diào)制器和側(cè)面發(fā)光的半導(dǎo)體激光器集成在一起，形成電吸收外調(diào) 制激光器。熱敏電阻44是芯片級表面貼裝元件，用于電吸收調(diào)制激光器芯片41的溫度監(jiān) 測。背光探測器42是一種芯片級的光電二極管，貼裝在電吸收調(diào)制激光器芯片41的背光 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種致冷型同軸封裝光發(fā)射管芯，其特征在于，包括：一ＴＯ管殼（１０）、一致冷器（２０）、一熱沉（３０）、一激光器載體（４０）、和一設(shè)有光窗的密封管帽（５０），　所述ＴＯ管殼（１０）包括一管殼底座（１１），其四周設(shè)有至少７根引腳（１４），其中包括一ＲＦ射頻信號引腳，其上安裝有一帶微帶線（１３）的載體（１２）；所述致冷器（２０）下表面為散熱面（２１）與所述管殼底座（１１）頂部中心（１５）表面粘裝固定，其上表面為制冷面（２２）與所述熱沉（３０）下表面（３１）表面粘裝固定，所述熱沉（３０）的正面（３２）與具有一匹配電阻（４３）和一微帶線（４５）的所述激光器載體（４０）底部表面粘裝固定，該激光器載體（４０）頂部表面粘裝固定一側(cè)面發(fā)光的電吸收調(diào)制激光器芯片（４１）、一背光探測器（４２）、一熱敏電阻（４４）和一電源濾波電容（４６），所述激光器載體（４０）上的微帶線（４５）的一端與電吸收調(diào)制激光器芯片（４１）的電吸收調(diào)制器正極連接，另一端與所述ＲＦ射頻信號引腳上的微帶線（１３）通過導(dǎo)電線連接，安裝時，使所述電吸收調(diào)制激光器芯片（４１）的發(fā)射光的出光光軸與ＴＯ管殼（１０）的中心軸（ＯＡ）兩者同軸向，并通過所述密封管帽（５０）的光窗向外輸出。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁澤，劉恭志，鎮(zhèn)磊，
申請(專利權(quán))人：深圳新飛通光電子技術(shù)有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：94