具有安装在光发射次组件壳体的馈通装置的激光二极管驱动器电路的光发射次组件制造方法及图纸

本发明专利技术大致关于具有壳体的多频道光发射次组件配置，此壳体使用具有至少一集成安装面的馈通装置以减小壳体的整体尺寸。壳体包含多个侧墙，且侧墙界定出位在它们之间的气密腔体。馈通装置包含设置于壳体的气密腔体中的第一端以及从壳体远离腔体延伸的第二端。馈通装置提供邻近气密腔体中的第一端的至少一集成安装面。至少有第一激光二极管驱动器芯片安装于馈通装置的至少一集成安装面。多个激光配置也可设置于气密腔体中并邻近于第一激光二极管驱动器芯片，且例如安装于由热电致冷器支撑的激光二极管次安装件。

A light emitting sub assembly of a laser diode driver circuit having a feed through device mounted on the shell of the light emitting sub assembly

【技术实现步骤摘要】
具有安装在光发射次组件壳体的馈通装置的激光二极管驱动器电路的光发射次组件
本专利技术关于光学通讯，尤其是关于具有激光二极管驱动器(laserdiodedriver，LDD)及相关电路的光发射次组件(transmitteropticalsubassembly，TOSA)，其中相关电路安装于光发射次组件的壳体的馈通装置。
技术介绍
光收发器可用来发出及接收光学信号以适用于但不限于网络数据中心(internetdatacenter)、线缆电视宽频(cableTVbroadband)及光纤入户(fibertothehome，FTTH)等各种应用。举例来说，相较于以铜制成的线缆来传输，以光收发器来传输可在更长的距离下提供更高的速度及更大的频宽。为了在较小的光收发器模块中提供较高的速度例如会面临热管理(thermalmanagement)、介入损失(insertionloss)、射频驱动信号品质及合格率(manufacturingyield)等挑战。光收发器模块一般包含用于发射光学信号的一或多个光发射次组件。光发射次组件可包含一或多个激光器及相关电路，激光器用以发出一或多个频道波长，而相关电路用于驱动激光器。诸如远距离通讯等的某些光学应用会需要光发射次组件包含气密(hermetically-sealed)壳体，且此气密腔体中设有阵列波导光栅的、温度控制装置、激光封装(laserpackage)及相关电路，以降低损失并确保光学表现。然而，在空间有限的壳体中包含有气密元件会增加制造复杂度及成本，并产生数个难以解决的(non-trivial)挑战。
技术实现思路
根据本专利技术一形式，公开了一种光发射次组件配置。光发射次组件配置包含一壳体、一馈通装置、一第一激光二极管驱动器芯片以及多个激光配置。壳体具有多个侧墙，侧墙界定出介于它们之间的一腔体。馈通装置具有一第一端及一第二端。第一端设置于壳体的腔体中，且第二端从腔体延伸而远离壳体。馈通装置至少提供一第一安装面，第一安装面邻近于腔体中的第一端。第一激光二极管驱动器芯片安装于馈通装置的第一安装面。多个激光配置设置于腔体中。激光配置各电性耦接于馈通装置以接收来自激光二极管驱动器的一射频驱动信号。附图说明这些及其他的特征与优点将通过阅读以下的详细描述及附图被更透彻地了解。在附图中：图1为根据本专利技术的实施例的多频道光收发器的方块图。图2为根据本专利技术的多频道光收发器模块的立体图。图3为图2中根据本专利技术一实施例的多频道光收发器模块的侧视图。图4A呈现图2中根据本专利技术一实施例的多频道光收发器模块的多频道光发射次组件配置的俯视图。图4B呈现图4A中的多频道光发射次组件配置的放大图。图5呈现图4A中根据本专利技术一实施例的多频道光发射次组件配置的另一立体图。图6呈现图4A中根据本专利技术一实施例的多频道光发射次组件配置的另一立体图。图7呈现图4A中根据本专利技术一实施例的多频道光发射次组件配置的剖面图。具体实施方式如上所述，光收发器模块的频道增加形式受多个显著的挑战所限制而无法超过四个频道以达成超过100gb/s的发送速度。举例来说，其中一种挑战包含设计具有覆盖区域(footprint)的光发射次组件壳体以使其尽可能地小，同时还要能提供足够的空间以允许元件的安装且使光学元件之间保持一定距离以利于散热、降低电性干涉并维持射频(radiofrequency，RF)驱动信号整合度等。在描述频道数量超过四个的多频道光发射次组件的上下文中，这些挑战会因为为了达到需要的频道数量而重复设置某些光学元件进而变得更加难以解决。举例来说，激光二极管驱动器芯片通常限于驱动四或更少的频道，而例如需要为了总共实施八个频道而多余地包含两个激光二极管驱动器芯片及支援电路。这些考量及挑战对于使用气密腔体的光发射次组件设计特别重要，而气密腔体是作为制造每个光发射次组件的总成本中重大的部分，直接地关联于气密腔体的维度/体积。持续地改变气密光发射次组件壳体的尺寸因此部份取决于光发射次组件电路形式(光发射次组件壳体的内侧及外侧)，其中光发射次组件电路形式达成额定功率、射频信号品质及散热需求，同时还可最小化气密腔体的体积。因此，本专利技术大致上关于具有壳体的多频道光发射次组件配置，此壳体使用具有至少一集成安装面的馈通装置(feedthroughdevice)。详细来说，此壳体包含多个侧墙，这些侧墙界定出位于它们之间的气密腔体。馈通装置包含第一端及第二端，其中第一端设置于壳体的气密腔体中，且第二端从所述腔体延伸而远离壳体。馈通装置提供至少一集成安装面，集成安装面于此可仅称为安装面且邻近于气密腔体中的第一端。至少有一第一激光二极管驱动器芯片安装于馈通装置的至少一集成安装面。多个激光配置也设置于气密腔体中且邻近于第一激光二极管驱动器芯片，并例如安装于热电致冷器所支撑的激光二极管次安装件。各个激光配置例如通过焊线以电性耦接于第一激光二极管驱动器。于一实施例中，馈通装置的至少一集成安装面包含多阶梯状轮廓，而使第一及第二安装面实质上彼此平行地延伸并实质上相对连接它们的平面为横向的。于本实施例中，至少有一第一激光二极管驱动器芯片安装于第一或第二安装面，且至少一滤波电容器耦接于第一或第二安装面之另一个。因此，多阶梯状的轮廓允许激光二极管驱动器芯片及滤波电容器实体地(physically)且电性地安装于不同的阶/层(tier)上的馈通装置。激光二极管驱动器芯片及滤波电容器接着例如通过焊线的方式电性耦接于这些激光配置。相较于其他光发射次组件设计方法，本专利技术具有数个显而易见的优点。举例来说，馈通装置的至少一集成安装面使一或多个激光二极管驱动器芯片能被安装于气密的壳体中而不是安装于印刷电路板或光发射次组件壳体中的其他位置。因此，气密腔体中通常由激光二极管驱动器芯片占据的空间便可供诸如这些激光配置等的其他光学元件安装。这有利地允许这些激光配置邻设于馈通装置(例如它们之间没有激光二极管驱动器芯片)，同时也与激光二极管驱动器芯片维持相对较短的距离。由于馈通装置提供用于激光二极管驱动器芯片及/或滤波电容器的安装面而可缩短支撑光发射次组件光学元件的基板/次安装件，因而可减小光发射次组件壳体(甚至于气密腔体)的整体长度。同样地，馈通装置可提供安装空间给显著提升光发射次组件表现的滤波电容器。因此，本专利技术的多频道光发射次组件可允许包含滤波电容器，其中滤波电容器通常出于节省空间的目的而有意地被省略。具有一或多个集成安装面的馈通装置更进一步有利于提供激光配置及激光二极管驱动器芯片之间的热隔离(thermalisolation)。举例来说，馈通装置所提供的导热路径能分离且隔离于这些激光配置的导热路径。馈通装置的导热路径也因形成此装置的材料(例如陶瓷)而获得更好的散热能力。因此，基于热电致冷器是用来冷却这些激光配置而不是一并冷却这些激光配置及激光二极管驱动器芯片，根据本专利技术的多频道光发射次组件可于运作过程中消耗较少的电力。于此，“频道波长(channelw本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光发射次组件配置，其特征在于包含：/n一壳体，具有多个侧墙，所述多个侧墙之间界定出一气密腔体；/n一馈通装置，具有一第一端及一第二端，所述第一端设置于所述壳体的所述气密腔体中，且所述第二端从所述气密腔体延伸而远离所述壳体，所述馈通装置至少提供一第一安装面，所述第一安装面邻近于所述气密腔体中的所述第一端：/n一第一激光二极管驱动器芯片，安装于所述馈通装置的所述第一安装面；以及/n多个激光配置，设置于所述气密腔体中，所述多个激光配置各电性耦接于所述馈通装置以接收来自所述第一激光二极管驱动器芯片的一射频驱动信号。/n

【技术特征摘要】
20190307 US 16/295,5861.一种光发射次组件配置，其特征在于包含：
一壳体，具有多个侧墙，所述多个侧墙之间界定出一气密腔体；
一馈通装置，具有一第一端及一第二端，所述第一端设置于所述壳体的所述气密腔体中，且所述第二端从所述气密腔体延伸而远离所述壳体，所述馈通装置至少提供一第一安装面，所述第一安装面邻近于所述气密腔体中的所述第一端：
一第一激光二极管驱动器芯片，安装于所述馈通装置的所述第一安装面；以及
多个激光配置，设置于所述气密腔体中，所述多个激光配置各电性耦接于所述馈通装置以接收来自所述第一激光二极管驱动器芯片的一射频驱动信号。


2.如权利要求1所述的光发射次组件配置，其特征在于：所述多个激光配置各包含相对所述馈通装置以实质上均匀的一距离设置的一激光二极管。


3.如权利要求1所述的光发射次组件配置，其特征在于：所述多个激光配置各通过一空气间隙分离于所述馈通装置。


4.如权利要求1所述的光发射次组件配置，其特征在于：所述馈通装置包含多个电性线路，所述多个电性线路邻近于所述第二端以将所述气密腔体中的所述多个激光配置以及所述气密腔体外部的一相关电路电性耦接。


5.如权利要求1所述的光发射次组件配置，其特征在于：所述馈通装置提供一第二安装面，所述第二安装面用于耦接并支撑所述壳体的所述气密腔体中的多个光学元件，所述第二安装面实质上平行于所述第一安装面延伸，且其中所述第一安装面及所述第二安装面至少部份基于一表面而一并提供一多阶梯状的安装轮廓，所述表面实质上相对各个所述第一安装面及所述第二安装面横向延伸并连接所述第一安装面及所述第二安装面。


6.如权利要求1所述的光发射次组件配置，更包含至少一滤波电容器以维持所述射频驱动信号的完整性，所述至少一滤波电容器安装于所述馈通装置。


7.如权利要求6所述的光发射次组件配置，其特征在于：所述馈通装置提供一第二安装面，所述至少一滤波电容器安装于所述第二安装面。


8.如权利要求1所述的光发射次组件配置，其特征在于：所述多个激光配置通过一第一导热路径热连通于所述壳体，且其中所述馈通装置提供一第二导热路径，所述第二导热路径从所述第一安装面延伸至所述壳体的所述多个侧墙其中一者以使所述第一激光二极管驱动器芯片能安装于其上以逸散热量，所述第一导热路径及所述第二导热路径彼此相异以提供所述多个激光配置及所述第一激光二极管驱动器芯片之间的热隔离。


9.如权利要求1所述的光发射次组件配置，更包含一第二激光二极管驱动器芯片，所述第二激光二极管驱动器芯片安装于邻近所述第一激光二极管驱动器芯片的所述馈通装置的所述第一安装面，且其中所述多个激光配置中的一第一激光配置电性耦接于所述第一激光二极管驱动器芯片以接收一第一射频驱动信号，且所述多个激光配置中的一第二激光配置电性耦接于所述第二激光二极管驱动器芯片以接收一第二射频驱动信号。


10.如权利要求1所述的光发射次组件配置，更包含一热电致冷器，所述热电致冷器设置于邻近所述馈通装置的所述壳体的所述多个侧墙中的一个侧墙，且其中所述多个激光配置通过一第一导热路径热耦接于所述热电致冷器，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：林恺声，刘凯文，郑浩江，
申请(专利权)人：祥茂光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US