一种光信号发射器件制造技术

本发明专利技术公开了激光二极管领域的一种光信号发射器件，光信号发射器件包括驱动芯片组件、激光器TEC组件和壳体，驱动芯片组件和激光器TEC组件封装于所述壳体中，激光器TEC组件中的激光器热沉基板包括用于安装激光二极管芯片的第一部分和用于安装棱镜的第二部分，第一部分上具有用于安装半导体激光器LD的镀层，激光器热沉基板上还有用于定位所述棱镜的定位结构。本发明专利技术的有益效果在于，避免了驱动芯片和半导体激光器之间长的走线，降低了长的走线带来的寄生电感和寄生电容，解决了寄生电感、寄生电容以及阻抗不匹配等带来的影响高频信号质量的问题，提高了光发射器件的使用带宽，使得光信号发射器件更适合应用于高速率光通信设备。

【技术实现步骤摘要】
一种光信号发射器件
本专利技术涉及激光二极管领域，具体涉及一种光信号发射器件。
技术介绍
目前用于高速光纤通信的光收发模块中常用的光信号发射器件（TOSA）、半导体激光器（LD）的驱动芯片（Driver）均是布置在光收发模块的主板上。驱动芯片(Driver)通过柔性电路板（FPC）连接光发射器件(TOSA)，并驱动光发射器件(TOSA)中的半导体激光器(LD)。驱动芯片(Driver)主要作用是对半导体激光器(LD)的直流偏置电流与高频的调制电流进行耦合，为半导体激光器(LD)提供已调制的驱动电流。同时驱动芯片(Driver)还可对输入信号进行放大，并对直流偏置电流和高频调制电流进行控制，使激光器处于最佳的工作状态。现有技术方案中，半导体激光器(LD)和驱动芯片(Driver)分别位于光模块主板和光发射器件(TOSA)内，激光器(LD)和驱动芯片(Driver)之间有柔性电路板(FPC)连接，半导体激光器(LD)和驱动芯片(Driver)间走线很长。随着光通信速率越来越高，长的高频信号走线容易产生寄生电感，寄生电容以及阻抗不匹配等影响高频信号质量的问题，降低驱动芯片和半导体激光器的运行带宽，影响光发射器件的性能。因此各厂家都在进行着改进，以使得半导体激光器(LD)和驱动芯片(Driver)能封装在一起。公开号为CN108039643A的专利技术专利“同轴封装的激光器及具有该激光器的光模块”提供了一种同轴封装的激光器及具有该激光器的光模块。激光器包括管座、贯穿管座的多根管脚、分别贴装于管座表面的激光管驱动芯片和支架、贴装于支架上的激光二极管、贴装于激光管驱动芯片上并与激光二极管相对的监控光敏二极管；支架具有向激光管驱动芯片延伸的延伸部，延伸部上贴装有导电焊盘；激光二极管和激光管驱动芯片分别通过引线电连接导电焊盘；激光管驱动芯片还与对应的所述管脚电连接。实现了小型化封装设计，且具有更高的带宽和更稳定的传输质量。但是不难看到，激光二极管通过支架垂直于管座上表面，虽然能保证光线沿着光路垂直输出，但是仍然需要借助导电焊盘和转接焊盘实现激光二极管和激光管驱动芯片的连接，增大了信号线的长度，并且采用的支架是异型结构，增加了生产支架的难度和成本。
技术实现思路
上述结构使得连接器件的引线长，引线仍会带来较多的寄生电感和寄生电容，并且也带来了阻抗不匹配的问题，相应的影响了高频信号质量，本专利技术的目的在于克服上述不足，基于特殊设计的激光器热沉基板，将驱动芯片(Driver)与半导体激光器(LD)一起封装在光发射器件中，尽可能地缩短引线长度，提供了一种光信号发射器件。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种光信号发射器件，包括驱动芯片组件114、激光器TEC组件113和壳体11，驱动芯片组件114和激光器TEC组件113相邻放置，封装于壳体中，激光器TEC组件113包括激光器热沉基板1131和半导体激光器LD1132，激光器热沉基板1131包括用于安装激光二极管芯片的第一部分和用于安装棱镜的第二部分，第一部分上具有用于安装半导体激光器LD1132的镀层，激光器热沉基板1131上还有用于定位棱镜的定位结构。作为优选方案，用于定位棱镜的定位结构包括第一部分和第二部分构成的台阶。作为优选方案，壳体11上有用于壳体11内外信号传输的贯穿针，驱动芯片组件114根据贯穿针传输的信号驱动激光器TEC组件113上的半导体激光器LD1132发光。作为优选方案，壳体11包括集管头111和壳盖112，集管头111和壳盖112组合构成壳体11内部的密封空间；集管头111用于嵌入多个贯穿针，集管头111还用于在其内侧上表面固定驱动芯片组件（114）和激光器TEC组件113；壳盖112上嵌入光学透镜1122，光学透镜1122用于汇集壳盖内的光线，并作为光线的向外传输的出口。作为优选方案，激光器TEC组件113包括半导体制冷器1133，半导体制冷器1133粘贴在集管头111上，激光器热沉基板1131粘贴在半导体制冷器1133上，半导体制冷器1133通过其中两个贯穿针获取外部的制冷控制信号，并根据制冷控制信号为半导体激光器LD1132制冷。作为优选方案，激光器TEC组件包括热敏电阻1134，热敏电阻1134粘贴在半导体制冷器1133上表面的导电图案11331上，用于监控半导体制冷器1133的温度，热敏电阻1134一端通过壳体11接地，另一端通过其中一个贯穿针将温度信号输出到壳体11外部。作为优选方案，驱动芯片组件114包括驱动芯片1141和光电探测器PD1142，驱动芯片1141通过贯穿针接收输入的控制信号，并输出驱动信号到半导体激光器LD1132，用于根据控制信号驱动半导体激光器LD1132发光；驱动芯片1141上输出驱动信号的打线焊盘邻近半导体激光器LD1132，使得驱动芯片1141和半导体激光器LD1132之间的连线最短。光电探测器PD1142位于半导体激光器LD1132的次发光侧，用于监测半导体激光器LD1132的发光功率，并将监测结果通过其中一个贯穿针输出到壳体11外部。作为优选方案，发射器件还包括棱镜115，棱镜115位于激光器热沉基板1131的第一部分上，用于改变半导体激光器LD1132的光路。作为优选方案，棱镜115的上表面还粘贴了平凸透镜116，平凸透镜116用于限制光路的发散角。作为优选方案，光信号发射器件还包括接头12、安装环13和柔性电路板14，接头12的一端通过安装环13与壳体11连接，接头12的另一端用于与外部光纤连接器2对接；安装环13用于接头12与壳体11之间的耦合焊接；柔性电路板14一端与贯穿针电连接，柔性电路板的另一端用于连接光收发模块3的主板31。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1.本专利技术保护了一种光信号发射器件，将驱动芯片组件和激光器TEC组件相邻放置，封装于所述壳体中，通过打金线的方式连接驱动芯片和半导体激光器，使二者连接线路尽可能的短。避免了驱动芯片和半导体激光器之间长的走线，降低了长的走线带来的寄生电感和寄生电容，解决了寄生电感、寄生电容以及阻抗不匹配等带来的影响高频信号质量的问题，提高了光发射器件的使用带宽，使得光信号发射器件更适合应用于高速率光通信设备。2.本专利技术保护的一种光信号发射器件，半导体激光器安装于特殊设计的激光器热沉基板上，使得驱动芯片和激光器TEC组件封装在一起，结构简单，功耗得以降低，节约成本，相应地减少了安装工序。3.本专利技术保护的一种光信号发射器件，半导体激光器安装于特殊设计的激光器热沉基板上，包括用于安装激光二极管芯片的第一部分和用于安装棱镜的第二部分；第一部分上具有用于安装激光二极管芯片的镀层。在基板上还有用于定位所述棱镜的定位结构。由于该安装基板的上述结构，激光二极管芯片和棱镜可以放置在一个基板上，减小了尺寸公差，保证了光路精度。4、本专利技术的驱动芯片组件中，驱动芯片上输出驱动信号的打线焊盘设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光信号发射器件，包括驱动芯片组件（114）、激光器TEC组件（113）和壳体（11），所述驱动芯片组件（114）和所述激光器TEC组件（113）相邻放置，封装于所述壳体中，其特征在于，/n所述激光器TEC组件（113）包括激光器热沉基板（1131）和半导体激光器LD（1132），/n所述激光器热沉基板（1131）包括用于安装激光二极管芯片的第一部分和用于安装棱镜的第二部分，第一部分上具有用于安装半导体激光器LD（1132）的镀层，所述激光器热沉基板（1131）上还有用于定位所述棱镜的定位结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种光信号发射器件，包括驱动芯片组件（114）、激光器TEC组件（113）和壳体（11），所述驱动芯片组件（114）和所述激光器TEC组件（113）相邻放置，封装于所述壳体中，其特征在于，
所述激光器TEC组件（113）包括激光器热沉基板（1131）和半导体激光器LD（1132），
所述激光器热沉基板（1131）包括用于安装激光二极管芯片的第一部分和用于安装棱镜的第二部分，第一部分上具有用于安装半导体激光器LD（1132）的镀层，所述激光器热沉基板（1131）上还有用于定位所述棱镜的定位结构。


2.如权利要求1所述的一种光信号发射器件，其特征在于，用于定位所述棱镜的定位结构包括所述第一部分和所述第二部分构成的台阶。


3.如权利要求1所述的一种光信号发射器件，其特征在于，所述壳体（11）上有用于所述壳体（11）内外信号传输的贯穿针，所述驱动芯片组件（114）根据所述贯穿针传输的信号驱动所述激光器TEC组件（113）上的半导体激光器LD（1132）发光。


4.如权利要求3所述的一种光信号发射器件，其特征在于，所述壳体（11）包括集管头（111）和壳盖（112），所述集管头（111）和所述壳盖（112）组合构成所述壳体（11）内部的密封空间；
所述集管头（111）用于嵌入多个所述贯穿针，所述集管头（111）还用于在其内侧上表面固定所述驱动芯片组件（114）和所述激光器TEC组件（113）；
所述壳盖（112）上嵌入光学透镜（1122），所述光学透镜（1122）用于汇集壳盖内的光线，并作为所述光线的向外传输的出口。


5.如权利要求4所述的一种光信号发射器件，其特征在于，所述激光器TEC组件（113）包括半导体制冷器（1133），所述半导体制冷器（1133）粘贴在所述集管头（111）上，所述激光器热沉基板（1131）粘贴在所述半导体制冷器（1133）上，所述半导体制冷器（1133）通过其中两个所述贯穿针获取外部的制冷控制信号，并根据所述制冷控制信号为所述半导体激光器LD（1132）制冷。


6.如权利要求5所述的一种光信号发射器件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：维卡斯·马南，赖人铭，
申请(专利权)人：成都英思嘉半导体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51