高速光波导开关芯片封装模块制造技术

本发明专利技术公开一种高速光波导开关芯片封装模块，属于光学封装和射频连接集成模块领域，包括底座；光波导芯片包括入光口波导、两根出光口波导、两条接地电极镀层、射频电极镀层；金属化光纤，第一端通过底座的第一端穿入到容纳腔内与入光口波导耦合；带双头连接器光纤阵列包括两根裸光纤；第一射频连接陶瓷基板，其包括第一镀金层、第二镀金层及位于第一镀金层、第二镀金层之间的第三镀金层；第一SMA射频接头，安装于底座外；第二射频连接陶瓷基板，包括第四镀金层、第五镀金层及位于第四镀金层、第五镀金层之间的第六镀金层；第二SMA射频接头，安装于底座外。它结构简洁，便于直接对模块输入输出光信号。入输出光信号。入输出光信号。

【技术实现步骤摘要】
高速光波导开关芯片封装模块


[0001]本专利技术涉及光纤数据通信及电信通讯中的光学封装和射频连接集成模块领域，主要涉及一种高速光波导开关芯片封装模块。

技术介绍

[0002]光开关模块的应用，是光纤通信系统中不可缺少的重要部分。目前，光开关模块一般是指通过光波导芯片或者透镜、光槽等实现光路转换的功能。光开关一般分成机械式和非机械式两类。非机械式的其中一种为光波导开关，主要通过电光效应、磁光效应、声光效应以及热光效应来改变波导折射率或其他性质，让光路发生改变，实现光的开与关。机械式一般通过一些折射透镜或者凹槽等改变光路，从而实现光路的转换和变化。
[0003]现有的光开关普遍存在以下的一些缺点：多个方向光路光开关封装模块的形式，这种模块一般为机械式，结构复杂，零部件数量多，部分部件精密度要求很高，对加工要求很高，采购成本高，而且组装复杂，生产成本也很高；光波导开关芯片封装模块的形式，其输送光纤与入光口波导之间、输出光纤与出光口波导之间不易对准耦合，对装配要求很高，组装复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：提供一种高速光波导开关芯片封装模块，其结构简洁，便于直接对模块输入输出光信号，连接方便，方便插拔，操作简单可靠，装配要求低，组装简便。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种高速光波导开关芯片封装模块，包括：底座，其包括内凹的容纳腔；光波导芯片，其设置于容纳腔内，其包括入光口波导、两根出光口波导、两条接地电极镀层、射频电极镀层；其中，两条接地电极镀层、射频电极镀层设置于光波导芯片的上表面，射频电极镀层位于两条接地电极镀层之间，两条接地电极镀层、射频电极镀层彼此间具有间隙，入光口波导、两根出光口波导位于波导层，波导层位于光波导芯片的上表面、下表面之间；金属化光纤，其第一端通过底座的第一端穿入到容纳腔内与入光口波导耦合，其第一端倒角为锥形，其第二端连接光输入接头；带双头连接器光纤阵列，其包括两根裸光纤，两根裸光纤的第一端通过底座的第二端穿入到容纳腔内，两根裸光纤的第一端彼此之间的间距与两根出光口波导的间距匹配并分别一一对应与两根出光口波导耦合，两根裸光纤为多模光纤，两根裸光纤纤芯的直径大于两根出光口波导纤芯的直径，两根裸光纤的第二端分别连接光输出接头；第一射频连接陶瓷基板，其包括第一镀金层、第二镀金层及位于第一镀金层、第二镀金层之间的第三镀金层，第一镀金层、第二镀金层、第三镀金层彼此间具有间隙，第一镀金层、第二镀金层分别一一对应与两条接地电极镀层的一端电气连接，第三镀金层与射频
电极镀层的一端电气连接；第一SMA射频接头，其安装于底座外，其引针与第一射频连接陶瓷基板的第三镀金层电气连接；第二射频连接陶瓷基板，其包括第四镀金层、第五镀金层及位于第四镀金层、第五镀金层之间的第六镀金层，第四镀金层、第五镀金层、第六镀金层彼此间具有间隙，第四镀金层、第五镀金层分别一一对应与两条接地电极镀层的另一端电气连接，第六镀金层与射频电极镀层的另一端电气连接；第二SMA射频接头，其安装于底座外，其引针与第二射频连接陶瓷基板的第六镀金层电气连接。
[0006]还包括：半导体制冷器，其设置于容纳腔内，其包括两根供电引线，光波导芯片置于其上；供电穿心电容，其为两个，其安装于底座外，其分别一一对应与两根供电引线电气连接。
[0007]还包括：监控穿心电容连接陶瓷基板，其为两块，其设置于容纳腔内，其与光波导芯片连接；监控穿心电容，其为两个，其安装于底座外，其分别一一对应与监控穿心电容连接陶瓷基板电气连接。
[0008]还包括：第一支撑块，其设置于容纳腔内，金属化光纤的第一端置于其上。
[0009]所述第一支撑块具有V型槽，金属化光纤的第一端位于V型槽内。
[0010]还包括：石英玻璃，两根裸光纤的第一端固化于其上；第二支撑块，其设置于容纳腔内，石英玻璃置于其上。
[0011]所述光输入接头为ST类型接头、SC类型接头、LC类型接头或FC类型接头。
[0012]所述光输出接头为ST类型接头、SC类型接头、LC类型接头或FC类型接头。
[0013]还包括：上盖，其设置于底座将容纳腔盖住。
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益技术效果：本专利技术集成光学封装和射频连接，采用金属化光纤和双头连接器光纤阵列完成光学部分的封装，光输入接头可以使用通用的ST类型接头、SC类型接头、LC类型接头或FC类型接头，输入、输出光纤可以选择单模或者多模，兼容不同的应用场合，集成度高，结构简洁，便于直接对模块输入输出光信号，连接方便，方便插拔，操作简单可靠。
[0015]射频接口和供电接口均使用通用SMA射频接头即第一SMA射频接头、第二SMA射频接头，方便电信号输入，由于射频接头与光波导芯片连接距离很短，传输速率可达3G以上，同时SMA射频接头兼有处理信号的功能，提供良好的驻波比，对于信号反射少，对电信号进行有效的传输，连接方便，操作简单可靠。
[0016]需要时还可以放置TEC(半导体制冷器)，用于光波导芯片的温度监控和调节，实现控温功能，保证模块高低温工作性能，使得光开关模块可以应用在不同的环境温度中。使用
供电穿心电容用于TEC的供电和监控连接，结构简单，便于供电输入，可以选择带TEC或者不带TEC，两种情况均可正常工作。
[0017]模块上盖通过螺钉和底座安装固定，结构稳定，方便拆卸安装和检查，稳定性更好，抗振能力强。
[0018]光纤与壳体窗口的地方可以金属化处理，与壳体焊接在一起保持密封，盖板与底座通过高压电阻焊接进行密封，整个腔体实现完全密封的状态，提高可靠性和环境适应性。
[0019]模块底座和上盖材质为SUS304不锈钢，表面镀金处理，外型美观，抗腐蚀能力强，可适用于多种使用环境。
附图说明
[0020]图1为本专利技术立体结构示意图。
[0021]图2为本专利技术主视局部结构示意图。
[0022]图3为本专利技术后视结构示意图。
[0023]图4为本专利技术主爆炸结构示意图。
[0024]图5本专利技术光波导芯片结构示意图。
[0025]图6本专利技术第一射频连接陶瓷基板、第一SMA射频接头、第二射频连接陶瓷基板、第二SMA射频接头之间及其与光波导芯片之间连接结构示意图。
[0026]图7为本专利技术输出光功率和与输入电压的关系图。
[0027]图中附图标记的含义：1、金属化光纤；2、上盖；3、安装螺钉；4、带双头连接器光纤阵列；5、底座；6、监控穿心电容；7、供电穿心电容；8、第一射频连接陶瓷基板；9、光波导芯片；10、监控穿心电容连接陶瓷基板；11、第一SMA射频接头；12、第一支撑块；13、半导体制冷器；14、第二支撑块；15、第一打金线；16、接地电极镀层；17、射频电极镀层；18、入光口波导；19、出光口波导；20、第二射频连接陶瓷基板；21、第二SMA射频接头；22、第二打金线。
具体实施方式
[0028]本说明书中公开的所有特征，或公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速光波导开关芯片封装模块，其特征在于，包括：底座，其包括内凹的容纳腔；光波导芯片，其设置于容纳腔内，其包括入光口波导、两根出光口波导、两条接地电极镀层、射频电极镀层；其中，两条接地电极镀层、射频电极镀层设置于光波导芯片的上表面，射频电极镀层位于两条接地电极镀层之间，两条接地电极镀层、射频电极镀层彼此间具有间隙，入光口波导、两根出光口波导位于波导层，波导层位于光波导芯片的上表面、下表面之间；金属化光纤，其第一端通过底座的第一端穿入到容纳腔内与入光口波导耦合，其第一端倒角为锥形，其第二端连接光输入接头；带双头连接器光纤阵列，其包括两根裸光纤，两根裸光纤的第一端通过底座的第二端穿入到容纳腔内，两根裸光纤的第一端彼此之间的间距与两根出光口波导的间距匹配并分别一一对应与两根出光口波导耦合，两根裸光纤为多模光纤，两根裸光纤纤芯的直径大于两根出光口波导纤芯的直径，两根裸光纤的第二端分别连接光输出接头；第一射频连接陶瓷基板，其包括第一镀金层、第二镀金层及位于第一镀金层、第二镀金层之间的第三镀金层，第一镀金层、第二镀金层、第三镀金层彼此间具有间隙，第一镀金层、第二镀金层分别一一对应与两条接地电极镀层的一端电气连接，第三镀金层与射频电极镀层的一端电气连接；第一SMA射频接头，其安装于底座外，其引针与第一射频连接陶瓷基板的第三镀金层电气连接；第二射频连接陶瓷基板，其包括第四镀金层、第五镀金层及位于第四镀金层、第五镀金层之间的第六镀金层，第四镀金层、第五镀金层、第六镀金层彼此间具有间隙，第四镀金层、第五镀金层分别一一对应与两条接地电极镀层的另一端电气连接，第六镀金层与射频电极镀层的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庭军，胡荣平，何迟光，
申请(专利权)人：上海三菲半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：