一种小型化高可靠集成外调光发射机及封装方法技术

本发明专利技术公开了小型化高可靠集成外调光发射机包括：封装外壳，内部设有容置腔体，侧面设有射频信号孔和供电孔，一端设有光纤信号孔；外调激光组件、激光器耦合组件、强度调制组件、调制器耦合组件依次设置在容置腔体内；尾管，设置在封装壳体外侧，轴线与光纤信号孔同轴；驱动控制组件，设置在容置腔体内，分别与外调激光组件、强度调制组件电连接；射频连接器，穿过射频信号孔与强度调制组件电连接；供电绝缘子，穿过供电孔与驱动控制组件电连接；输出金属化光纤组件，穿过尾管，正对调制器耦合组件。本发明专利技术具有体积较小、可靠性高、气密性佳、输出光功率高的优点。光功率高的优点。光功率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化高可靠集成外调光发射机及封装方法


[0001]本专利技术涉及高速微波光链路设备领域，具体涉及一种小型化高可靠集成外调光发射机及封装方法。

技术介绍

[0002]由外调激光器、强度调制器组件构成的外调光发射组件在高速微波光链路中起到很重要的作用。集成外调光发射机由外调激光器、强度调制器、及其驱动控制电路等集成封装一体，改善了外调激光器与强度调制器的分离组件封装壳体尺寸过大、光纤弯曲连接增加体积等缺点。
[0003]集成外调光发射机的封装设计主要将外调激光器芯片、电路板底座、热敏电阻、制冷器、强度调制器芯片、输出光纤、射频连接器、背光监视芯片、驱动控制电路板等组装在一个密闭的管壳内，实现光、电信号的内外部互连。其由外调激光器芯片发射光源，耦合进入强度调制器芯片中，再将输入的射频信号调制到光信号上，实现电光转换，最后耦合进光纤输出光载波信号。
[0004]现有集成外调光发射机中，激光器芯片与强度调制器芯片的光耦合中，设置了一段转接光纤，激光器芯片发射的光先耦合进转接光纤，再耦合进强度调制器芯片。强度调制器芯片两端采用光学胶连接固定转接光纤与输出光纤，为保证热可靠性，需要在输出光纤端预留一段裸光纤，防止拉伸损坏，且采用胶水密封管壳出纤口。
[0005]这种传统封装形式，主要有以下几方面缺点：
[0006](1)体积大：转接光纤与输出端预留光纤的设置，造成总共约20mm的长度空间浪费。
[0007](2)可靠性不高：强度调制器芯片的光耦合采用光学胶水固定，振动机械冲击易造成耦合点脱落
[0008](3)气密性不高：出纤口的采用胶水固化密封，不利于密封性能。
[0009](4)输出光功率低：转接光纤的设置，使外调激光器与强度调制器芯片的耦合增加了一个耦合点，增大了耦合损耗，降低出光功率。

技术实现思路

[0010]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的就是提供一种小型化高可靠集成外调光发射机及其封装方法具有体积较小、可靠性高、气密性佳、输出光功率高的优点。
[0011]本专利技术的目的是通过这样的技术方案实现的：
[0012]一种小型化高可靠集成外调光发射机，包括：
[0013]封装外壳，内部设有容置腔体，侧面设有均与容置腔体连通的射频信号孔和供电孔；一端设有光纤信号孔与容置腔体连通，
[0014]外调激光组件，设置在容置腔体内；
[0015]激光器耦合组件，设置在容置腔体内，其轴线正对外调激光组件的外调激光芯片
的发光面；
[0016]强度调制组件，设置在容置腔体内；所述激光器耦合组件位于强度调制组件和外调激光组件之间；
[0017]调制器耦合组件，设置在封装壳体内，与激光器耦合组件同轴设置；
[0018]尾管，设置在封装壳体外侧，轴线与光纤信号孔同轴；
[0019]驱动控制组件，设置在容置腔体内，分别与外调激光组件、强度调制组件电连接；
[0020]射频连接器，穿过射频信号孔与强度调制组件电连接；
[0021]供电绝缘子，穿过供电孔与驱动控制组件电连接；
[0022]输出金属化光纤组件，穿过尾管，正对调制器耦合组件。
[0023]进一步地，所述封装外壳包括：
[0024]盒体，上表面设有内凹的上容置槽，下表面设有内凹的下容置槽；所述外调激光组件、激光器耦合组件、强度调制组件、调制器耦合组件均设置在上容置槽内；射频信号孔和光纤信号孔与上容置槽连通；驱动控制组件设置在下容置槽内，所述供电孔与下容置槽连通；
[0025]上盖板，与盒体固定，将上容置槽封闭；
[0026]下盖板，盒体固定，将下容置槽固定。
[0027]进一步地，所述盒体的下表面设有若干带内螺纹的安装孔；所述下盖板的外表面不超出盒体的下表面；
[0028]所述盒体内部设有连通上容置槽和下容置槽的穿孔，供驱动控制组件与外调激光组件和强度调制组件电连接。
[0029]进一步地，所述穿孔内设有电连接绝缘子，所述电连接绝缘子分为两组通过驱动控制组件分别与强度调制组件和外调激光组件电连接；
[0030]所述容置腔内设有电传输转接板，两端分别与一组电连接绝缘子和外调激光组件电连接。
[0031]进一步地，所述外调激光组件包括：
[0032]制冷片，烧结在容置腔体内，与驱动控制组件电连接；
[0033]电路板底座，烧结在制冷片上；
[0034]热敏电阻，烧结在电路板底座上；
[0035]外调激光器芯片，烧结在电路板底座上，其发光面正对激光器耦合组件的轴线；
[0036]激光器背光监视芯片，烧结在电路板底座上，对外调激光器芯片发出激光检测；所述热敏电阻、外调激光器芯片、激光器背光监视芯片均与驱动控制组件电连接。
[0037]进一步地，所述激光器耦合组件包括：
[0038]激光金属套管，固定在容置腔体内，位于外调激光组件和强度调制组件之间；
[0039]激光器耦合透镜，设置在激光金属套管内，其轴线正对外调激光组件的外调激光芯片的发光面；
[0040]光隔离器，设置在激光金属套管内，与激光器耦合透镜同轴设置，正对强度调制组件，与调制器耦合组件同轴。
[0041]进一步地，所述强度调制组件包括：
[0042]强度调制器芯片，设置在容置腔体内，位于激光器耦合组件和调制器耦合组件之
间，与射频连接器和驱动控制组件电连接；
[0043]陶瓷电阻，设置在容置腔体内，与强度调制器芯片电连接；
[0044]调制器背光监视芯片，粘接在强度调制器芯片尾端，与驱动控制组件电连接。
[0045]进一步地，所述调制器耦合组件包括调制器耦合透镜，设置在光纤信号孔内，与激光器耦合组件同轴。
[0046]进一步地，所述驱动控制组件包括驱动控制电路板，上设有外调激光供电焊盘、强度调制供电焊盘、外部供电焊盘；所述外调激光供电焊盘与外调激光组件电连接；所述强度调制供电焊盘与强度调制组件电连接；所述外部供电焊盘与供电绝缘子电连接。
[0047]一种小型化高可靠集成外调光发射机的封装方法，包括以下步骤：
[0048]S1、将射频连接器采用AuSn焊料烧结在封装外壳的射频信号孔；
[0049]S2、将供电绝缘子采用AuSn焊料烧结在封装外壳的供电孔处；
[0050]S3、将外调激光器芯片、热敏电阻、激光器背光监视芯片，采用AuSn焊料通过真空烧结的方式烧结在电路板底座的预留焊盘位置上，并使用反馈微带邦定金丝将电路板底座与外调激光器芯片、热敏电阻、激光器背光监视芯片电连接；
[0051]S4、将电传输微带采用PbSn焊料通过真空烧结的方式固定在封装外壳的上容置槽内；
[0052]S4、将电路板底座、制冷器以及封装外壳的容置腔体依次采用用PbSn焊料通过真空烧结的方式固定在上容置槽内；
[0053]S5、将激光器耦合透镜、光隔离器、激光金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化高可靠集成外调光发射机，其特征在于，包括：封装外壳，内部设有容置腔体，侧面设有均与容置腔体连通的射频信号孔和供电孔，一端设有光纤信号孔与容置腔体连通；外调激光组件，设置在容置腔体内；激光器耦合组件，设置在容置腔体内，其轴线正对外调激光组件的外调激光芯片的发光面；强度调制组件，设置在容置腔体内；所述激光器耦合组件位于强度调制组件和外调激光组件之间；调制器耦合组件，设置在封装壳体内，与激光器耦合组件同轴设置；尾管，设置在封装壳体外侧，轴线与光纤信号孔同轴；驱动控制组件，设置在容置腔体内，分别与外调激光组件、强度调制组件电连接；射频连接器，穿过射频信号孔与强度调制组件电连接；供电绝缘子，穿过供电孔与驱动控制组件电连接；输出金属化光纤组件，穿过尾管，正对调制器耦合组件。2.根据权利要求1所述的小型化高可靠集成外调光发射机，其特征在于，所述封装外壳包括：盒体，上表面设有内凹的上容置槽，下表面设有内凹的下容置槽；所述外调激光组件、激光器耦合组件、强度调制组件、调制器耦合组件均设置在上容置槽内；射频信号孔和光纤信号孔与上容置槽连通；驱动控制组件设置在下容置槽内，所述供电孔与下容置槽连通；上盖板，与盒体固定，将上容置槽封闭；下盖板，盒体固定，将下容置槽固定。3.根据权利要求2所述的小型化高可靠集成外调光发射机，其特征在于，所述盒体的下表面设有若干带内螺纹的安装孔；所述下盖板的外表面不超出盒体的下表面；所述盒体内部设有连通上容置槽和下容置槽的穿孔，供驱动控制组件与外调激光组件和强度调制组件电连接。4.根据权利要求3所述的小型化高可靠集成外调光发射机，其特征在于，所述穿孔内设有电连接绝缘子，所述电连接绝缘子分为两组通过驱动控制组件分别与强度调制组件和外调激光组件电连接；所述容置腔内设有电传输转接板，两端分别与一组电连接绝缘子和外调激光组件电连接。5.根据权利要求1所述的小型化高可靠集成外调光发射机，其特征在于，所述外调激光组件包括：制冷片，烧结在容置腔体内，与驱动控制组件电连接；电路板底座，烧结在制冷片上；热敏电阻，烧结在电路板底座上；外调激光器芯片，烧结在电路板底座上，其发光面正对激光器耦合组件的轴线；激光器背光监视芯片，烧结在电路板底座上，对外调激光器芯片发出激光检测；所述热敏电阻、外调激光器芯片、激光器背光监视芯片均与驱动控制组件电连接。6.根据权利要求1所述的小型化高可靠集成外调光发射机，其特征在于，所述激光器耦
合组件包括：激光金属套管，固定在容置腔体内，位于外调激光组件和强度调制组件之间；激光器耦合透镜，设置在激光金属套管内，其轴线正对外调激光组件的外调激光芯片的发光面；光隔离器，设置在激光金属套管内，与激光器耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄百林，蒲儒伟，赵恕博，戴平，赵文莉，
申请(专利权)人：重庆威思沃科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：