具有电致冷和防激射的反射式半导体光放大器组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有电致冷和防激射的反射式半导体光放大器组件，其包括有反射式半导体光放大器、同轴型光纤输出结构、柔性电路板以及辐射散热板，其中所述反射式半导体光放大器一端与所述柔性电路板电性连接，另一端连接所述同轴型光纤输出结构，所述反射式半导体光放大器外包覆有辐射散热板，所述反射式半导体光放大器包含有反射式半导体光放大器管芯、能使所述反射式半导体光放大器管芯致冷降温的热电致冷器及能防止所述反射式半导体光放大器产生激射的石英晶体旋光片。本实用新型专利技术可以实现保持反射式半导体光放大器温度稳定及防止产生激射的效果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术有关一种半导体光放大器组件，特别是指一种具有电致冷和防激射的反射式半导体光放大器组件。
技术介绍
众所周知，当今构建实用化光接入网的条件已基本成熟，点到点的大容量、高速率 TDN-WDM(Time Division Network-Wavelength Division Multiplexing，时分网络-波分复用)混合无源光纤网络(Passive Optical Network, PON)，已成为国内外光通信有识之士的共识。随着光接入网技术的进步，用户对传输速率、容量的需求不断增长，希望光纤连接到大楼(Fiber to The Building, FTTB)、光纤连接到户(Fiber To The Home, FTTH)的愿望已开始逐步付诸实施。在光接入网工程中，波分复用-无源光纤网络(WDM-PON)无疑是光接入网中容量最大、最具成本优势的方案，已逐步受到网络营运商和用户的广泛支持。WDM-PON为每个用户分配一对专用的波长，分别用于传输上、下行信号，而不像 TDM-PON中所有用户共享一个波长。专用波长的好处是，每个用户可以在任何时间向OLT 发送自己的数据，而不影响其它用户。由于每个用户都有自己专用的波长，从而可以根据需要制定不同的业务服务项目。这意味着在同一网络设施中同时运行不同速率、不同种类的服务。当需要为用户升级信道速率时，也可分别进行，而不会相互干扰。如使用信道间隔为 100GHz的AWG，则未来每个用户的可用带宽竟可达40(ib/S，这似乎是一个天文数字！另夕卜， 增加新的用户只需要添加新的波长，对其它用户带宽丝毫没有影响。WDM-PON的这种带宽和用户数量的易升级性，使之非常方便地同时支持商业用户和家庭用户。相对于TDM-P0N， WDM-PON在信道带宽、服务透明性及延迟等方面更具有优势，而且由于能提供点到点的连接，使得服务具有灵活选择性，这就极大方便了接入网内用户。WDM-PON的关键问题，是寻找技术指标能满足网络要求、工程价格用户能承担得起的关键光电子和微电子器件，如半导体光源、光放大器、波分复用/解复用器和高速专用IC寸。可供光接入网WDM-PON选择的半导体光源(包括种子光源)有波长可调谐 LD(Laser Diode,半导体激光器)、集成 LD 阵列、ASE(AmplifiedSpontaneous Emission,放大的自发辐射器件)、SLD (Superluminescent Diode,超辐射发光二极管)、 EDFA(Erbium-doped Optical Fiber Amplifer，掺铒光纤放大器)等。对光接入网来说， 波长可调谐LD、集成LD阵列、EDFA，它们结构复杂、价格昂贵，但很多用户承担不起。若采用ASE和SLD (包括某些LED)作光源，成本则可下降，但容易引起AWG(Arrayed Waveguide Grating，阵列波导光栅)损耗、光纤和器件插入引起的损耗，为了弥补该损耗，还需要装接光放大器。现有可供选择的光放大器有EDFA及半导体光放大器(SemiconductorOptical Amplifer, S0A)，其中，SOA 包括注入锁模的 F-P LD (Fabry-Perot laserdiode，法布里-珀罗激光二极管)、行波型SOA和RSOA (反射式半导体光放大器)。RSOA与EDFA相比，具有光谱范围宽(_3dB谱宽可达60 μ m以上)、允许光放大范围大(对1. 5 μ m和1. 3 μ m光波段均可进行放大)、使用方便、体积小、便于集成、价格较便宜等优点；RSOA与行波型光放大器(TW-SOA)比较，具有小信号增益大、饱和光功率和输出光功率高、噪声指数较低等特点。当然，RSOA也存在一些不足，如对温度变化比较敏感、反射光容易引起激射，此外，还存在光功率监控问题。众所周知，RSOA比同等条件下的激光器所加的驱动电流要大。光通信用的半导体激光器所加工作电流一般为40-80mA，而RSOA所加工作电流一般为80_300mA，甚至可能达到500mA。这么大的电流，将引起半导体芯片发热，此外，外部环境温度也可能达到40°C以上。如果RSOA长期处于高温下工作，芯片性能将不断劣化，光信号幅度将逐渐下降。因此， 控制RSOA的芯片温度，并尽快发散热量，是一个很重要的问题。RSOA还可能存在激射问题。RSOA与激光器的主要区别是没有光学谐振腔。RSOA 在相同电流下光功率密度较小，光谱宽度较宽。但RSOA作为光放大器或注入光调制光源时，与光纤端面可能构成谐振腔，当有反射光存在时，就可能产生激射。这也是要克服的一个重要问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种能解决温度稳定性和激射问题的具有电致冷和防激射的反射式半导体光放大器组件。为达到上述目的，本技术提供一种具有电致冷和防激射的反射式半导体光放大器组件，其包括有反射式半导体光放大器、同轴型光纤输出结构、柔性电路板以及辐射散热板，其中所述反射式半导体光放大器一端与所述柔性电路板电性连接，另一端连接所述同轴型光纤输出结构，所述反射式半导体光放大器外包覆辐射散热板，所述反射式半导体光放大器包含有反射式半导体光放大器管芯、能使所述反射式半导体光放大器管芯致冷降温的热电致冷器及能防止所述反射式半导体光放大器产生激射的石英晶体旋光片。在所述热电致冷器的制冷面上面焊接有带印制电路板的氮化铝热沉，在所述氮化铝热沉上面的一端组装有背光探测器，该背光探测器的中心应与通过所述反射式半导体光放大器管芯的光束对准。所述氮化铝热沉上组装有过渡热沉，并在该过渡热沉上分别组装热敏电组和所述反射式半导体光放大器管芯，在所述氮化铝热沉的上表面印制有所述反射式半导体光放大器管芯、背光探测器和热敏电阻所需的电路。所述反射式半导体光放大器内部在靠近所述背光探测器一侧设有多个管脚引出线，而在相对于所述管脚引出线的所述反射式半导体光放大器的另一侧放置有所述石英晶体旋光片，且所述石英晶体旋光片设于所述反射式半导体光放大器管芯的出光前端。所述柔性电路板具有与管脚引出线数量相同的多个钮扣式引脚，该钮扣式引脚与所述管脚引出线一一相连。所述辐射散热板为弯曲状凹凸面。所述石英晶体旋光片是一种由单片石英晶体构成的光学元件，并在所述石英晶体旋光片表面镀有增透膜。所述同轴型光纤输出结构能将光线汇聚到耦合光纤的凸透镜，该凸透镜位于所述石英晶体旋光片的出光端。本技术由于采用了热电致冷器、石英晶体旋光片、带印制电路板的氮化铝热沉、弯曲状辐射散热板、凸透镜、外接柔性电路板，并具有实现光控、温控的背光探测器与热敏电阻，因而具有以下特点a)由于采用了热电致冷器和辐射散热板，并采用热敏电阻，温度稳定性好；b)由于采用了石英晶体旋光片，并在其表面镀以增透膜，有效地防止了可能产生的激射现象；c)由于采用了背光探测器，通过外电路实行光控，从而可实现输出光功率稳定；d)采用了凸透镜和耦合光纤，有效地提高了反射式半导体光放大器组件的光纤耦合效率、光信号增益和出射光功率；e)通过设计使用弯曲状辐射散热片、柔性电路板，并使光电组件结构优化，使光电组件体积减小到极限。附图说明图1为本技术具有电致冷和防激射的反射式半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有电致冷和防激射的反射式半导体光放大器组件，其特征在于，其包括有反射式半导体光放大器、同轴型光纤输出结构、柔性电路板以及辐射散热板，其中所述反射式半导体光放大器一端与所述柔性电路板电性连接，另一端连接所述同轴型光纤输出结构，所述反射式半导体光放大器外包覆所述辐射散热板，所述反射式半导体光放大器包含有反射式半导体光放大器管芯、能使所述反射式半导体光放大器管芯致冷降温的热电致冷器及能防止所述反射式半导体光放大器产生激射的石英晶体旋光片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁国庆，胡长飞，
申请(专利权)人：武汉华工正源光子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83