度被進行。當光調(diào)制器或激光器的深度被改變時，在調(diào) 制器下面的間隔件或在氣密密封外殼內(nèi)的TEC上方或下方的間隔件可W被配置為容納/考 慮到(account for)高度調(diào)整。
[0047] 可選地，光學通信設備在位于TCE上的單個子基座上可W具有多個激光器(代替在 子基座子上的單個激光器），W便位于子基座下面并鄰近TEC的間隔件有助于消散激光器或 多個激光器產(chǎn)生的熱。
[0048] 在本公開中描述的光學通信設備的示例性實施方式因此提供了可靠、靈活并且堅 固的光學通信設備。一個實施方式可W具有傳輸光學子組件，對其可使用晶體管型（高容 量)低成本組件，例如標準晶體管型頭(TO頭），并具有低成本的玻璃/金屬氣密密封的窗口 帽。能量效率通過氣密密封的有限區(qū)域被提供，如可W被用作連續(xù)光源的冷卻或未被冷卻 的(一個或多個)激光器。運允許創(chuàng)造性光學通信設備的光調(diào)制器和連接器部分留在氣密封 裝外部，提供如本文所述的優(yōu)點。運也防止昂貴的密封射頻(R巧饋通。
[0049] 根據(jù)不同實施實施方式，本文所提供的公開內(nèi)容能夠提供優(yōu)于傳統(tǒng)TOSA連接器的 優(yōu)點。第一，本文公開的密封區(qū)域可W包含直流(DC)線路W及無射頻(RF)信號，從而允許比 傳統(tǒng)設計更便宜和更容易地布線(運是部分因為具有圓形引腳的玻璃/金屬饋通僅對少于 10加速度有效。超過10加速度，陶瓷多層具有優(yōu)異的RF性能(更少的反射/福射和更多傳輸 射頻信號））。具體地，制備直流信號到密封區(qū)域的饋通與布線RF信號相比是更便宜和更容 易，因為相比于與RF布線所需的金屬密封件配套的多陶瓷層，能夠使用簡單的玻璃/金屬密 封件。第二，在某些實施方式中，光學通信設備可W包括更低成本的標準封裝配件，如陶瓷 子基座，標準窗口帽、和/或標準排針。第=，由于本文所描述的子基座設計上的優(yōu)選單獨激 光器，所W光學通信設備可W具有更高的預燒產(chǎn)量，其中由于單個激光器故障，單獨子基座 可W由多激光器子基座替換。第四，光學通信設備可W產(chǎn)生較低的功率消耗，因為與傳統(tǒng)設 備所需的調(diào)制器部件內(nèi)包含的電子產(chǎn)品相比，它僅需要密封封裝內(nèi)的激光器被冷卻。第五， 因為不需要從熱到冷的短引線鍵合，所W光學通信設備可W產(chǎn)生較低的無源頭負荷化ead load)。第六，光學通信設備提供了用于激光器和調(diào)制器分離的優(yōu)雅方案，該方案通過傾斜 TEC 90度(或基本上垂直)來處理TEC高度容差，而不損害穩(wěn)定性或不需要更復雜的設計特 征來吸收TEC高度容差(像勻場、激光器或調(diào)制器高度調(diào)整）。
[0050] 在本文公開的一個實施方式中，使用多個I/O引腳的低成本TO-頭技術能夠被用于 允許與激光器偏差的DC布線，連同TEC電流和溫度傳感器連接（例如，針對熱敏電阻的連 接）。（一個或多個)激光器能夠被安裝在單獨的子基座上(相比于具有較低熱導率的更昂貴 的娃處理的子基座，優(yōu)選低成本和高熱導率的陶瓷，其增加了 TEC功率）。運將允許子基座上 的每個激光器的單獨預燒并且通過模能被用于后續(xù)裝配。運樣，與在同一子基座上的幾個 激光器同時預燒相比（如果僅有一個激光器預燒失敗，則將使整個子組件失?。?，預燒產(chǎn)量 被最大化。然而，本領域的普通技術人員應當理解，該子組件可W使用覆蓋單獨或團體（晶 片)預燒策略二者的任何類型的子基座。
[0051] 如果優(yōu)選單獨的激光器子基座被實現(xiàn)，則子基座的形狀可W允許每個單獨的激光 器被安裝在TE訂頁表面上，W允許與TO封裝中屯、軸線一致的發(fā)射光。運也將允許具有激光器 的多個子基座W低至0.5mm的間距被布置W匹配透鏡陣列的間距和/或調(diào)制器部件的間距。 為了允許易于處理和預燒單獨的子基座，優(yōu)選它們具有0.8mm至0.9mm的最小尺寸。另外，預 燒需要在激光器子基座上的最小焊盤尺寸W進行可靠的電接觸(例如，與彈黃針）?？蛇x地， 在TE訂頁表面上布置的多個子基座可W是交替的(或相對的）W便所有奇數(shù)信道都面向單向 W及所有偶數(shù)信道旋轉(zhuǎn)到相反方向（即180度）。運允許子組件維持所需的小間距（例如， 0.5mm)。否則，諸如1.0mm的間距將是最小間距尺寸，因此限制了封裝尺寸。根據(jù)單獨的子基 座實施方式，一個子基座上的切口可W被用來避免與相鄰信道的激光器焊線的干擾。在通 過切割刀分離子基座前，子基座上的間隙能夠在不增加太多成本的情況下很容易地被添 加。與之相比，傳統(tǒng)設計在娃上使用更昂貴的反應離子蝕刻來產(chǎn)生間隙切口。
[0052] 電連接可W通過從子基座焊盤到TO頭引腳的引線鍵合被建立(如參考圖6所討論 的）。子基座和頭引腳二者的布局也可W被仔細地選擇W保持小的占地面積并且仍然允許 引線可焊接性。在與TE訂頁表面接觸的子基板背側，導電環(huán)氧樹脂能夠被用于將子基座焊盤 電連接到金屬化或圖案化的TE訂頁表面和/或被安裝到TEC上表面的其它圖案化基底（即，可 W為所有激光器的公共地基）。電連接可W通過靠近背側的子基座焊盤上的導電環(huán)氧樹脂 被90度彎曲到TE訂頁表面。運將是成本最低的方案(在沒有90度環(huán)氧樹脂路徑的情況下，引 線鍵合將需要替代連接，因為存在有限的空間/接入用于其它焊盤，邊緣周圍的環(huán)繞金屬焊 盤開辟了額外的空間來放置焊盤，但增加了子基座的成本）。此外，如所指出的，具有環(huán)繞 (多條)邊緣的導電路徑的子基座可W用來僅具有引線鍵合連接。然而，運將增加子基座的 成本。
[0053] 可選地，為了增加在垂直安裝的熱電冷卻器頂表面上的激光器子基座陣列的機械 完整性，框架結構可W被膠合到連接相互連接所有子基座并增加組件的硬度的子基座的前 側。
[0054] 每個激光器可W W距子基座的正面的可控距離被安裝。第一透鏡然后被對準并膠 合到每個子基座的正面來準直或彎曲激光。運允許在激光器和調(diào)制器部件之間較大的物理 分隔W容納具有窗口帽的氣密密封。可替代地，透鏡陣列能夠被對準并膠合到激光器子基 座前表面。
[0055] 因此，由TO頭和包含多個激光器、TEC和溫度傳感器(例如，熱敏電阻）的窗口（鏡頭 蓋)組成的密封子組件構建強健單元，該強健單元能夠在用于后續(xù)裝配步驟前被容易地處 理和測試。該光學子組件然后能夠被對準并固定(通過焊接，膠合和/或針焊)在光具座內(nèi)， W便激光信號/激光與光具座是水平的。運需要頭關于光學平臺/光具座90度傾斜。W運種 方式，光學裝置對任何TEC高度容差是免疫的。它也允許激光束在x/yA和角度的精確對準 W匹配調(diào)制器的光學高度和位置，W便調(diào)制器高度不必嚴格控制。應當指出的是，TEC的使 用在某些實施方式中（例如，CWDM或非WDM)不是強制的。對于運些應用，TO頭將僅為(一個或 多個)非冷卻激光器提供密封密封裝，仍允許使用需要密封封裝的（一個或多個)激光器(其 是被需要的，例如大量當前商業(yè)可獲得的憐化銅激光器）
[0056] 與本公開一致，光具座材料可W是各種材料，包括但不限于，鐵儀鉆合金或銅鶴合 金(CuW)來匹配娃熱膨脹系數(shù)(CTE)，并且在CuW的情況下還提供良好的散熱。金屬注射成型 (MIM)能夠可替代地用于光具座W降低更高容量的光學通信設備的成本。典型的金屬注射 成型尺寸公差對于本發(fā)明是可接受的
[0057] 可替換地，陶瓷也可W用作光具座材料，但它在機加工到所需的形狀時更具有挑 戰(zhàn)。此外，如果需要激光焊接，特別是在TO頭和光具座的連接W及到光具座的光纖連接器/ 插座，陶瓷/金屬或金屬/金屬的混合是一種選擇。
[0058] 根據(jù)制造創(chuàng)造性光學通信設備的一種實施方式，激光器和調(diào)制器之間的隔離器將 被附連到該設備，之后將調(diào)制器布置和附著到光具座。如果次級透鏡(或陣列)被用在調(diào)制 器輸入側(此次級透鏡對準需要高精度），則粗對準也是可接受的?？商娲?，調(diào)制器輸入信 道的交錯布局將允許更大的次級透鏡和更容易的加工接入。另外，在另一替代實施方式中， 所有調(diào)制器輸入可W是在同一行上，并且次級透鏡陣列可W被使用。
[0059] 為了將調(diào)制器的輸出光更容易地布線到光纖(陣列)連接器，有益的是使調(diào)制器輸 出側與輸入側不同，W允許更容易地布置當布置在相同側上時由于空間限制而不可用的組 件。在任何情況下，光纖(陣列)連接器布置和附連到光學平臺/光具座可W是最后或倒數(shù)第 二光學對準步驟，運取決于用于制造光學通信設備的工藝偏好。如所指出的，單獨的或陣列 透鏡可W被使用。
[0060] 如本文進一步公開的，光具座可W被設計成使得一個或多個驅(qū)動集成電路可W鄰 近調(diào)制器被安裝或甚至直接放置在調(diào)制器上。到印刷電路板(PCB)的連接可W是使得集成 電路和PCB之間使用的引線鍵合或柔性連接或替代地在光具座上的切口能夠允許集成電路 的球柵陣列(BGA)附連到PCB。
[0061] 本文所公開的光學通信設備的示例性實施方式的另一方面包括TEC的散熱。在垂 直取向，熱量必須采取從頭的背側到通常平行于光具座的散熱器的90度彎曲。通過對頭和 適當散熱器使用高導熱性鋼，使得接觸頭的背側(例如，銅指針），散熱器路徑內(nèi)的溫度下降 可W被最小化到可接受的水平(例如，添加額外的高導熱性材料到頭的背側提供熱量平行 路徑減少熱阻和溫度降至環(huán)境溫度）。
[0062] 本文公開的附圖提供了創(chuàng)造性光學通信設備的進一步細節(jié)。
[0063] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的光學通信設備100的透視圖。光學通信設備 100可W包括兩個主要組件:光學平臺/光具座105和氣密密封光學子組件200。如圖所示，調(diào) 制器11〇(其包含娃光子)和印刷電路板(PCB)IlS可被固定地附連到光學通信設備平臺105。 此外，電子集成電路111(例如，經(jīng)由BGA鍵合的倒裝忍片)可W嗯鍵合到調(diào)制器110。
[0064] -個或多個輸入透鏡120-N可W位于調(diào)制器110上W將從光學子組件200接收的激 光信號禪合到光子調(diào)制器110來進行處理。調(diào)制器110上的激光輸出透鏡125也可W用于通 過光學接口 130(諸如圖1中所示的透鏡光纖插座130或可替代插座(未示出））將光子調(diào)制器 110的輸出禪合到光學通信網(wǎng)絡。應當注意的是，其它組件可W被放置在光學平臺/光具座 105上，包括但不限于無源電氣組件和有源驅(qū)動集成電路，主電子PCB115,和/或微光學轉(zhuǎn)向 鏡。至化CB 115(或其它主電板）的電連接可W通過球柵陣列（BGA)來完成，或也可W通過柔 性PCB或引線鍵合完成。
[0065] 光學接口 130可W包括各種形式，包括但不限于，透鏡光纖（圖1中示出的）或允許 到光學接插線的連接的任何其它光學插座。不管類型如何，在輸出透鏡被對準并進入放置 在調(diào)制器輸出側來將最大光禪合到光學接口 130之前或之后，光學接口 130可W (例如，膠 合、針焊或焊接)被附連到光學平臺。
[0066] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的氣密密封光學子組件200。子組件200提 供用于放置TEC 210和分裝激光器215A-N的氣密密封外殼。如所示的，為了最大化熱量消散 和增加機械穩(wěn)定性，間隔件220可W被引入到激光器215A-N的下面。間隔件220可W包括如 下材