專利名稱：同軸帶制冷激光器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種激光器組件，特別是指一種可用作光通信領(lǐng)域高速率DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing,密集型光波復(fù)用)骨干網(wǎng)和 PON (PassiveOptical Network，無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò))接入網(wǎng)中的同軸帶制冷激光器組件。
背景技術(shù)：
隨著三網(wǎng)融合的具體實(shí)施、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的快速發(fā)展，用戶對(duì)帶寬的需求不斷快速增長(zhǎng)，迫切需要提升現(xiàn)有光纖通信網(wǎng)絡(luò)(骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和接入網(wǎng))的傳輸速率和容 量。DWDM系統(tǒng)以其巨大的帶寬資源、豐富的業(yè)務(wù)接入類型、易升級(jí)擴(kuò)容和節(jié)約光纖資源等優(yōu)點(diǎn)在骨干網(wǎng)中廣泛應(yīng)用并逐步滲入城域網(wǎng)。更高傳輸速率、更高分路比、更強(qiáng)組網(wǎng)能力及更好兼容性速率可達(dá)10Gb/s的PON已經(jīng)在接入網(wǎng)規(guī)模商用。DWDM系統(tǒng)要求波長(zhǎng)間隔在
0.2nm L 6nm，在 10Gb/s PON 光線路終端(0LT)，下行為 1577nm (1575 1580nm)的 10Gb/s光發(fā)射信號(hào)，這對(duì)激光器組件的啁啾效應(yīng)和發(fā)射光波長(zhǎng)穩(wěn)定性提出了很高要求。傳統(tǒng)的無(wú)制冷、直接調(diào)制激光器將帶來(lái)較大的波長(zhǎng)漂移和啁啾效應(yīng)，難以滿足應(yīng)用要求，而傳統(tǒng)的采用蝶型、方盒型(box-type)封裝帶熱電制冷器的激光器組件又因體積太大難以適應(yīng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛的小型封裝要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種體積小、成本低且能滿足高速光通信對(duì)光發(fā)射組件光波長(zhǎng)的穩(wěn)定、啁啾效應(yīng)小等要求的同軸帶制冷激光器組件。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種同軸帶制冷激光器組件，其包括有帶制冷的光發(fā)射管芯及與該光發(fā)射管芯連接的適配器，該光發(fā)射管芯包括TO底座和與該TO底座連接的帶光窗密封管帽，該密封管帽上設(shè)有透鏡，TO底座外側(cè)設(shè)有用于與外部系統(tǒng)進(jìn)行電連接的多根引腳，位于所述密封管帽內(nèi)所述TO底座上直接安裝熱電制冷器，所述密封管帽內(nèi)設(shè)有激光器芯片，該激光器芯片的出光光軸與所述TO底座的中心軸線及密封管帽上的透鏡光軸同軸，出射光穿過(guò)光窗，進(jìn)入適配器并輸出。所述熱電制冷器的散熱端面放于所述TO底座上表面，所述熱電制冷器的冷端面安裝有一激光器載體，該激光器載體表面安裝有所述激光器芯片，該激光器載體表面還安裝有一熱敏電阻、一電容、一匹配電阻和一傳輸高速調(diào)制信號(hào)的共面波導(dǎo)傳輸線。所述熱電制冷器上還放置有一監(jiān)視光電二極管。所述激光器芯片采用外調(diào)制的集成電吸收調(diào)制激光器芯片。本發(fā)明同軸帶制冷激光器組件采用標(biāo)準(zhǔn)TO封裝，大幅減小激光器組件體積，降低器件成本，引入寄生參數(shù)小，可廣泛應(yīng)用于高速DWDM系統(tǒng)和10Gb/s及以上速率的PON系統(tǒng)中。


圖I為本發(fā)明同軸帶制冷激光器組件的外形結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明同軸帶制冷激光器組件的光發(fā)射管芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明同軸帶制冷激光器組件的密封管帽內(nèi)部分元器件間電連接圖。
具體實(shí)施例方式為便于對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及達(dá)到的效果有進(jìn)一步的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖并舉較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。如圖I與圖2所示，本發(fā)明的同軸帶制冷激光器組件為一種同軸封裝帶制冷電吸收調(diào)制激光器發(fā)射組件，它包括有帶制冷的光發(fā)射管芯I及與該光發(fā)射管芯連接的適配器
2。該光發(fā)射管芯I包括TO (Transistor Outline,晶體管外形)底座10和與該TO底座 10連接的帶光窗的密封管帽11，TO底座10外側(cè)設(shè)有用于與外部系統(tǒng)進(jìn)行電連接的多根引腳3。密封管帽11上設(shè)有透鏡110，位于密封管帽11內(nèi)TO底座10上直接安裝熱電制冷器111，熱電制冷器111的散熱端面放于TO底座10的上表面，熱電制冷器111的冷端面用于安裝一激光器載體112,該激光器載體112表面安裝有一激光器芯片113、一熱敏電阻114、一電容115、一匹配電阻116和一傳輸高速調(diào)制信號(hào)的共面波導(dǎo)傳輸線117,在熱電制冷器111上還放置一監(jiān)視光電二極管118。激光器芯片113的出光光軸與TO底座10的中心軸線及密封管帽11上的透鏡110光軸同軸(如圖I中虛線所示)并穿過(guò)光窗，進(jìn)入適配器2并輸出(見(jiàn)圖I)。整個(gè)組件的熱量主要通過(guò)激光器載體112傳遞到熱電制冷器111的冷端面，再通過(guò)TEC (熱電制冷器)傳遞到TO底座10散去，極小部分熱量通過(guò)密封管帽11散去，具有更高的傳熱效率，本發(fā)明中的激光器芯片采用外調(diào)制的集成電吸收調(diào)制激光器芯片，啁啾效應(yīng)更小。該結(jié)構(gòu)的激光器組件成本低、導(dǎo)熱效率高、出射光波長(zhǎng)穩(wěn)定和啁啾效應(yīng)小，并且完全符合lOGb/s小型器件多源協(xié)議MSA-XMD對(duì)光發(fā)射組件的要求。如圖3所示，本發(fā)明的同軸帶制冷激光器組件的密封管帽內(nèi)部分部件之間的電連接示意圖，管腳I'為熱電制冷器負(fù)極，管腳2'為熱電制冷器正極，管腳3'為調(diào)制器陰極，管腳4'為接地端，管腳5'為監(jiān)視光電二極管陽(yáng)極，管腳6'為L(zhǎng)D陽(yáng)極，管腳7'為電熱調(diào)節(jié)器，熱電制冷器(TEC) 111連接管腳I'與2,，電吸收調(diào)制激光器芯片(EML) 113的激光器陽(yáng)極與調(diào)制器陽(yáng)極分別連接管腳6'與3'，共陰極連接管腳4'，匹配電阻116—端接管腳3'，另一端接管腳4'，熱敏電阻114 一端接管腳7'，另一端接管腳4'，監(jiān)視光電二極管118陽(yáng)極連接管腳5'，陰極連接管腳4'。本發(fā)明同軸帶制冷激光器組件采用標(biāo)準(zhǔn)TO封裝，大幅減小激光器組件體積，降低器件成本，引入寄生參數(shù)小。同時(shí)，通過(guò)復(fù)雜的制造工藝，借助內(nèi)置高精度微型熱電制冷器，及時(shí)、高效散去激光器組件內(nèi)部大量的熱量，穩(wěn)定激光器管芯溫度。另外激光器組件內(nèi)部設(shè)有傳輸RF (射頻)信號(hào)共面波導(dǎo)傳輸線，使高速調(diào)制信號(hào)饋入電路阻抗，使發(fā)射光波長(zhǎng)具有極高穩(wěn)定性和較低啁啾效應(yīng)，可廣泛應(yīng)用于高速DWDM系統(tǒng)和10Gb/s及以上速率的PON系統(tǒng)中。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種同軸帶制冷激光器組件，其特征在于，其包括有帶制冷的光發(fā)射管芯及與該光發(fā)射管芯連接的適配器，該光發(fā)射管芯包括TO底座和與該TO底座連接的帶光窗密封管帽，該密封管帽上設(shè)有透鏡，TO底座外側(cè)設(shè)有用于與外部系統(tǒng)進(jìn)行電連接的多根引腳，位于所述密封管帽內(nèi)所述TO底座上直接安裝熱電制冷器，所述密封管帽內(nèi)設(shè)有激光器芯片，該激光器芯片的出光光軸與所述TO底座的中心軸線及密封管帽上的透鏡光軸同軸，出射光穿過(guò)光窗，進(jìn)入適配器并輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的同軸帶制冷激光器組件，其特征在于，所述熱電制冷器的散熱端面放于所述TO底座上表面，所述熱電制冷器的冷端面安裝有一激光器載體，該激光器載體表面安裝有所述激光器芯片，該激光器載體表面還安裝有一熱敏電阻、一電容、一匹配電阻和一傳輸高速調(diào)制信號(hào)的共面波導(dǎo)傳輸線。
3.如權(quán)利要求2所述的同軸帶制冷激光器組件，其特征在于，所述熱電制冷器上還放置有一監(jiān)視光電二極管。
4.如權(quán)利要求I所述的同軸帶制冷激光器組件，其特征在于，所述激光器芯片采用外調(diào)制的集成電吸收調(diào)制激光器芯片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種同軸帶制冷激光器組件，其包括有帶制冷的光發(fā)射管芯及與該光發(fā)射管芯連接的適配器，該光發(fā)射管芯包括TO底座和與該TO底座連接的帶光窗密封管帽，該密封管帽上設(shè)有透鏡，TO底座外側(cè)設(shè)有用于與外部系統(tǒng)進(jìn)行電連接的多根引腳，位于所述密封管帽內(nèi)所述TO底座上直接安裝熱電制冷器，所述密封管帽內(nèi)設(shè)有激光器芯片，該激光器芯片的出光光軸與所述TO底座的中心軸線及密封管帽上的透鏡光軸同軸，出射光穿過(guò)光窗，進(jìn)入適配器并輸出。本發(fā)明同軸帶制冷激光器組件采用標(biāo)準(zhǔn)TO封裝，大幅減小激光器組件體積，降低器件成本，引入寄生參數(shù)小，可廣泛應(yīng)用于高速DWDM系統(tǒng)和10Gb/s及以上速率的PON系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)H01S5/026GK102723663SQ20121017048
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者余向紅, 劉倚紅, 劉權(quán), 徐紅春, 段啟金 申請(qǐng)人:武漢電信器件有限公司