具有内部器件的模块化晶体管外形罐的制作方法

专利名称：具有内部器件的模块化晶体管外形罐的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及具有用于数据传输的光电器件的光学装置，尤其是，本发
明涉及组成具有多种内部器件的晶体管外形(TO)罐的光学组件。
背景技术：
光学数据通信进步的近来趋势导致了更小的器件和更快的数据传输率。虽 然发明者已经成功地生产更小和更快的光电发射器，但是更小发射器的可靠性 已经存在问题。部分地，这是由与生产功能可靠的微型发射器所需的复杂制造 技术关联的固有问题产生的。从而，随着尺寸的减小，不能工作的微型发射器 的百分比增加。
增加光电发射器不能工作的可能性的一个结果是制造成本的猛烈增长，其 必须由可工作的发射器来补偿。这是因为一些光电发射器处于生产前期，或在 能够执行例如预烧的功能测试之前基本完成。由于此，在做出关于是否按预期 运行的确定之前，不能工作的发射器可能有昂贵的器件被安装。制造商为了避 免亏本运营，在定价功能光电发射器和利用其的光通信设备时，必须考虑到不 能工作器件的某一百分比。
对抗这种问题的一个方法已经采用放置光电发射器的某些器件远离激光 器装置，尤其是在晶体管外形罐("TO-can")装置内。简要地，激光器装置，如 激光器二极管，设置在TO-can的管座(header)内部。然而，TO-can的尺寸 限制已经使光学和/或电学器件放置在管座罐(header can)的外部成为必要。 反过来，这种设置引起其它的制造困难。例如，把这些器件放置在管座罐的外 部能引起电子阻抗和/或电阻匹配问题，由于与精确地驱动激光器关联的狭小 误差幅度，其呈现了利害关系。由于实际光路径被用于粘接光学器件到TO-can 的粘合剂或其他接合材料阻止，也会出现其它问题。

发明内容
通常，本发明的实施例涉及适用于诸如发射器光学组件("TOSA")和接 收器光学组件("ROSA")的光学组件("OSA")中的TO-can。 TO-can包括管
座装置，其具有可以连接到基板的管座。管座可以包括多种器件。
在一个实施例中，管座装置包括安装到基板的激光器，如激光器二极管。 激光器被确定方向能够沿着与管座的光信号轴不对齐的第一光束路径发射已 调制光信号。在这个例子中，光束控制装置设置在基板上并且被确定方向使得 接收来自激光器的已调制光信号和使所接收到的光束改变方向沿着与光信号 轴实质对齐的第二光束路径。可选地，背反射抑制器可以包括在管座罐内并且 放置在第一光束路径或第二光束路径的其中一个路径处的已调制光信号的路 径中。背发射抑制器用于减少或防止已发射信号反射回到发射器。而且，多根 电子引线与激光器，和设置在基板上的至少一个电学器件电通信。多根电子引 线包括第一套，其与第二套电隔离。第一套可以载送已调制电流到激光器，并 且第二套可以载送偏置电流到激光器。
在另一个实施例中，管座包括有透镜的管座罐。管座罐与基座协作限定一 外壳，基板设置在该外壳内。基板有平坦表面，其被确定方向相对于管座的光 信号轴基本正交。激光器设置在基板上并且在与光信号轴实质正交的第一路径 中发射已调制光束。光学调谐器接收来自激光器的已调制光束并且使已调制光 束改变方向到与光信号轴实质对齐的第二光束路径。可选地，背反射抑制器可 以放置在第一光束路径或第二光束路径的其中一个路径处的已调制光信号的 路径中，以限制朝向激光器的背反射。
在一个构造中，光学包装可以包括通过管座罐延伸进入外壳的至少六根弓I 线。这些引线能与封装内的电子器件和/或与激光器电连接。而且，第一套引 线与第二套引线电隔离。第一套引线可以载送已调制电流到激光器，并且第二
套引线可以载送偏置电流到激光器。
在另一个实施例中，公开了紧縮光学封装的制造方法。在一个例子中，方 法包括装配基板，使得包括设置于其上的激光器、其它多种器件和/或电路， 使得增加地建立TOSA。为了在制造的多个阶段测试基板和在基板上组成的器 件的生存能力，可以在未完成TOSA的基板上执行预烧。即，在添加每个器件 之后，TOSA完成之前，适当时可以测试基板和器件。做为选择地，所有器件 可以安装到基板然后测试。在任何情形下，可以确定基板和组成的器件是否幸
存于预烧。在装置幸存于预烧的情况下，基板可以安装到管座基座上并且光电 器件可以与电子引线电连接。
本发明的示例性实施例的这些和其它方面从下面的描述和附加的权利要 求中将变得更加明显。


为了进一步阐述本发明的上述和其它方面，本发明的更加详细描述将通过 参考附图阐明的其具体实施例呈现。容易理解，这些附图只是描述本发明的典 型实施例，因此不被认为是对其范围的限定。将通过利用附图描述和解释本发 明的附加特征和细节，在附图中-
图1是阐明TOSA的实施例的横截面图2A是阐明用于TO-can的管座装置的实施例的上视图2B是图1A中沿线A-A获得的横截面图2C-2D是阐明管座装置的替代实施例的上视图2E是用于管座装置的基板的实施例的示意图3A-3B是驱动激光器和操作监控器的电路的实施例的示意图4A-4C是组成多种类型基板的管座装置的示例性实施例的上视图5A-5B是阐明包括热控制装置的OSA的实施例的方面的侧视图6A-6F是阐明可用于OSA中的光学器件方位的实施例的侧视图。
具体实施例方式
通常，本发明的实施例涉及光学封装，其包括有多种器件的管座装置，并 适用于TO -cans禾口相关的TOSA中。
另夕卜，本发明的实施例涉及.光电器件和装置的制造方法，和在制造的多 种不连续阶段的测试方法。从而，随着光电组件、光电装置和紧縮光学封装被 装配和制造，可以测试其可靠性和/或功能性，从而使得在许多昂贵器件被用 之前，不可靠或不工作的器件可以在制造工艺的相对早期被放弃或改装。同时 进行的测试和制造降低了功能光电数据通信装置的生产成本。 I.光学组件
光通信设备典型地包括把电学数据转换成在例如激光束的光信号上调制
的光学数据的光电发射器。发射器装置经常与接收器装置结合以形成收发器。 然而，发射器不是必需要和接收器结合。无论如何，发射器装置包括在光通《言 设备的发射器部中，其中标准化设备已经具有预定尺寸限制。因此，为了可用 在标准化的光通讯设备中，发射器装置应适合这样的预定尺寸限制。然而，也 期望修改发射器装置的尺寸、形状和总体结构，从而使得如果在随后时间可应 用或被开发，他们能用在其它的通信设备中。从而，当发射器装置的实施例被
构造组成TO-can时，这样的结构和那些后来开发的结构能够适于用在发射器 的其它形式中是可行的并可预期的。
例如，SFF、 SFP、 XFP、 GBIC,和其它相似的收发器MSA限定了某些总 体尺寸限制和发射器装置尺寸限制，连同改进性能的需要，其以减小的尺寸推 动发射器装置的发展，从而使得它们可以适合更小的空间。部分地，减小一个 器件尺寸可以允许包括另外的或更加复杂的器件，以及更大的器件，成为有预 定尺寸限制的模块。S卩，更小的发射器装置允许另外的或更大的器件安装在收 发器的特定类型内。由于此，依照本发明的示例性发射器装置可以构造成工作 在前述的收发器中，并且减小的尺寸也可以适于安装在所需的更小空间。
可以结合多种不同的协议和线速使用本发明的实施例。示例性协议包括， 但不限于，SONET、以太网和10G以太网。本发明的其实施例的示例性线速 可兼容地包括10Gb/s或更高的速度。
图1是光学组件("OSA" ) 10的实施例的示意图，光学组件("OSA") IO有连接到前端装置(nose assembly) 14的光学封装12。通常，前端装置14 可以包括前端18和后端20。前端装置14可以包括伸长外壳24，在伸长外壳 24中形成纵向通道26，纵向通道26在前端18处开口作为光纤插座16。外壳 24由相对硬的材料制成，例如416不锈钢。其它硬性材料可以使用，如金属 或塑料。
前端装置14被构造成在前端18处光纤插座16中接收光纤(未示出)的 端部。由于此，例如，前端装置14可以构造成通过实现摩擦配合(friction fit) 保留光纤。而且，前端装置14包括接收套圈28的衬圈27。反过来，光纤站 (fiber stop)30包括光通道32，在其中放置光纤。光通道32定位于沿着OSA10 的中心轴或其它光学轴。前端装置14也包括套管22，其放置在套圈28周围 并且与衬圈27和套圈28协作接收和保留前端装置14中的光纤。在一个例子
中，套圈28和光纤站30可以与套管22 —起用于实现适于在通道26内保留光 纤(未示出)的摩擦配合。在申请号为10/832,699的美国专利中更加详细地讨 论制造前端装置14的适当实施例和方法，在此引入其全部供于参考。
前端装置14的后端20被构造成连接光学封装12。后端20可以直接或间 接地连接到光学封装的多种器件或部。值得注意的是，容易理解，为了连接到 前端装置14，光学封装12不是必须是任何特殊形状或设置在任何特殊结构中。 由于此，光学封装12可以构造成允许前端装置14与光学封装12连接的任何 形式。通过使用激光焊接被焊接在界面36上，前端装置14连接到外壳34或 光学封装12的其它适当面。可以使用其它连接方法包括，但不限于，锡焊、 胶粘等等。另外，简单的连接装置消除了为了把管座罐连接到前端装置所需的 另外器件。从而可以察觉到，本发明减少了光学组件的制造时间和成本。
另外，前端装置14可以直接或间接地粘接到光学封装12的封装罐38。 正如所示出的，封装罐38包括有不同直径的各个部。g卩，封装罐38有比第二 部42直径更大的第一部40，其中第一部40形成与第二部42接触。在一个实 施例中，第一部40和第二部42形成整体。在另一个实施例中，第一部40和 第二部42形成在不连续的部分，其使用适当的接合方法如，但不限于，焊接、 锡焊，胶粘等等接合在一起。另外，第一部40的末端包括步阶环形缘44，其 有比第一部40稍微大些的直径。
在一个实施例中，第一部40、第二部42和/或环形缘44每个都有实质圆 形的横截面。然而，第一部40、第二部42和/或环形缘44可以有任何的多种 横截面如，但不限于，椭圆、多边形等等。在一个实施例中，基于封装罐38 连接到的器件的形状选择第一部40和/或第二部42的横截面。另外地，封装 罐38保留了连接到基板48的管座罐58。
在一个实施例中，封装罐和/或管座罐58是由不锈钢304L构成。使用已 知的加工工艺，可以容易处理不锈钢304L，以形成封装罐38和/或管座罐58 的主体，从而允许封装罐38和/或管座罐58容易地加工成理想形状。另外， 不锈钢304L可以被激光焊接，是无磁性的，并且抗腐蚀。此外，不锈钢304L 有助于形成接合窗口 46和管座结构48的密封玻璃焊剂。然而容易理解，封装 罐38和/或管座罐58可以由任何其它适当的材料构成。
在一个实施例中，窗口 46位于第一部40和第二部42之间的封装罐38
里面。在另一个实施例中，窗口 46设置在所示的管座罐58内部。在又一个实 施例中，窗口设置在管座罐58内的孔径64内。无论如何，窗口46大约设置 在封装罐38和/或封装罐58的中心处，以传递由激光器50发射的光信号。激 光器50可以包括任何多种不同类型的激光器，包括边缘发射器，和垂直腔面 发射激光器("VCSEL")。激光器的更多具体实施例包括分布反馈式("DFB") 激光器和法布里-珀罗("FP")激光器。
在一个实施例中，光学调谐器52是光束控制装置。光束控制装置接收沿 着第一光路径传播的入射光束，并且使光束改变方向沿着第二光路径。光束控 制装置有益于对齐光信号与光学轴。容易理解，可以调整封装罐38和/或管座 罐58的部40和42的大小成更短或更长，使得放置窗口 46更近或更远于光学 封装12的管座结构48。例如，在发射器和外部光纤之间设计紧縮的、有效的 耦合光学系统时，放置激光器50和/或光学调谐器52接近窗口 46可以提供更 大的灵活性。
在一个实施例中，虽然可以使用其它材料和几何形状，窗口46是由厚度 大约为0.008英寸的一片超平的薄玻璃组成。窗口 46被焊接或其它别的方式 接合到封装罐38的内部、管座罐58的内部和/或管座罐58的孔径64内部以 形成真空密封。在另一个例子中，Schott玻璃焊接工艺用于接合窗口46到封 装罐38的内部、管座罐58的内部、或到管座罐58的孔径64。在一个实施例 中，窗口46涂有抗反射涂层。做为选择地，背反射抑制器62可以设置在窗口 46上或附近。
另外，激光器50和光学调谐器52被设置使得由激光器50产生的光信号 被光学旋转器(optical turner) 52旋转并且直接通过窗口 46并且最后进入光纤 (未示出)。由于此，为了使光学旋转器能指引来自激光器50的光信号通过 窗口46，激光器50与光学调谐器一起设置在基板56上。这里应该注意到， 虽然示例性实施例涉及基板56，本发明的范围不是如此有限的，并且可选择 使用包括多种其他材料的基板。在所阐明的实施例中，激光器50和光学旋转 器52设置在基板56上。因为相对于OSA10的纵向轴AA，基板正交设置或 不对齐，激光器50放置在偏离中心处并且对准光学旋转器52，在这个实施例 中，其大约位于管座罐58的中心轴处。从而，不管激光器50的位置和/或方 向如何，光学旋转器52可以用于指引激光信号进入放置在前端装置14内的光
纤。应该注意到，至少在一些例子中，OSA10的纵向轴AA与沿由OSA10输 出的光信号行进的路径实质上是一致的。
在光学封装12的一个实施例中，透镜54，如球透镜，设置在封装罐38 的第一部40和/或第二部42中。在这个例子中，透镜54通过封装罐38、管座 罐58和/或管座罐58中的孔径64被放置在适当的位置。由于此，由激光器50 发射并且被光学旋转器52旋转的光信号经过窗口 46然后经过透镜54。透镜 54可以用于调焦和/或校准由激光器50产生的光信号，和/或实现多种其它光 学效应。当上面的实施例涉及包括窗口46和/或透镜54的装置时，本发明的 替代实施例可以使用窗口和/或透镜，或其它光学器件的多种其它结合和类型。
在所阐明的示例性实施例中，光学封装12进一步包括隔离器66，其可以 设置在光学封装12的第二部42或任何其它适当的部内。通常，隔离器66可 以设置在封装罐38内部以接收来自透镜54的光信号。然而可以使用多种其它 隔离器位置。
现在进一步参考基板56，此外，管座结构48用于放置和保留基板56在 相对于OSA10的纵向轴AA基本正交的方向。由于此，由基板56上表面限定 的平面与纵向轴AA基本正交。管座结构48被构造成与管座罐58紧密配合， 从而使得基板56设置在管座罐58和管座结构48之间。在一个例子中，管座 罐58和管座结构48 —起形成光学封装12的外壳。
通常，激光器50与接收来自印刷电路板(未示出)的电子信号的电子引 线60电通信，因而引起激光器50把电子信号转换成从OSA 10发射的光信号。 在这个示例性实施例中，在与光学旋转器52相互作用使得改变方向沿OSA 10 的纵向轴AA之前，由激光器50发射的光信号沿第一光束路径行进，该第一 光束路径基本上与基板56的上表面平行。为了确保其发射的光信号适当地进 入光纤，下面公开的示例性有源对准过程可以在OSA 10的制作中使用。
根据一个实施例，管座罐58和管座结构48被构造使得促进各部分的有源 对准。为了生产其器件适当地对准的光学装置，在两者彼此粘接到一起之前， 管座结构48相对于管座管58有源对齐。然而，有源和/或无源对准过程也可 以结合其它OSA10器件的对准和放置一起使用。
如上面所提及的，理想的是，在管座罐58和/或管座结构48密封或连接 在一起之前，它们有源对准。有源对准有益于具有或者窗口46，或者透镜54，
或两者的光学封装。通常，"有源"对准是指过程，通过该过程，功率传输到
光发射器器件，如激光器50，并且因而发生的由激光器50产生的光信号用于 将激光器50和/或光学旋转器52与窗口 46、透镜54和/或其它器件对准。
在这个示例性实施例中，窗口 46和/或透镜55与光学旋转器52的对准是 重要的，这是因为精密对准导致激光器50信号有效地耦合进入光纤。在这个 例子中，光学旋转器与窗口 46和/或透镜54的有源对准，和透镜54的校准作 用的结合允许光信号适当地进入粘接到OSA 10的光纤。
在一个实施例中，光学旋转器52、窗口46、透镜54和/或光纤基本上在 直线上对准。例如，直线可以与OSA10的纵向轴AA基本上一致，虽然前述 的和/或其它器件可以选择性地沿着另一直线设置。在一种情况下，其中来自 OSA的信号沿着与纵向轴AA基本一致的路径行进，光学旋转器52粘贴到基 板56上并且相对于激光器50和/或窗口 46有源对齐，使得由激光器产生的光 信号通过窗口发射，不是必需使用波导。
在一个实施例中，本发明可以允许构造不同尺寸的光学封装12。根据光 学封装12的一个特殊实施例，管座罐38的第二部42的直径可以比大约0.295 英寸还小。封装罐38和/或管座罐58的高度可以比约0.225英寸还要小。当封 装罐38和/或管座罐58与管座结构48装配时，因而发生的光学封装12可以 有大约0.265英寸的高度，超过引线60。
在另一个实施例中，光学封装12和传统TO-封装具有基本相同的尺寸。 做为选择地，封装罐38和/或管座罐58和用于激光器二极管或光电二极管的 传统TO-can的管座罐具有基本相同的尺寸。从而，光学封装12的实施例可以 安装在其根据标准波形因数需求构造的光电收发器或发射器模块内。
尤其是，包括光学封装罐的示例性实施例的接收器光学组件("ROSA") 或发射器光学组件("TOSA")具有下列尺寸宽度，大约3cm或更小；长 度，大约6.5cm或更小；和高度，大约1.2cm或更小。GBIC标准要求模块化 外壳的尺寸大约为3cmx6.5cmxl.2cm。从而，这个示例性实施例的OSA 满足GBIC标准的波形因数需求。
在另一个实施例中，包括示例性光学封装的OSA的物理尺寸是宽度， 大约0.54英寸或更小；长度，大约2.24英寸或更小；和高度，大约0.105英 寸或更小。SFPMSA (即，小波形因数可插拔多源协议Small Form Factor
Pluggable Multisource Agreement)要求模块外壳尺寸大约为0.54" x 2.24" x 0.105"。从而，该模块也可以满足SFPMSA的波形因数需求。更为普遍地， 本发明的实施例可以构造成符合多种MSA和其它需求。
注意本发明不仅限于上面描述的波形因数需求。得益于本发明的所属领域 的技术人员可以理解，本发明适于多种存在的或还没有确定的收发器或发射器 模块波形因数，其中一些可以比这些当前实行的更小或更大。
n.管座装置
依照本发明的OSA可以有多种构造和器件设置。虽然下列讨论有关于包 括具有激光器的TO-can的TOSA的示例性实施例，这样的TOSA也可以构造 用于使用其它类型的发射器。从而，下列讨论描写和描述本发明的有关于具有 发射器的TO-can的示例性实施例。
图2A-2B分别是依照本发明的包括管座基座112和基板120的管座装置 llOa的实施例的上视图和剖面侧视图。管座基座112被构造成粘接到密封设 置的管座罐140，如图2B所示。
在所阐明的实施例中，管座装置110a的管座基座112通常是圆形。然而， 可以使用多种其它形状。例如，管座装置110a的管座基座112可以有多边形、 椭圆、圆形、曲线或圆齿的构造，或其结合等等。
管座基座112和/或管座罐140可以由包括塑料、陶瓷和金属的广泛材料 构成。由于干扰管座装置110a的操作或者因此产生的电磁辐射，管座基座112 和/或罐140的一些实施例包括诸如金属的材料，其当作电磁干扰(EMI)屏障。 然而，管座基座112和/或罐140也可以由陶瓷、聚合体和/或其它材料构成。
罐140包括光传输窗口 142，其允许已调制光信号通过，窗口 142由不过 度抑制或阻止光信号的任何透明材料组成。适当的窗口 142材料的例子包括玻 璃、玻璃-陶瓷、塑料、聚碳酸酯和其它众所周知的传输性材料。在一些实施 例中，窗口 142基本上是圆形。然而，可以使用其它形状。当罐140粘接至管 座基座112时，窗口 142被确定方向使得与如图中所示的光信号轴136基本正 交。可选地，窗口 142和光信号轴B6与罐140的中心轴对准，或位于偏离中 心位置。
在所阐明的例子中，管座基座112包括端口 118a-f，其每个构造成接收各 自的电子引线114a-f。电子引线114被构造成提供电信号给管座装置110a内
的光电器件。因此，端口 118的一个或更多个可以包括电介质材料，如玻璃， 例如，其设置在延伸通过那个端口的引线的周围。在一些实施例中，温度敏感
性也是重要的，对于端口 118的材料，包括热绝缘材料或热传导材料是有益的。 然而端口 118和相应的引线114被图示为在管座基座112四周均一地隔开，从 而使得每对邻近引线114限定约60度的弧，不应该以限制的方式构造这种示 例性设置。更确切地说，这样的端口 118和引线114可以以任何其它适当的设 置设置。端口 118具有和相应引线114的外径相同尺寸的内径也是可能的。下 面更详细地讨论电子引线114。
基板120，如基板120，可以设置在管座基座112上。确切地，基板120 位于最近于电子引线114a-f的位置，从而使得多种光电和/或电子器件和/或电 子电路122可以电连接到电子引线114。由于此，键合线116a-f，或其它的电 气连接，用于从引线114a-f到电子电路122载送电子信号。在一个示例性实施 例中，键合线116是由约为2.54微米或更小直径的黄金制成。然而，可以使 用其它的材料和线直径。较佳地，键合线116的长度尽可能短，从而使得其可 以高速地传输电子信号数据。键合线116的阻抗和/或电阻基本与那些引线114 匹配，使得避免或减小信号反射。
基板120可以包括多种器件如激光器130，至少在一些实施例中，其经由 基台152安装到基板。激光器130经由电路122电连接到相应的电子引线114。 为了在电子引线114、电子器件和激光器130其中两者或三者之间提供适当的 连接，电路122被构造成包括走线和衬垫。确切地，电路122可以包括被构造 为驱动激光器130的驱动电路(未示出)，从而使得数据能被调制成由激光器 130发射的光信号。
因此，激光器130被由电隔离的电子引线114提供的电流驱动。由于此， 相对于由不同电子引线114载送的不同电子信号，多个电子引线114可以分成 不同种类。作为例子，电隔离引线可以包括载送偏置电流，如直流电流的第一 套引线114，和载送已调制电流，如交流电流的第二套引线114。偏置电流提 供功率驱动电子电路122的器件，以及已调制电流可以提供控制或其它信号至 电子电路122的器件。而且第三套引线114用于载送驱动和/或操作除了激光 器130的光电器件的电流。在一个构造中，使用六根电子引线114a-f，从而使 得每套引线114由两根引线组成。然而，任何数目引线，如八根引线、十根引
线、或其它数目引线可以用于载送控制信号和驱动管座装置110a内的光电器 件。在一个例子中，关于偏置电流使用两根引线114a-b ("偏置引线")，关 于已调制电流使用两根引线114e-f ("调制引线")，两根引线114c-d ("器 件引线")用于其它器件。
虽然引线114被图示为具有圆形的横截面，但是可以使用任何形状。而且， 引线可以由KovarTM组成，其是组合物，包括铁、镍、和钴、和小数量(少于 1%)的锰、硅、铝、镁、锆、钛和碳、其它相似材料、和/或电子传导材料。 可以选择性地使用任何其它适当的材料。
在一个实施例中，偏置引线114a-b的至少其中一根电连接到电感器 124a-b，如0201电感器，螺旋形电感器等等。在一个实施例中，电感器124a-b 与偏置引线114a-b排成直线放置，并且相对于供给激光器130功率的驱动电 路(未示出)以串联方式设置。通过电连接偏置引线114a-b与电感器124a-b， 偏置引线114a-b与调制引线114e-f电隔离。即，偏置引线114a-b用于供给激 光器130功率而不干扰经由调制引线114e-f提供的已调制信号。而且，至少在 一些情形下，使用另外的电感器124a-b使器件引线114c-d电隔离于调制引线 114e-f是有益的。
另外，调制引线114e-f的至少其中一根与匹配电阻器126或串联电阻器 电连接。由于此，已调制电流可以适当地提供给具有适当的阻抗和/或电阻匹 配的驱动电路(未示出)。至少在一些实施例中，匹配电阻器126或串联电阻 器与调制引线114e-f排成直线，并且相对于驱动电路以串联方式被放置。
而且，调制引线114e-f的至少其中一根电连接到电容器128，其可以是调 谐电容器。电容器128与已调制引线114-e-f排成直线并且在已调制电子信号 到达驱动电路(未示出)之前被放置。通过电耦合已调制引线114e-f与电容器 128，偏置引线114a-b和调制引线114e-f可以电解耦。这也可以使器件引线 114c-d电隔离于调制引线114e-f。
无论如何，电隔离引线被构造用于驱动激光器和调制由激光器产生的光信 号上的信号。更普遍地，激光器130可以由任何类型的可以产生用于数据通信 的已调制光信号的光信号发生器取代。激光器130可以是被构造设置在具有相 应尺寸限制的基板112上的任何类型的激光器，并且产生载送用在光学数据通 信中的数据的已调制光信号。例如，激光器130可以是激光器二极管，诸如法
布里-珀罗("FP")、分布反馈式("DFB")、垂直腔表面发射激光器(VCSEL) 等等。然而，也可以使用产生已调制光信号的其它的光信号发生器，或者已知 的或者后来开发的光信号发生器。
在一个实施例中，激光器设置在基板120上，以沿着大体平行于基板的上 表面的路径发射光信号。由于此，光信号沿着相对于光信号轴136大体上非平 行的第一光束路径144被发射。相对于诸如光信号轴136的轴，基板120和激 光器130的水平定位对于增加光电器件的管座空间141内或基板120上的空间 是有用的。做为选择地，相对于诸如光信号轴136的轴，在管座空间141中不 包括另外的光电器件的情况下，基板120和激光器130的水平定位可以允许管 座空间141的尺寸减小。
通常，光学旋转器132用于指引光信号到理想的位置和方向。在一个实施 例中，光学旋转器132与第一光束路径144对齐，使得光学旋转器132可以指 引光信号到第二光束路径146。在一些实例中，光信号的第二光束路径146与 光信号轴136基本上是一致的。此外，可以使用光学旋转器132，使得来自激 光器130的光信号最后被指引通过窗口 142。
光学旋转器132的例子包括镜子、发射镜、棱镜、弯曲光纤等等。 一些光 学旋转器132，如镜子和一些棱镜，可以相对于激光器130被构造和/或确定方 向，以在几乎任何角度旋转光信号。在另一方面， 一些光学旋转器132，如以 旋转棱镜为例说明的直角旋转器，使光信号改变方向在相对于入射路径大约 90度处。由于此，光学旋转器132用于对准不对齐的光信号。在入射光束与 光信号轴136正交的情况下，相对于入射路径，光学旋转器132可以旋转光信 号大约90度，从而使得光束与光信号轴136基本上一致。
在一个示例性实施例中，管座装置110a包括与激光器130通信的背反射 抑制器134。可选地，背反射抑制器143可以设置在管座腔141内。做为选择 地，背反射抑制器134可以设置在管座腔141外面，以及窗口 142的外面。通 常，背发射抑制器134减小已发射的光信号发射回激光器130的倾向。通过将 背反射抑制器134放置在光束路径144或146中的基板120上来处理这种潜在 的问题。做为选择地，背反射抑制器134可以位于管座罐140外面并且位于封 装罐38 (图l)内。例如，背反射抑制器134包括光学衰减器、1/4波片和可 比功能的其它器件。而且，在一些实施例中，背反射抑制器134用作l/4波片。
在下面详细描述背反射抑制器134相对于激光器130和/或光学旋转器132的 定位的实施例。
在一个实施例中，为了确保光信号有足够的功率和/或被正确地调制，监 控器138设置在基板120上。确切地，监控器138被放置使得与激光器130 光通信，并被确定方向使得监控器138获得己调制光信号的至少一部分。监控 器138是可以监控激光器130功能的任何类型器件，如监控光电二极管 ("MPD")。通常，监控器138放置在基板120上，从而使得其可以接收 由激光器发射的光信号的一部分。在许多情况下，激光器130的特性是由激光 器产生的光信号的一部分被指引朝向监控器138，该方向与光信号第一方向 144相反。
在一个实施例中，激光器130是在例如第一方向144的正向和背向上发射 光信号的边缘发射激光器。正向是指在其中光信号有最强的强度的方向，而背 向是指相反的方向。在背向的激光强度和在正向的激光强度是成比例的。从而， 通过测量在背向由激光器130发射的信号的强度，并且知道在正向和背向发射 的信号之间的关系，在正向的光信号的功率可以容易地确定。
在一些实施例中，管座装置110a包括在基板120上管座腔141内部的放 大器14S，其中基板120可以由陶瓷和/或其它材料组成。这样的放大器148 可以包括选择放大器、驱动器芯片等等。在管座装置110a中不包括放大器148 的这些情况下，激光器可以用作短波发射器。在另一方面，在管座装置110a 中包括放大器148可以允许激光器用作长波发射器。任何适当尺寸、类型和性 能的放大器都可以被使用并且包括在管座空间141内和/或设置在基板120上。
多种器件，诸如激光器130、监控器138等等，可以通过直接连接或用基 台(submoimt) 152间接连接或粘接安装到基板120。在一些实施例中，基台 152由氮化铝或硅组成，并且可以包括一个或更多个集成无源器件，如电路、 电阻器、电容器、和电感器，以提供增强的阻抗匹配、电阻匹配和信号调节。
在一个实施例中，管座装置110a包括热敏电阻器154和有源热控制装置 150，如热电致冷器("TEC")。可用于测量激光器130和/或监控器138的 温度的热敏电阻器154与激光器130和/或监控器138热耦合。这种热耦合可 以通过把热敏电阻器154放置在基板120上相对邻近激光器130和/或监控器 138的位置处来完成。来自热敏电阻器154的温度测量通过电路122、键合线116和引线114传送到可以位于或可以不位于光学封装12的外面的温度控制 电路。反过来，温度控制电路使用温度测量作为基础用于调整控制信号到有源 热控制装置150。至少在一些实施例中，管座装置110a的构造允许温度控制 电路(未示出)设置在内部基板120上的管座空间141内。在一个例子中，温 度控制电路被包括在基板120上电路122中。基于激光器130和/或监控器138 的温度，为了控制激光器130和/或监控器138的温度，温度控制电路发送适 当的控制信号给热控制装置150。特别提到使用TEC的情况下，控制信号使 得电功率的适当数量被指引到有源热控制装置150，从而调整了由有源热控制 装置实现的致冷效率。
现在参考图2C，公开了管座装置110a的另一个实施例的方面。结合图 2A-2B中公开的示例性实施例，图2C中阐明的管座装置110b的实施例可以 包括所公开的任何器件。另外，管座装置110b包括被设置用于与一个或更多 个器件热通信的加热电阻器160。例如，当管座装置110b在冷的环境中或启 动阶段期间操作时，加热电阻器160用于维持激光器130和/或监控器138的 温度。更为普遍地，加热电阻器是诸如可以用于影响例如激光器130的光学发 射器的温度的加热器的一个实例。继续参考附图，加热电阻器160由电路122 驱动，并且响应由热敏电阻器154产生的信号而被控制。由热敏电阻器154 产生的信号符合由热敏电阻器154感应的温度。
另夕卜，图2C示出了管座装置110b的实施例，其中偏置引线114g和相应 的端口 118g的尺寸不同于调制引线114h和相应的端口 118h的尺寸。特别是， 调制引线114h和端口 118h被构造使得它们各自的尺寸允许通过引线114h的 电流与电路正确地匹配。例如，按照需求确定调制引线114h和/或端口 118h 的尺寸，以提供所需要的电阻，如25欧姆、50欧姆或其它值。
在一个实施例中，引线U4，如已调制引线114h，电连接到信号调节器 162，其在电子信号进入电路122之前处理这些信号。在一些实施例中，信号 调节器162由包括金属带164的陶瓷块组成。在一些实施例中，信号调节器 162被构造实现减小与经由引线114h接收到的信号相关的感应系数，但是其 它的信号调节功能和相关的电路和器件可以另外地或可选择地实现。
现在参考图2D，公开了管座装置110c的示范性实施例。结合图2A-2C 中公开的示例性实施例，管座装置110c可以包括所描述和描写的任何器件。
在所阐明的实施例中，管座装置110c包括具有多个端口 118的基板112。通 常，端口 118可以以围绕圆基本上等间隔放置，如图2D所示，由相邻的端口 118描绘的弧随着不同套端口 118而不同，从而使得关口 118不是围绕圆基本 上等间隔放置。因此，本发明的范围不仅限于任何特特定的端口 118和/或引 线114设置。
在所阐明的实施例中，不同尺寸的端口 118邻近于基板120，其中基板120 可以由陶瓷和/或其它材料组成。在这个例子中，端口 118i的直径比端口 118j 相对大。多个端口 118中的每个与相应的引线114相关联。在其它示例性实施 例的情况下，例如，调制引线114i可以具有与偏置引线114j不同的直径和/ 或其他尺寸。而且，端口 118的尺寸不是必需反映引线114的尺寸。例如，特 定端口 118的内径与相应的引线114的外径可以不同，或甚至基本上相同。也 可以使用多种其它的端口和引线尺寸和构造。
通常，调制引线114i和/或相应的端口 118i可以根据需要构造成能将具有 特定特性的信号传输到电路122。在一个实施例中，调制引线114i的直径比偏 置引线114j相对小，并且端口 118i的直径比端口 118j相对大。在这个例子中， 调制引线114i和调制端口 118i被构造提供50欧姆的连接，而在一些实例中， 图2C中的调制引线114h和端口 118h提供25欧姆的连接，通常，经由一根 或多根引线114提供的信号的特性可以根据引线114的一根或更多根的几何形 状的变化而调整。
继续参考图2D，弓|线114被构造用于与多种OSA的多种电路、装置和器 件电通信。在所阐明的例子，弓l线114被构造用于与设置在基板120上的电路 122和多种其它器件电通信。此外，该器件可以包括驱动芯片180、电容器128、 激光二极管130、诸如铁氧体磁珠的124、和诸如棱镜的光学旋转器132。更 为普遍地，包括在管座装置110c中的器件和电路122可以包括适合实现所需 功能的任何器件和/或电路。弓l线114经由键合线116与电路122通信。在一 些实施例中， 一根或更多根引线114，如引线114i，包括多于一根的与电路122 耦合的键合线116g/h。基板120上的多种器件也用键合线116i连接在一起。
现在关注图2E，提供了可以使用在本发明实施例中的其它示例性电路122 的细节。在这个例子里，电路122设置在基板120上并且包括用作的螺旋金属 线170。然而，关于本发明的实施例，可以使用多种其它类型的电感器。金属
线170的多种方面，诸如长度、宽度、厚度、几何形状、位置和材料，可以根 据需要不同而达到所需的感应作用。 III.电子引线
正如这里所公开的，关于OSA和相关的管座装置，可以以不同的数目、 构造和设置来实现依照本发明的电子引线和引线设置。此外，在管座装置内， 本发明的实施例提供了相对高的引线密度，例如六根或更多根引线。另外，这 里公开的示例性引线构造包括多套引线，其中至少一些套与其它一套或多套电 隔离，并且其中每套引线与特定功能或功能组相关联。在这点上，引线的一根 或更多根的操作特性可以因特定引线几何形状、材料和设置的选择而不同。
下列讨论有关于在如OSA10的装置中有用的电子电路和相关的电子引线 的实施例，本发明的范围并不限于此，并且这样的电子引线和/或电路也可以 使用在其它系统和装置中。
图3A是电路210a的例子的示意图，电路210a包括引线214a-f和多种相 关器件，结合图2B，其例子被公开。通常，电路210a包括用作负向偏置管脚 的第一电子引线214a，和用作正向偏置管脚的第二电子引线214b。在这个示 例性实施例中，第一电子引线214a和第二电子引线214b协作提供直流("DC") 偏置信号。特别是，第一电子引线214a和第二电子引线214b协作利用DC偏 执信号来驱动监控器238，其可以由MPD组成。
所阐明的实施例包括协作驱动激光器230和调制激光器230的光信号的另 外四根电子引线214c-f。因此，第三电子引线214c是正向偏置管脚，并且第 四电子引线214d是相应的负向偏置管脚。第三电子引线214c和第四电子引 线214d协作提供直流偏置信号以供给激光器230功率。第五电子引线214e是 第一调制信号管脚，并且第六电子引线214f是相应的第二调制信号管脚。第 五和第六电子引线214e和214f协作提供调制数据信号给激光器230，激光器 230用于产生已调制的光信号。
现在更具体地参考图3A的示例性实施例，电路210a包括与引线214a-f 通信的多种电子器件。在这个例子中，六根不同的引线用于提供电子连接。正 如这里其它处所公开的，相关管座的这种相对高密度的引线或管脚使能够在管 座内实现相对高标准的功能。
正如图3A中所公开的，示例性电路210a包括用于促进偏置和调制功能
的多种器件。尤其是，示例性电路210a包括下列器件在第三电子引线214c 和激光器230之间排成直线的电感器224a;在第四电子引线214d和激光器230 之间排成直线的电感器224b;在第五电子引线214e与激光器230之间排成直 线的匹配电阻器226a;在第六电子引线214f和激光器230之间排成直线的匹 配电阻器226b;和第五电子引线214e和第六电子引线214f之间的电容器228。 在图3B中公开了可选择的电子电路210b的方面。此外，电路210b包括 引线214和多种管座装置器件之间的电气连接，其例子公开在图2B中。特别 是，示例性电路210b包括第一电子引线214g，其是负向偏置管脚，和第二电 子引线214h，其是地脚并且对于第一电子引线214g作为相应的正向偏置。在 这个例子中，第一电子引线214g和第二电子引线214h协作提供直流偏置信号 给激光器230。第一电子引线214g和第二电子引线214h协作使用直流偏置信 号驱动监控器238，如MPD。另外，第三电子引线214i也是正向偏置管脚， 其和第二电子引线214h电通信，第二电子引线214h用作相应的负向偏置管脚。 从而，第一电子引线214g和第三电子引线214i都与作为地的第二电子引线 214h电通信。正如在一些其它的示例性实施例中，加热电阻器260交叉连接 引线214i和214h以有助于控制激光器230的温度，从而控制激光器230的性 能。
继续参考图3B的示例性实施例，提供另外三个电子引线214j、 k和m以 协作驱动和调制激光器230。在这个例子中，第四电子引线214j是正向偏置管 脚，并且相应的负向偏置管脚是第二电子引线214h。这种设置的结果是，第 二电子引线214h是下列器件的相应的偏置管脚对于第一电子引线214g,是 正向偏置管脚，第一电子引线214g是对于监控器238的负向偏置管脚；对于 第三电子引线214i，是负向偏置管脚，第三电子引线214i是对于加热电阻器 260的正向偏置管脚；对于第四电子引线214j，是负向偏置管脚，第四电子引 线214j是对于激光器230的正向偏置管脚。这种示例性构造允许第五电子引 线214k用作第一调制信号管脚，并且第六电子引线用作相应的第二调制信号 管脚。从而，第五电子引线214k和第六电子引线214m协作提供调制数据信 号给激光器230，激光器230用于产生已调制光信号。
正如图3B中所公开的，示例性电路210b包括实现偏置、调制和其它功 能的多种电子器件。因此，电路210b包括下列器件在第二电子引线214h
和激光器230之间排成直线的电感器224c;在第四电子引线214J和激光器230 之间排成直线的电感器224d;在第五电子引线214k和激光器230之间排成直 线的匹配电阻器226c;在第六电子引线214m和激光器230之间排成直线的匹 配电阻器226d;和跨接第五电子引线214k和第六电子引线214m的电容器228。 虽然已经公开了电子引线和引线构造的多种实施例，在本发明的范围内可 以使用电子引线构造的其它实施例。另外地，所公开的电子引线构造的实施例 可以修改成包括其它器件或器件设置。从而，本发明的范围不仅限于所公开的 例子。
IV.管座基板
OSA管座装置的基板可以以多种不同方式实现。例如，结合图2a-2d的 讨论，在这里已经公开了基板120的一些示例性实现方式的方面。下面的讨论 通常涉及适合用在管座装置中的基板的多种示例性实施例的更进一步的方面。
此外，这里所公开的示例性基板构造允许使用相对短的键合线，因为，至 少在一些实施例中，基板被定形成符合电子引线的形状。g卩，基板可以包括紧
固安装地，或通常接近，或最近设置于引线的端口，从而使得键合线有最小的 长度。在一些构造中，基板的边缘也包括与电子引线耦合的接触垫，因而减小 或消除使用键合线的必要。基板的定形提供了可以用于供给基板上和管座腔内 另外器件的另外空间。同样，管座的定形也能更有效地使用管座空间。下面更 详细地公开管座的示例性实施例的方面，本发明的范围不仅限于这里所公开的 例子。
图4A-4C是分别地阐明不同的示例性管座装置310a-c的上视图，管座装 置310a-c包括多种构造的基板。管座装置310的所阐明的实施例分别具有如 320a-c所示的基板。应该注意到，所公开的基板320只是例子，并且本发明的 范围不仅限于所公开的例子。而且，多种基板的一个或多个特征可以与另一个 基板的一个或多个其它特征结合以产生更多的基板构造。
在这些示例性实施例中，基板320，可以由陶瓷和/或其它材料组成，其 设置在管座基座312上。多种器件可以安装在基板320上，包括，但不限于， 激光器330或其它光学发射器、光学旋转器332、背反射抑制器334、监控器 338和/或其它光电器件，这里将其例子公开在其他处。
具体参考图4A，管座装置310a的实施例包括限定多个断路器(cutout)362的基板320a，至少在一些实施例中，每个断路器基本上限定一圆弧。在所 阐明的实施例中，断路器沿边缘364设置，每个被定形使得基本上符合相应的 电子引线314的形状。这种构造和设置的结果是，断路器允许基板320a包括 延伸到引线314之间的延伸部368。由于此，在延伸部368上，基板320a可 以包括一个或多个器件360。从而，延伸部368可以在管座装置310a内提供 另外的使用空间。虽然阐明了具有足够的曲线特征362符合四根引线314，在 其它构造中，基板320a可以包括具有所需几何形状的任何数目的断路器。在 一个示例性实施例中，基板320a包括六个断路器362，其每个和相关的引线 314—致。然而更为普遍地， 一个或多个断路器362的方面如数目、尺寸、几 何形状、位置和方向可以根据需要不同。
图4B公开了包括基板320b的管座装置310b的替代实施例的方面。在所 阐明的例子中，基板320b包括延伸通过基板320b的端口 318，并被构造和设 置成接收相应的电子引线314。应该注意到，正如这里所预期的，端口318包 括断路器的一个例子。基板320b中包括端口 318允许基板320b的横截面的相 当大部分，如果不是全部，以用于放置器件和电路。基板320b空间的有效使 用是由器件360不仅可以设置在不同引线314之间，而且也可以放置在引线 M4的基板320b的边缘364之间的事实产生的。例如，器件366，其可以包括 任何OSA器件，可以照这样放置。那么此外，有端口的基板320b允许管座装 置310b内空间的有效使用。
图4C公开了包括基板320c的管座装置310c的替代实施例的方面。基板 320c包括一个或更多个断路器370，其定形成包括一个或更多个实质直边和拐 角。然而，断路器370也可以包括一个或更多曲边。无论如何，基板320c也 允许外围器件360沿着边缘364和/或在引线314之间放置。这种构造也允许 另外的器件设置在封装罐内优于放置在外面。断路器370的方面如尺寸、数目， 方向，位置和几何形状可以是多样的。
虽然基板的多种实施例已经在这里公开，本发明的范围不仅限于所公开的 示例性实施例。另外地，所公开的示例性基板实施例不受使用任何特定器件和 系统的约束。 V.有源热控制装置
这里正如在其它处所公开的，本发明的至少一些实施例包括热控制装置，
其用于调整多种器件的温度，如激光器，其放置在光学封装12中(见图l)。
至少在一些实施例中，可以以诸如TEC的有源热控制装置实现的热控制装置 位于TO-can内的管座装置内。在一个方面中，由基板上光电器件的构造节省 的空间可以被热控制装置使用。无论如何，可以使用多种类型的热控制装置。
现在关注图5A-5B，其是公开了 OSA400的一部分的示例性实施例的多 个方面的侧视图，该部分包括热控制装置，在这个例子中是TEC 402。 TEC 402 可以是适合调整TOSA 400的诸如光电器件的一个或更多个器件的温度的任何 有源热控制装置。正如所描述的，TEC402包括底部404和与基板420热通信 的顶部406。至少在一些实施例中，顶部采用TEC 402上分隔帽408 (如图5B 中所示)的形式，底部404采用TEC基座404 (如图3A-3B所示)的形式。 至少在一些实施例中，TEC 402设置在基板420和管座基座412之间。
在所阐明的例子中，TEC 402包括设置在TEC基座404和顶部406之间 的多个热电元件422。顶部也可以包括如图5B中所示的帽408。虽然阐明了 几个热电元件422，可以使用任何数量的热电元件。热电元件422的尺寸和形 状也可以是多样的。通常，如可适用的，热电元件422用于传输热从顶部406 或帽408到TEC基座404，或反之亦然，这取决于提供到这些光电元件422 的电流的方向。尤其是，热电元件422电连接到温度控制电路(未示出)，从 而使得可以控制TEC 402的操作。电子引线414促进将控制信号和功率传输 至[JTEC 402。
根据一个实施例，激光器430和监控器438安装在基板420上，并且另外 地与TEC402热通信。从而，在由监控器438测量的光强度中与温度有关的 波动，和/或由激光器430产生的光信号中温度引起的波动基本上通过使用TEC 402来控制，以控制基板420上的光电器件的温度。
在一个实施例中，顶部406或帽408，如可适用的，和/或TEC基座404 是由诸如陶瓷的材料制成的无源散热片，该材料其可以包括氧化铍(BeO)和 具有相似特性的材料。在一些情况下，热电元件422包括碲化铋(Bi2Te3)和 其它材料。在所阐明的示例性实施例中，热电元件422由一个或更多个间隔区 424分隔开，间隔区424包括气体、热传导材料、热绝缘材料、电传导材料或 电绝缘材料中的一个或多个。在一个实施例中，间隔区424限定了一基本上是 真空的空间。
在一个实施例中，TEC 402的操作由热敏电阻器452提供的信号来控审lJ。 在所阐明的例子中，热敏电阻器452安装到基板420或有源TEC402，其操作 用于测量激光器430的温度。然而更为普遍地，热敏电阻器452与激光器430 热通信。来自热敏电阻器452的温度测量通过键合线416和引线414被传送到 外部的控制电路(未示出)，基于所接收到的温度测量，其轮流调整控制信号 到TEC 402。确切地，根据激光器430的温度，控制电路发送适当的控制信号 以驱动适当的电流量通过有源TEC 402，使得控制关于激光器430的热流的方 向和数量。可以结合激光器温度的控制来使用的控制电路的例子公开在美国早 期公开号为2003/0152390，题目为"Control Circuit for Opto-Electronic Module With Integrated Temperature Control"中，在此将其并入本文作为参考。有源热 控制装置的一个可能的替代实施例公开在美国专利号为6,868,104，题目为 "Compact header assembly With Integrated Temperature Control"中，在lt匕)l每其
全部内容并入本文作为参考。 VI.光学背反射抑制器
正如所陈述的， 一些OSA构造使用背反射抑制器，诸如光学衰减器和1/4 波片，例如设置在TO-can的窗口外面。背反射抑制器的尺寸和形状可以是多 样的，并且通常是薄膜。本发明的至少一些实施例被构造使得背反射抑制器设 置在管座腔内。虽然背反射抑制器可以以不干涉光信号的完整性的方式设置在 管座腔外面或在窗口上，背反射抑制器放置在管座腔内可以避免需要环氧树脂 和/或粘合剂，其会干涉由激光器产生的光信号。
图6A-6D是阐明包括的多种构造500的侧视图，这里背反射抑制器集体 指534，被设置接收光信号。在这些例子中，背反射抑制器534放置在管座罐 内，尽管本发明的范围不仅限于这样的设置。
在图6A-6D的例子中公开的背反射抑制器是可以结合本发明的实施例使 用的背反射抑制器534的一个例子，并且背反射抑制器的多种其它尺寸、形状 和/或方向也可以使用。例如，在一些实例中背反射抑制器534放置在路径544 中，使得在光学旋转器532接收光信号之前接收来自激光器530的光信号。在 其它实例中，背反射抑制器534放置在路径546中，使得在光学旋转器532 已经接收来自激光器530的光信号之后接收来自光学旋转器532的光信号。
图6A示出了背反射抑制器534a设置在光学旋转器532上的示例性构造
500a。确切地，背反射抑制器534a设置在光学旋转器532的上表面560上， 从而使得在路径546中的光信号经过背反射抑制器534a。在这个示例性构造 中，背反射抑制器534a被定形使得允许背反射抑制器534a通过粘合剂或环氧 树脂接合到基板520。在一个替代实施例中，窗口 (未示出)放置在背反射抑 制器534a的上部，但不和其接合。然而在另一个例子中，背反射抑制器534a 和光学旋转器532的外边缘是连接的，从而使得在光路径中没有粘合剂和环氧 树脂。在另一实施例中，背反射抑制器534a是和上表面560连接的薄膜。
图6B示出了背反射抑制器534b粘接到激光器530的发射表面562的构 造500b。在另一个示例性实施例中，背反射抑制器534b放置最接近于发射表 面562，但不和其接触。
在任何情况下，背反射抑制器534b被设置使得来自激光器530的光信号 沿着路径544经过背反射抑制器534b。在这个例子中，背反射抑制器534b可 以是允许这样放置的任何尺寸或构造。在一个可选的设置中，激光器530和/ 或背反射抑制器534 b经由基台552连接到基板。构造500b允许背反射抑制 器534b通过粘合剂或环氧树脂接合到基板520和/或基台552，因而避免了在 路径544中放置粘合剂和环氧树脂的必要。
图6C示出了背反射抑制器534c设置在激光器530和光学旋转器532之 间的构造500c。确切地，背反射抑制器534c和基板520连接，从而使得在路 径544中的光信号经过背反射抑制器534c。
图6D示出了背反射抑制器534d连接到激光器530的上表面564的构造 500d。在这个示例性实施例中，背反射抑制器534d被构造和设置成延伸到路 径546中，从而使得在路径546中的光信号经过背反射抑制器534d。
图6E示出了没有使用背反射抑制器的构造500e的例子。作为图6A到图 6E的示例性实施例的变异，图6F示出了背反射抑制器534f设置在管座罐540 的外面的构造，如设置在窗口 542上。背反射抑制器534f可以选择性地位于 管座罐540外面的其它区域。
虽然多种构造500a-f已经被阐明示出了背反射抑制器534设置在TO-can 内，其它相似的构造可以使用。从而，光学旋转器532和/或背反射抑制器534 的各个构造和/或设置可以根据需要修改以适合特定应用。 VII.模块
这里正如其它处所公开的，本发明的实施例可以使用在多种环境中。示例 性实施例包括诸如光电收发器的模块。这样的收发器可以构造成符合多种标准
如用于SFF、 SFP或XFP的多源协议(MSA)。当然，多种其它标准和协议 可以用于指导模块的构造。这里正如其它处所注意的，模块可以构造成工作在 多种线速或群线速，其包括但不限于，1/2/4Gb/s和10Gb/s,或更高。因此，本 发明的范围不仅限于任何特定的波形因数、线速、或协议的模型。
在一个示例性实施例中，光电模块包括印刷电路板至少部分地设置在其内 的外壳。 一个或更多个光学组件也至少部分地设置在外壳内，并且与印刷电路 板的电路电通信。在这个例子中，光学组件的至少一个包括具有相对于光学组 件的纵向轴基本正交的第一表面的基板。激光器由基板的第一表面支撑，并且 被设置使得由激光器发射的光信号沿着基本正交于纵向轴的路径传播。最后， 光学旋转器也被包括，其由基板的第一表面支撑，并且被确定方向使得沿着第 一路径接收来自激光器的光信号。光束控制装置也被构造使得光信号沿着与纵 向轴基本正交的第二路径从光束控制装置输出。
当然，前述的仅仅是模块的一个例子。应该注意到，多种其它模块可以组 成多种这里所公开的器件、装置和电路的不同组合。因此，本发明的范围不仅 限于任何特定的模块实施例。
vin.制造和测试
结合本发明的实施例，可以使用多种制造方法。在一个例子中，光学封装 的制造方法包括装配包括多种电子和/或光电器件的基板。这样的器件的例子
包括，但不限于(a)激光器；(b)监控器；(C)电子电路；(d)驱动电 路；(e)电感器；(f)匹配电阻器；(g)放大器；和/或(h)调谐电容器。 在前述的任何器件、其组合、或其它器件安装在基板上之后，可以通过预烧程 序来测试这样的器件，其中该器件经受多种操作和环境条件。
艮P，可以在装配的多个阶段测试OSA或其它装置的器件，从而使得导致 装置失败的缺陷能在尽可能早的制造阶段被辨别出来。在制造方法的一个实施 例中，在激光器经由基台直接或间接安装在基板上之后，激光器经受预烧。激 光器的安装和后来的预烧也可以包括激光器和电路或其它电子器件，如电阻 器、电感器、旋转电容器等等连接。在一些例子中，在激光器安装在基板上之 后，激光器和相应的电路经受预烧。在另一个例子中，预烧在监控器安装在基
板上之后执行。在这个例子中，在监控器与电路和电子器件连接之后执行预烧。 至少在一些情况下，在激光器和监控器都安装之后执行预烧。
在一个实施例中，在放大器或驱动芯片安装在基板上之后执行预烧。然而 更为普遍地，可以在器件安装在基板上期间的任何点执行预烧。也可以在器件 安装在基板上完成之后，但是基板粘接到基座和/或热控制装置之前执行预烧。
这样，在基板粘接到基座和/或设置在TO-can的管座装置内之前，基本完成的 基板可以经受预烧并分析预烧的结果。
正如前述所建议的，可以在制造OSA的任何的多种不同阶段执行预烧。 例如，可以在下列接合点执行预烧工艺(a)电路安装在基板上之后；(b) 激光器安装在基板上之后；(c)激光器电连接到电路之后；(d)激光器电连 接到驱动电路之后；(e)电路电连接电阻器和/或电感器之后；(f)电路电连 接到旋转电容器之后；(g)热控制装置连接到基板之后；(h)监控器设置邻 近于激光器之后；(i)监控器连接到电路之后；(j)旋转棱镜设置在基板上 使得与第一方向的光信号光耦合；(k)在背反射抑制器被放置与第一或第二 方向的其中一个方向中的光信号光通信之后；和/或(1)在放大器或驱动芯片 连接到电路之后。也可以在多于一个阶段执行预烧。
当任何预烧完结时，可以分析有关器件和/或电路，以有助于确定关于这 些器件和/或电路是否幸存于预烧。也可以作出关于是否需要另外的或更长的 预烧的决定。无论如何，在预烧完成之后，幸存的器件和/或电路可以进行另 一工艺，而没有在预烧中幸存的器件和/或电路可以被丢弃或改装。
不脱离本发明的精神或实质特点下，本发明可以以其他具体形式实现。在 所有方面考虑的所描述的实施例仅仅是作为示例性的而不作为限制性的。因 此，本发明的范围由附加的权利要求显示，而不是通过前述的描述。在权利要 求的含义和等价范围内做出的所有改变包含在其范围内。
权利要求
1、一种光学封装，所述光学封装包括基板；激光器，由所述基板支撑并且被构造用于与设置在所述基板上的电路电通信，并且所述激光器被设置为沿着第一路径发射光信号；光束控制装置，由所述基板支撑并且被设置为使得沿着所述第一路径接收来自所述激光器的所述光信号，并且所述光束控制装置被构造使得所述光信号沿着第二路径从所述光束控制装置输出；以及多根电子引线，与所述基板上的所述电路通信，所述多根电子引线包括与所述激光器电通信的一套调制引线。
2、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于，所述多根电子引线进 一步包括与所述激光器电通信的一套偏置引线，所述套偏置引线与所述套调制 引线电隔离。
3、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于，所述光学封装被构造 实现在晶体管外形罐中。
4、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于，所述光束控制装置包 括旋转棱镜。
5、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于，所述第一路径相对于 所述第二路径基本上正交。
6、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于，进一步包括放置在已 调制光信号的路径上的背反射抑制器，从而使得在所述第一光束路径或所述第 二光束路径中的所述光信号经过所述背反射抑制器。
7、 根据权利要求6所述的光学封装，其特征在于，所述背反射抑制器包 括l/4波片。
8、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于，进一步包括由所述基 板支撑的至少一个其它器件，所述至少一个其它器件包括以下器件中的一个或 多个监控光电二极管；放大器；驱动芯片；加热电阻器；热控制装置；热敏 电阻器；监控器；匹配电阻器；电感器；电容器；以及铁氧体磁珠。
9、 根据权利要求8所述的光学封装，其特征在于，所述多根电子引线进 一步包括被构造成和设置成提供电流给所述至少一个其它器件的一套弓I线。
10、 根据权利要求9所述的光学封装，其特征在于，被构造成和设置提供 电流给所述至少一个其它器件的所述套弓I线包括至少六根弓I线。
11、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于 括六根电子引线。
12、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于 一个与匹配电阻器和调谐电容器中的至少一个电通信。
13、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于一个与下列器件的其中一个电通信电感器以及至少一个铁氧体磁珠，使得与所述偏置引线结合的偏置电流电性绝缘于与所述调制引线结合的调制电流。
14、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于，所述多根电子引线包括至少一根地线，所述至少一根地线与下列器件的其中一个电通信电感器以 及至少一个铁氧体磁珠。
15、 根据权利要求1所述的光学封装，其特征在于，所述基板限定多个断路器，所述引线的每个至少部分地接到相应的断路器内。
16、 一种光学封装，包括基板，有相对于所述光学封装的纵向轴基本上正交的第一表面；激光器，由所述基板的所述第一表面支撑，所述激光器被设置为使得由所述激光器发射的光信号沿着基本上正交于所述纵向轴的路径传播；以及光学旋转器，由所述基板的所述第一表面支撑并且被确定方向使得沿所述第一路径接收来自所述激光器的所述光信号，所述光束控制装置被构造使得所述光信号沿着与所述光学封装的所述纵向轴基本上一致的第二路径从所述光束控制装置输出。
17、 根据权利要求16所述的光学封装，其特征在于，进一步包括 与所述激光器电通信的一套调制引线；以及与所述激光器电通信的一套偏置引线，所述套偏置引线与所述套调制引线 电隔离。
18、 根据权利要求16所述的光学封装，其特征在于，进一步包括 被设置为与所述封装内的电子器件电通信的两根电子引线；以及 与所述激光器电通信的四根电子引线。，所述多根电子引线包 ，所述调制引线的至少 ，所述偏置引线的至少
19、 根据权利要求18所述的光学封装，其特征在于，所述基板限定多个 断路器，所述断路器的每个被构造成至少部分地接收相应的电子引线。
20、 根据权利要求16所述的光学封装，其特征在于，所述激光器包括法 布里-珀罗(FP)激光器或分布反馈式(DFB)激光器的其中一个。
21、 根据权利要求16所述的光学封装，其特征在于，进一步包括放置在 所述第一路径或所述第二路径的其中一个路径中的背反射抑制器。
22、 根据权利要求21所述的光学封装，其特征在于，所述背反射抑制器 包括1/4波片。
23、 根据权利要求16所述的光学封装，其特征在于，所述光学旋转器包 括旋转棱镜。
24、 根据权利要求16所述的光学封装，其特征在于，进一步包括与所述 激光器热通信的热控制装置。
25、 一种光电模块，包括 外壳；印刷电路板，至少部分地设置在所述外壳内；至少一个光学组件，至少部分地设置在所述外壳内部并且与所述印刷电路板的电路电通信，所述至少一个光学组件包括基板，有相对于所述光学组件的纵向轴基本上正交的第一表面； 激光器，由所述基板的所述第一表面支撑，所述激光器被设置为使得由激光器发射的光信号沿着基本上正交于所述纵向轴的路径传播；以及光学旋转器，由所述基板的所述第一表面支撑并且被确定方向使得接收沿着所述第一路径接收来自所述激光器的所述光信号，光束控制装置被构造使得所述光信号沿着与所述纵向轴基本上一致的第二路径从所述光束控制装置输出。
26、 根据权利要求25所述的光电模块，其特征在于，所述光电收发器基 本上遵守下列多源协议(MSA)的其中一个SFF， SFP或XFP。
27、 根据权利要求25所述的光电模块，其特征在于，进一步包括与所述 印刷电路板的电路电通信的接收器光学组件(ROSA)。
28、 根据权利要求25所述的光电模块，其特征在于，所述光电收发器适 合以至少约10Gb/s的线速操作。
29、 根据权利要求25所述的光电模块，其特征在于，进一步包括被设置为与所述光学组件内的电子器件电通信的两根电子引线；以及 与所述激光器电通信的四根电子引线。
30、 根据权利要求25所述的光电模块，其特征在于，进一步包括 与所述激光器电通信的一套调制引线；以及与所述激光器电通信的一套偏置引线，所述套偏置引线与所述套调制弓I线 电隔离。
全文摘要
本发明涉及一种具有内部器件的模块化晶体管外形罐。在一个示例性构造中，光学封装包括支撑激光器的基板。所述激光器被构造用于与设置在所述基板上的电路电通信，并且所述激光器被排列沿着第一路径发射光信号。所述光学封装也包括由所述基板支撑并且被排列使得沿着所述第一路径接收来自所述激光器的所述光信号的光束控制装置。所述光束控制装置被构造使得所述光信号沿着第二路径从所述光束控制装置输出。一组电子引线被提供与所述基板上的所述电路电通信。在这个例子中，所述组包括与所述激光器电通信的一套调制引线，和与所述激光器电通信的一套偏置引线。所述套偏置引线与所述套调制引线电隔离。
文档编号H01S3/13GK101341636SQ200680048426
公开日2009年1月7日 申请日期2006年12月12日 优先权日2005年12月20日
发明者路易斯·B·阿朗森, 达里·J·度玛, 邓宏煜 申请人:菲尼萨公司