一种平行光结构双收双发盒型密封封装光器件的制作方法

本发明涉及一种用于单模光纤数据传输的双发双收光器件，应用于光通信技术领域。

背景技术

随着数据中心、无源光网络光纤到户和无线数据传送网的发展，小型化集成光收发器件的密封封装在短距离单模光纤波分复用数据传输的应用上有很大需求。现有多路光器件密封封装方法采用单个光器件逐个密封封装，再进行波分复用；或者采用所有激光器密封封装于一个光发射器件，以及所有光电二极管密封封装于光接收器件，再进行波分复用。这些封装由于采用分立器件，集成度低，往往难以做到较小的体积，具有较复杂工艺，较高的成本。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种平行光结构双收双发盒型密封封装光器件。

本发明所采用的技术方案是：一种平行光结构双收双发盒型密封封装光器件，包括具有多层陶瓷电路的盒型密封管壳，在多层陶瓷电路位于盒型密封管壳外部的电路上电连接有第一柔性电路板和第二柔性电路板，在多层陶瓷电路位于盒型密封管壳内部的电路上电连接有第一激光器、第二激光器、第一光电二极管、第二光电二极管、第一跨阻放大器、第二跨阻放大器，其中第一跨阻放大器和第一光电二极管、第二跨阻放大器和第二光电二极管之间分别通过金线实现电连接；在盒型密封管壳内部设置有第一滤波片、第二滤波片、第三滤波片和第四滤波片，均相对于光传输方向呈45°；在第一光电二极管和第二光电二极管上方设置反射镜，其中：第一滤波片对λ1、λ4高反，第二滤波片对λ1高反，对λ2高透，第三滤波片对λ1、λ2高透，对λ3、λ4高反，第四滤波片对λ3高透，对λ4高反，反射镜对λ3、λ4高反；在第一激光器和第一滤波片之间设置第一准直透镜，在第二激光器和第二滤波片之间设置第二准直透镜；在第四滤波片和反射镜之间设置第一聚焦透镜，在第一滤波片和反射镜之间设置第二聚焦透镜；在盒型密封管壳内部第三滤波片的外侧设置公共端透镜，在盒型密封管壳外部靠近公共端透镜处设置光纤插芯套组件。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明的一种平行光结构双收双发盒型密封封装光器件，将两个激光器，两个光电二极管及其相关组件封装在一个盒型密封封装管壳内，并通过内部滤波片与透镜实现了单纤双发双收的功能，提高了光器件的集成度，降低了体积，使得封装工艺更加简化，降低了光器件成本，由于光路采用准直聚焦系统，也提高了光学耦合效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为平行光结构双收双发盒型密封封装光器件俯视结构图；

图2为盒型密封管壳无壳盖示意图；

图3为盒型密封管壳有壳盖示意图；

图4为反射镜安装俯视图及剖面视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明提出了一种平行光结构双收双发盒型密封封装光器件，包括第一激光器1、第二激光器2、第一监控光电二极管3、第二监控光电二极管4、第一光电二极管5、第二光电二极管6、第一跨阻放大器7、第二跨阻放大器8、第一准直透镜9、第二准直透镜10、第一聚焦透镜11、第二聚焦透镜12、公共端透镜13、反射镜14、第一滤波片15、第二滤波片16、第三滤波片17、第四滤波片18、隔离器19、光纤插芯套组件20、盒型密封管壳21、第一柔性电路板22、第二柔性电路板23。

盒型密封管壳21具有多层陶瓷电路212，多层陶瓷电路212具有在盒型密封管壳21内部与外部相连的微带电路，将第一柔性电路板22、第二柔性电路板23焊接在多层陶瓷电路212位于盒型密封管壳21外部的相应电路上实现电连接，将第一激光器1、第二激光器2、第一监控光电二极管3、第二监控光电二极管4、第一光电二极管5、第二光电二极管6、第一跨阻放大器7、第二跨阻放大器8通过导电银胶贴放在多层陶瓷电路212位于盒型密封管壳21内部的陶瓷电路上实现电连接，第一跨阻放大器7与第一光电二极管5之间通过金线实现电连接，第二跨阻放大器8与第二光电二极管6之间通过金线实现电连接；

第一滤波片15、第二滤波片16、第三滤波片17、第四滤波片18通过环氧树脂胶贴放在盒型密封管壳21内部，相对于光传输方向呈45°；

反射镜14放置在第一光电二极管5、第二光电二极管6上方；

本实施方式中，第一波长信号光λ1中心波长为1577nm，第二波长信号光λ2中心波长为1490nm，第三波长信号光λ3中心波长为1310nm，第四波长信号光λ4中心波长为1270nm；

其中，第一滤波片15对λ1、λ4高反，第二滤波片16对λ1高反，对λ2高透，第三滤波片17对λ1、λ2高透，对λ3、λ4高反，第四滤波片18对λ3高透，对λ4高反，反射镜14对λ3、λ4高反；

与第一激光器1相关的外部电信号通过第一柔性电路板22和多层陶瓷电路212输入并驱动第一激光器1发射第一波长信号光λ1，通过第一准直透镜9成为平行光，再通过第一滤波片15反射至第二滤波片16，第二滤波片16反射第一波长信号光λ1，与第二激光器2相关的外部电信号通过第一柔性电路板22和多层陶瓷电路212输入并驱动第二激光器2发射第二波长信号光λ2通过第二准直透镜10成为平行光传输至第二滤波片16，第二滤波片16透射第二波长信号光λ2，第一波长信号光λ1与第二波长信号光λ2经过第二滤波片合束后通过隔离器18，再通过第三滤波片17透射，最后通过公共端透镜13聚焦耦合到光纤插芯套组件20输出；由于采用准直聚焦光路系统，相比于单透镜系统具有较高的耦合效率；

第三波长信号光λ3、第四波长信号光λ4从光纤插芯套组件20输入后，通过公共端透镜13准直成为平行光，传输至第三滤波片17反射后传输至第四滤波片18后分光，第三波长信号光λ3经过第四滤波片18透射后经过第一聚焦透镜11汇聚，再传输至反射镜14被反射后聚焦到第一光电二极管5上将光信号转换成电信号经过第一跨阻放大器7、多层陶瓷电路212、第二柔性电路板23输出，第四波长信号光λ4经过第四滤波片18反射传输至第一滤波片15反射后通过第二聚焦透镜12转换为汇聚光，被反射镜14反射后聚焦到第二光电二极管6上，将光信号转换成电信号通过第二跨阻放大器8、多层陶瓷电路212、第二柔性电路板23输出。

优选的，盒型密封管壳21包括金属壳体211、多层陶瓷电路212、密封光窗213、壳盖214；

多层陶瓷电路212与金属壳体211采用钎焊的方式保证气密性，密封光窗213具有金属化区域与金属壳体211之间采用金锡焊料共晶方式保证气密封装，壳盖214与金属壳体211之间采用电阻焊方式连接保证气密封装。

优选的，多层陶瓷电路212具有分别传输第一跨阻放大器的和第二跨阻放大器输出信号的两组差分微带传输线，差分阻抗为范围为100±10ω，还具有分别传输信号给第一激光器1和第二激光器2的两组差分微带传输线，差分阻抗范围为50±5ω。

优选的，第一柔性电路板22具有两组阻抗范围为100±10ω的差分微带传输线，第二柔性电路板23具有两组阻抗范围为50±5ω的差分微带传输线。

优选的，隔离器19可以使得第一波长信号光λ1和第二波长信号光λ2单向通过，而不会通过与第一波长信号光λ1和第二波长信号光λ2相反方向传输的光信号，主要目的是为了隔离第一波长信号光λ1和第二波长信号光λ2经过隔离器后被其他光学接触面反射回的光。

该器件还包括第一反射镜支架141和第二反射镜支架142，如图4所示，其上具有斜面，用于支撑并使得反射镜14沿斜面放置，反射镜通过环氧树脂胶粘贴在斜面上，斜面角度范围为45°±5°，反射镜使得水平方向的光偏折90°入射到第一光电二极管5、第二光电二极管6上。

优选的，第一激光器1、第二激光器2除了前端发射信号光之外，后端也会发射一定比例的背光信号，第一监控光电二极管3、第二监控光电二极管4分别放置在第一激光器1、第二激光器2后端，分别用于接收第一激光器1、第二激光器2后端发射的背光信号，并将光信号转换为电信号输出，这样可以实时监控激光器的功率变化。