光电混频器、光通信系统及同轴封装方法与流程

本公开的至少一实施例涉及高速光电探测器、光通信、微波光子技术、光生毫米波、信息光电子封装，尤其涉及一种光电混频器、光通信系统及同轴封装方法。

背景技术：

1、在光通信领域，光电探测器模块可被广泛应用于毫米波、太赫兹信号发生、提高光信号的频率转换、信号调制等方面。常见的光电探测器模块通常采用矩形波导口输出，不能实现全波段微波信号输出，且现有打金线的封装形式在高频下损耗极大，存在阻抗失配问题，且封装操作复杂成本高。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的技术问题中的至少之一，本公开提供一种光电混频器、光通信系统及同轴封装方法，光电混频器能够提高带宽上限，降低传输损耗。

2、作为本公开实施例的一个方面，提供了一种光电混频器，包括管壳、光纤、偏置电路板、光电转换芯片以及同轴连接器。管壳内部形成空腔，光纤从上述管壳的外部伸入上述空腔内，适用于传输来自外部的光信号，偏置电路板安装在上述空腔内，适用于提供直流偏置电压。光电转换芯片焊接在上述偏置电路板上，与上述光纤耦合，适用于将上述光信号转换为电信号。同轴连接器安装在上述管壳的封盖上，上述同轴连接器内设有同轴传输线，上述同轴传输线的一端焊接在上述偏置电路板上，另一端伸出至上述管壳外部，适用于将上述电信号在上述直流偏置电压的作用下将直流分量滤除后输出。

3、根据本公开的实施例，上述光电混频器还包括微带线，微带线设置在上述偏置电路板上，适用于将上述电信号从上述光电转换芯片传输至上述同轴传输线。

4、根据本公开的实施例，偏置电路板包括印制电路板和共面波导。印制电路板适用于提供上述直流偏置电压，共面波导包括衬底、中心导体带以及两个接地带。衬底设置在上述印制电路板上，中心导体带设置在上述衬底上，两个接地带设置在上述衬底上，并位于上述中心导体带的两侧。其中，上述中心导体带的一端与上述微带线连接，另一端与上述光电转换芯片的输出端连接。

5、根据本公开的实施例，上述光电混频器还包括绝缘子和电源线。绝缘子安装在上述管壳的外壁上，电源线穿过上述绝缘子的中心、从上述管壳的外部延伸至上述空腔内，适用于为上述偏置电路板上的光电转换芯片提供工作所需的直流电。

6、根据本公开的实施例，上述光电混频器还包括电容，电容设置在上述微带线上，并沿上述信号线的传输方向位于上述同轴连接器的上游，适用于允许上述电信号通过并阻止上述直流电通过，使上述电信号经上述微带线传输至上述同轴连接器、阻止上述直流电传输至上述同轴连接器。

7、根据本公开的实施例，上述光电混频器还包括电感，电感设置在上述电源线的输出端上，并位于上述电源线与上述偏置电路板的电源接口之间，适用于允许来自上述电源线的上述直流电通过，并阻止上述电信号通过上述电感输送至上述电源线。

8、根据本公开的实施例，上述同轴连接器的轴线垂直于上述衬底所在的平面，使上述同轴连接器的阻抗与上述共面波导的阻抗匹配。

9、作为本公开实施例的另一个方面，提供了一种光通信系统，包括上述任一种光电混频器。

10、作为本公开实施例的又一个方面，提供了上述任一种光电混频器的同轴封装方法，包括：

11、在偏置电路板上焊接光电转换芯片；

12、在管壳侧壁安装绝缘子，绝缘子与管壳通过焊接或银胶固定；

13、将贴装好光电转换芯片的电路板安装到管壳的空腔内，位于绝缘子中心的电源线的一端与偏置电路板上的电源接口进行焊接；

14、在管壳上安装同轴连接器，同轴连接器的一端与偏置电路板焊接；

15、通过电源线为偏置电路板供电，管壳接地，为光电转换芯片施加直流电，将光纤从管壳侧壁穿入，将光纤头对准光电转换芯片的入射波导，在同轴连接器的输出端连接功率计，监测输出功率，调整光纤头的空间位置；

16、当功率计的功率显示为最大值时，光纤处于最佳位置，光路的耦合效率达到最高，此时将光纤固定在管壳上；以及

17、最后盖好封盖完成封装。

18、根据本公开的实施例，光电转换芯片采用倒装焊的方式与偏置电路板上的共面波导连接，同轴连接器采用端面球焊方法垂直焊接在偏置电路板的射频端口。

19、根据本公开实施例的光电混频器，通过将光纤耦合输入光电转换芯片，将偏置电路板和同轴传输线通过焊接的方式集成在一个管壳中，避免了金线连接的寄生效应，提高了带宽上限，降低了传输损耗，实现了模块性能的提升和成本的降低。

技术特征：

1.一种光电混频器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光电混频器，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的光电混频器，其特征在于，偏置电路板包括：

4.根据权利要求3所述的光电混频器，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的光电混频器，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求4所述的光电混频器，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求3所述的光电混频器，其特征在于，

8.一种光通信系统，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的光电混频器。

9.一种权利要求1-7中任一项所述的光电混频器的同轴封装方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的同轴封装方法，其特征在于，

技术总结
本公开提供了一种光电混频器、光通信系统及同轴封装方法，光电混频器包括管壳、光纤、偏置电路板、光电转换芯片以及同轴连接器。管壳内部形成空腔，光纤从管壳的外部伸入空腔内，适用于传输来自外部的光信号，偏置电路板安装在空腔内，适用于提供直流偏置电压。光电转换芯片焊接在偏置电路板上，与光纤耦合，适用于将光信号转换为电信号。同轴连接器安装在管壳的封盖上，同轴连接器内设有同轴传输线，同轴传输线的一端焊接在偏置电路板上，另一端伸出至管壳外部，适用于将电信号在直流偏置电压的作用下将直流分量滤除后输出。

技术研发人员：刘志忠,刘杰涛,王梦宾,王文亭,宋国峰,祝宁华,张薇
受保护的技术使用者：雄安创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27