一种电吸收调制激光器的封装装置的制作方法

本发明涉及光纤通信技术领域，特别涉及一种电吸收调制激光器的封装装置。

背景技术：

电吸收调制激光器作为一种可靠的光源在长距离高速光纤传输系统中发挥着重要的作用。随着光通信行业的发展，更高速率，更长传输距离的激光器的需求持续增加。

目前的光纤传输系统的传输距离小，无法满足实际使用需求。以2.5gb/s光纤传输系统为例，其收、发之间允许损耗一般为26db左右，扣除光连接器衰耗、光缆富裕度与光通道代价等，所以光纤传输系统可传输的距离是80km左右。但对于采用波分复用(wdm)的光纤传输系统还要再考虑分波器的损耗，其传输距离仅为20-30km左右。

鉴于此，当前需要一种新的电吸收调制激光器的封装装置解决光纤传输系统的超长距离传输问题。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本申请提供一种电吸收调制激光器的封装装置，增加光信号传输距离。

一种电吸收调制激光器的封装装置，包括管壳、分别设置在所述管壳内的电吸收调制激光器芯片、透镜和热沉；

所述电吸收调制激光器芯片包括电吸收调制激光器和光放大器，所述电吸收调制激光器输出光信号传输至所述光放大器，所述光放大器用于对所述光信号进行放大；

所述热沉上开设有槽，所述透镜卡设在所述槽内，所述电吸收调制激光器芯片的光轴分别与所述管壳的中心轴、所述透镜的中心轴相互重合，放大后的所述光信号经所述透镜汇聚。

优选地，所述电吸收调制激光器包括电吸收调制器及半导体激光二极管，所述电吸收调制器设置在所述半导体激光二极管与所述光放大器之间；

所述半导体激光二极管用于受激发射光信号，所述电吸收调制器用于对所述光信号进行信号调制。

优选地，所述槽的两侧斜面与所述透镜的外环相切。

优选地，所述热沉的材料为硅基。

优选地，所述热沉上集成有第一滤波电容和第二滤波电容，所述第一滤波电容与所述光放大器电连接，所述第二滤波电容与所述半导体激光二极管电连接；

第一滤波电容和所述第二滤波电容用于减少外界对所述电吸收调制器的电串扰。

优选地，所述热沉上还集成有旁路电容，所述旁路电容用于将所述电吸收调制器和所述半导体激光二极管之间的信号耦合导入到地。

优选地，还包括钨铜块和半导体制冷器，所述钨铜块贴附在所述热沉垂直于所述光轴的侧面上，所述半导体制冷器贴附在所述钨铜块远离所述热沉的侧面上。

优选地，所述热沉与所述钨铜块采用银胶连接。

优选地，所述热沉上还设置有背光探测器，所述背光探测器设置在所述电吸收调制激光器的背光方向。

优选地，还包括适配器、光隔离器和连接环，所述光隔离器设置在所述适配器的壳体内，所述连接环连接所述适配器与所述管壳。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的电吸收调制激光器的封装装置包括电吸收调制激光器芯片，电吸收调制激光器芯片包括电吸收调制激光器和光放大器，电吸收调制激光器受激辐射发出的光信号经光放大器就能直接进行光放大，透镜用于对光放大器放大后的光信号汇聚后输出至光纤内，提高光信号的耦合效率。电吸收调制激光器芯片增加光放大器，光放大器具有高增益、宽带宽、低噪声系数等优点，光放大器与电吸收调制激光器集成，电吸收调制激光器芯片性能稳定，能有效提高光功率，增加光纤的传输距离，从而提高光纤传输系统的整体传输性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的电吸收调制激光器的封装装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电吸收调制激光器的封装装置的内部结构示意图。

图示说明：电吸收调制激光器芯片1、旁路电容2、背光探测器3、滤波电容4、热敏电阻5、滤波电容6、透镜7、薄膜电阻8、钨铜块9、热沉10、半导体制冷器11、适配器12、光隔离器13、连接环14、管壳15

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1至2，一种电吸收调制激光器的封装装置，包括管壳15、电吸收调制激光器芯片1、透镜7和热沉10，电吸收调制激光器芯片1、透镜7和热沉10均设置在管壳15内；

电吸收调制激光器芯片1包括电吸收调制激光器和光放大器，电吸收调制激光器输出光信号传输至光放大器，光放大器用于对光信号进行放大；

热沉10上开设有槽，透镜7卡设在槽内，光信号的光轴分别与管壳15的中心轴、透镜7的中心轴相互重合，放大后的光信号经透镜7汇聚。

本实施例中，电吸收调制激光器内的发光条受激辐射发出的光信号经光放大器就能直接进行光放大，透镜7用于对光放大器放大后的光信号汇聚后输出至光纤内，提高光信号的耦合效率。电吸收调制激光器芯片1增加光放大器，光放大器具有高增益、宽带宽、低噪声系数等优点，光放大器与电吸收调制激光器集成，电吸收调制激光器芯片性能稳定，能有效提高光功率，从而提高光纤传输系统的整体传输性能。

此外，透镜7在槽内找准位置后并卡设在槽内，与电吸收调制激光器芯片1的光信号耦合，降低了对电吸收调制激光器芯片1的贴片精度要求，且此耦合方式不需要设计特殊的夹具，通用性高。电吸收调制激光器芯片1的光轴分别与管壳15的中心轴、透镜7的中心轴相互重合，在耦合上可以降低与外界光学装置的耦合难度。

具体的，电吸收调制激光器包括电吸收调制器及半导体激光二极管，电吸收调制器设置在半导体激光二极管与光放大器之间，半导体激光二极管用于受激发射光信号，电吸收调制器用于对光信号进行信号调制，光放大器用于对电吸收调制器调制后的信号进行放大。

在一个可选的实施方式中，热沉10的材料为硅基。硅基较现有技术中采用的陶瓷易于切割加工，硅基上方便开设槽，此外，硅基上可以直接生长滤波电容、薄膜电阻，工艺简单且成本低。

硅基上开设一个槽，透镜7卡在槽内，槽的两侧斜面与透镜7的外环相切。透镜7可在槽内水平移动，根据所需的透镜7的焦距，即确定电吸收调制激光器芯片1到透镜7的前端面的距离、透镜7的后端面到光纤入口的距离。硅基切割一个槽固定透镜7，不需要额外夹具固定透镜7，因而通用性高。此外，还可以再采用胶水将透镜7粘贴在槽底，能够进一步固定透镜7。本实施例中的槽的形状为v型。

本实施例中，滤波电容4、滤波电容6、旁路电容2、薄膜电阻8都是直接集成在硅基上，简化了制作工序。

滤波电容用于滤除直流激励源中的谐波分量。这是由于施加给电吸收调制激光器芯片1的直流电会存在脉动波纹，为了滤除电流波纹，在电吸收调制激光器芯片1的电极并联了一个220pf的电容，起到降压、整流、滤波和稳压的作用，整体稳定性提高。从光路耦合的角度，滤波电容一方面降低了对电吸收调制激光器芯片1的贴片精度要求，另一方面在耦合上可以降低与外界光学装置的耦合难度。

具体的，第一滤波电容4与光放大器电连接，第二滤波电容6与半导体激光二极管电连接，第一滤波电容4和第二滤波电容6用于减少外界对电吸收调制器的电串扰。

旁路电容2用于将电吸收调制器和半导体激光二极管之间存在的信号的耦合导入到地。避免了高频信号对电吸收调制器的附加调制，能得到更好的调制带宽。

薄膜电阻8设置在电吸收调制器的一侧，薄膜电阻8可以选用50欧姆。薄膜电阻8用来降低电吸收调制器的高阻，以便于对电吸收调制激光器进行高频特性的测试。

在一个可选的实施方式中，封装装置还包括半导体制冷器11，半导体制冷器11作为冷却散热装置，半导体制冷器11设置于管壳15的侧壁上，半导体制冷器11贴附在热沉10垂直于光轴的侧面上。

硅基上还设置有热敏电阻5，热敏电阻5的正极与gnd形成一个回路于半导体制冷器外部的电路，热敏电阻5起到一个对电吸收调制激光器温度监测的功能。常温下的热敏电阻5阻值约在10kω左右，热敏电阻5为负温度系数参数曲线，随着温度升高，阻值降低。

为提高装置的散热能力，在一个可选的实施方式中，封装装置还包括钨铜块9，钨铜块9具有良好的散热特性。钨铜块9贴附在热沉10垂直于光轴的侧面上，半导体制冷器11贴附在钨铜块9远离热沉10的侧面上。

可选的，钨铜块9与热沉10使用高导散热银胶连接，能有效提高系统的散热能力。电吸收调制激光器芯片1发出的热量经过热沉10传到银胶，再传到钨铜块9上，钨铜块9上的热量再传递给半导体制冷器11，从而完成散热循环。

在一个可选的实施方式中，热沉10上还设置有背光探测器3，背光探测器3设置在电吸收调制激光器的背光方向。背光探测器3的光接收面与半导体激光二极管的后出光面相互正对，背光探测器3用于感测半导体激光二极管发射的激光的功率，并将此电信号传递给控制端，控制端从而可以根据背光探测器3探测的结果，控制施加于半导体激光二极管的电流的大小，维持出射光的功率恒定。此外，控制端根据背光探测器3传输的电信号可以判断电吸收调制激光器芯片1是否处于正常状态，以此保证光信号传输效果。

本申请中，封装装置还包括适配器12、光隔离器13和连接环14，光隔离器13用于过滤其他波长。光隔离器13设置在适配器12的壳体内，连接环14连接适配器12与管壳15。适配器12与光纤的入光口连接实现光路传输。

为了能够将各元件准确定位在热沉10上，在一个可选的实施方式中，热沉10上设置载体过渡模块，载体过渡模块包括多个子模块，元件贴装在对应的子模块区域内。此外，子模块也能够分解金线过长导致整个链路存在的阻抗不对等致使激光器射频性能裂化。

综上，本实施例的电吸收调制激光器的封装装置包括设置在管壳54内的电吸收调制激光器芯片1、透镜7和热沉10，电吸收调制激光器芯片1包括电吸收调制激光器和光放大器，光放大器对电吸收调制激光器输出的光信号进行放大，有效提高光功率，从而提高光纤传输系统的整体传输性能。此外，本实施例的电吸收调制激光器的封装装置结构布局紧凑，主光路和背光检测光路稳定，优化了电吸收调制激光器的信号传输电路，确保了光电性能稳定。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。