一种采用同轴to-can工艺封装的eml tosa装置

专利摘要:
一种采用同轴TO‑CAN工艺封装的EML TOSA装置，包括：TO‑CAN、准直透镜、金属调节环、光隔离器、会聚透镜、光纤适配器；TO‑CAN内含一个准直透镜，将发射光变为平行光，自由空间光隔离器用于防止光反射进入TO‑CAN,会聚透镜用于将平行光会聚耦合进光纤适配器，金属调节环用于调节TOSA的长度，所述光纤适配器用于传输光信号并与外部连接器适配。本实用新型在芯片封装上基于成熟的同轴工艺、同时采用类似BOX封装工艺中平行光光路结构，可以有效提高TOSA的光功率，在低成本的基础上有效提高性能，避免了现有封装技术凸显的成本高或者性能不满足要求的问题。
公开号:CN214335303U
申请号:CN202022418841.8U
申请日:2020-10-27
公开日:2021-10-01
发明作者:孙红波；关鹤林；吴天书；杨现文；李林科；张健
申请人:Wuhan Liante Technology Co ltd；
IPC主号:G02B6-42

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及光通信的光器件技术领域，特别涉及一种采用同轴TO-CAN 工艺封装的EML TOSA装置。
[n0002] 现有高速长距离光模块技术中，最大的技术难点在于同时满足工温级别和传输长距离的光器件的封装技术。目前普遍采用的是BOX封装工艺，但BOX封装工艺受限于所用到的物料成本高昂、工序复杂、工艺控制难度较高以及成品率低等原因，导致器件的成本一直居高不下。而现有的同轴工艺的TOSA因为耦合效率不高，对于工温长距离传输的功率需求基本上没有余量，同时因为同轴封装工艺的散热性能相比于BOX方案较差，导致高温功耗较高。如果要满足工温级别高温功耗的需求，需要把TOSA的工作温度点调高，但是调高工作温度点会导致光功率的下降，这让本来就不太能满足需求的光功率指标更加雪上加霜。因此对于工温长距离传输的器件，现有的封装工艺目前存在两方面的问题，一方面是BOX封装工艺的成本较高，另一方面是传统同轴封装工艺的光功率和功耗不能同时满足要求。
[n0003] 鉴于上述问题，提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置。
[n0004] 一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，其特征在于，包括：TO-CAN、准直透镜、金属调节环、光隔离器、会聚透镜、光纤适配器；其中，TO-CAN，用于实现光信号的发射；
[n0005] 准直透镜，安装于TO-CAN内部，用于将TO-CAN的发射光转变成平行光；
[n0006] 金属调节环，安装于TO-CAN和光纤适配器之间，用于光路耦合对准后，将 TO-CAN和光纤适配器进行连接；
[n0007] 光隔离器，安装于准直透镜和会聚透镜之间，防止反射光进入TO-CAN，避免反射光对发射光信号造成影响；
[n0008] 会聚透镜，安装于光隔离器和光纤适配器之间，接收经过准直透镜转变成的平行光，并将平行光进行会聚，将会聚后的光线发送给光纤适配器；
[n0009] 光纤适配器，与外部连接器连接，用于传输光信号并与外部连接器适配。
[n0010] 进一步地，还包括：LD芯片，LD芯片安装于TO-CAN内部，用于产生发射光，并将发射光发送给准直透镜。
[n0011] 进一步地，TO-CAN与光隔离器、会聚透镜及光纤适配器的中心点在同一轴线。
[n0012] 进一步地，通过同轴TO-CAN与光隔离器、会聚透镜及光纤适配器组成的组件进行光路耦合。
[n0013] 进一步地，EML TOSA装置的长度可以通过金属调节环进行调节。
[n0014] 进一步地，准直透镜将光转换成平行光。
[n0015] 进一步地，TO-CAN选用10G同轴TO-CAN。
[n0016] 进一步地，准直透镜安装在TO-CAN内部，与LD芯片距离较近，可以增强准直透镜的收光能力，减小光路损耗，提高TO-CAN的输出光功率。
[n0017] 进一步地，当经过会聚透镜平行光光斑较小时，可以增加会聚透镜的收光能力，提高光路耦合效率。
[n0018] 本实用新型的有益效果是：
[n0019] 本实用新型公开的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，包括： TO-CAN、准直透镜、金属调节环、光隔离器、会聚透镜、光纤适配器；TO-CAN 内含一个准直透镜，将发射光变为平行光，自由空间光隔离器用于防止光反射进入TO-CAN,会聚透镜用于将平行光会聚耦合进光纤适配器，金属调节环用于调节TOSA的长度，所述光纤适配器用于传输光信号并与外部连接器适配。本实用新型在芯片封装上基于成熟的同轴工艺、同时采用类似BOX封装工艺中平行光光路结构，可以有效提高TOSA的光功率，在低成本的基础上有效提高性能，避免了现有封装技术凸显的成本高或者性能不满足要求的问题。
[n0020] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[n0021] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[n0022] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[n0023] 图1为本实用新型实施例1中，一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA 装置整体剖面视图；
[n0024] 图2为本实用新型实施例1中，一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA 装置光路结构示意图。
[n0025] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[n0026] 为了解决现有技术中的封装工艺的成本较高，光功率和功耗不能同时满足要求的问题。本实用新型实施例提供一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA 装置。
[n0027] 实施例1
[n0028] 本实施例公开了一种采用同轴TO-CAN1工艺封装的EML TOSA装置，如图1，包括：TO-CAN1、准直透镜2、金属调节环3、光隔离器4、会聚透镜5、光纤适配器6；其中，TO-CAN1，用于实现光信号的发射；具体的，TO-CAN1又名镭射二极体模组，是一种光通讯领域中的半导体激光器封装方式，目前广泛应用于光纤通信和光纤传感中。TO-CAN1封装半导体激光器制作工艺简单，适合大规模的生产方式，它具有体积小，损耗低，使用寿命长等特点。在本实施例中， TO-CAN1选用10G同轴TO-CAN1。
[n0029] 准直透镜2，安装于TO-CAN1内部，用于将TO-CAN1的发射光转变成平行光；具体的，准直透镜是一种重要的光学元件,主要由光学玻璃等材料制成,用于光纤之间、激光与光纤之间以及光纤与探测器之间的耦合,或者用于薄膜过滤密集波分复用器中光纤光束的准直。在本实施例中，准直透镜2选用Clens 透镜，具有成本低、长工作距离时的低插入损耗、工作距离范围大等一系列的优点。
[n0030] 金属调节环3，安装于TO-CAN1和光纤适配器6之间，用于光路耦合对准后，将TO-CAN1和光纤适配器6进行连接；具体的，光路耦合对准后TO-CAN1 和光纤适配器6通过金属调节环3进行连接，通过激光焊进行固定。
[n0031] 光隔离器4，安装于准直透镜2和会聚透镜5之间，防止反射光进入 TO-CAN1，避免反射光对发射光信号造成影响。具体的，光隔离器4具有自由空间，通过自有空间可以调节光隔离器4位置，防止反射光进入TO-CAN1。
[n0032] 会聚透镜5，安装于光隔离器4和光纤适配器6之间，接收经准直透镜2 转变成平行光，并将平行光进行会聚，将会聚后的光线发送给光纤适配器6。
[n0033] 光纤适配器6，与外部连接器连接，用于传输光信号并与外部连接器适配。
[n0034] 在一些优选实施例中，一种采用同轴TO-CAN1工艺封装的EML TOSA装置，还包括：LD芯片7，LD芯片安装于TO-CAN1内部，用于产生发射光，并将发射光发送给准直透镜2。TOSA装置具体的光路结构示意如图2。
[n0035] 在一些优选实施例中，一种采用同轴TO-CAN1工艺封装的EML TOSA装置， TO-CAN1与光隔离器4、会聚透镜5及光纤适配器6的中心点在同一轴线。
[n0036] 在一些优选实施例中，一种采用同轴TO-CAN1工艺封装的EML TOSA装置，通过同轴TO-CAN1与光隔离器4、会聚透镜5及光纤适配器6组成的组件进行光路耦合。
[n0037] 在一些优选实施例中，EML TOSA装置的长度可以通过金属调节环3进行调节。
[n0038] 在一些优选实施例中，TO-CAN1选用10G同轴TO-CAN1。
[n0039] 在一些优选实施例中，当经过会聚透镜5的平行光光斑较小时，可以增加会聚透镜5的收光能力，提高光路耦合效率。
[n0040] 本实施例公开的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，包括： TO-CAN、准直透镜、金属调节环、光隔离器、会聚透镜、光纤适配器；TO-CAN 内含一个准直透镜，将发射光变为平行光，自由空间光隔离器用于防止光反射进入TO-CAN,会聚透镜用于将平行光会聚耦合进光纤适配器，金属调节环用于调节TOSA的长度，所述光纤适配器用于传输光信号并与外部连接器适配。本实用新型在芯片封装上基于成熟的同轴工艺、同时采用类似BOX封装工艺中平行光光路结构，可以有效提高TOSA的光功率，在低成本的基础上有效提高性能，避免了现有封装技术凸显的成本高或者性能不满足要求的问题。
[n0041] 在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。
[n0042] 上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

权利要求:
Claims (8)
[0001] 1.一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，其特征在于，包括：TO-CAN、准直透镜、金属调节环、光隔离器、会聚透镜、光纤适配器；其中，TO-CAN，用于实现光信号的发射；
准直透镜，安装于TO-CAN内部，用于将TO-CAN的发射光转变成平行光；
金属调节环，安装于TO-CAN和光纤适配器之间，用于光路耦合对准后，将TO-CAN和光纤适配器进行连接；
光隔离器，安装于准直透镜和会聚透镜之间，防止反射光进入TO-CAN，避免反射光对发射光信号造成影响；
会聚透镜，安装于光隔离器和光纤适配器之间，接收经过准直透镜转变成的平行光，并将平行光进行会聚，将会聚后的光耦合进光纤适配器；
光纤适配器，与外部连接器连接，用于传输光信号并与外部连接器适配。
[0002] 2.如权利要求1的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，其特征在于，还包括：LD芯片，LD芯片安装于TO-CAN内部，用于产生发射光，并将发射光发送给准直透镜，可在工业温度下传输80km。
[0003] 3.如权利要求1的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，其特征在于，TO-CAN与光隔离器、会聚透镜及光纤适配器的中心点在同一轴线。
[0004] 4.如权利要求1的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，其特征在于，通过同轴TO-CAN与光隔离器、会聚透镜及光纤适配器组成的组件进行光路耦合。
[0005] 5.如权利要求1的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，其特征在于，EMLTOSA装置的长度可以通过金属调节环进行调节。
[0006] 6.如权利要求1的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，其特征在于，准直透镜可将光转变成平行光。
[0007] 7.如权利要求1的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，其特征在于，TO-CAN选用10G同轴TO-CAN。
[0008] 8.如权利要求2的一种采用同轴TO-CAN工艺封装的EML TOSA装置，其特征在于，准直透镜安装在TO-CAN内部。

类似技术:

---

公开号 | 公开日 | 专利标题

---

CN201387500Y|2010-01-20|Gpon单纤双向光收发组件

---

CN102043208B|2015-06-17|冷却式激光模块

---

CN102621641A|2012-08-01|光纤连接器

---

CN102546030A|2012-07-04|利用单波长通信的光收发机

---

CN109031549B|2019-11-19|光发射组件以及光模块

---

CN104810724A|2015-07-29|同轴封装带制冷dfb激光发射器

---

CN208283580U|2018-12-25|反射透镜、激光发射器、光发射组件及光发射接收组件

---

CN214335303U|2021-10-01|一种采用同轴to-can工艺封装的eml tosa装置

---

CN205229523U|2016-05-11|一种用于多路并行传输的光收发模块

---

US20160269114A1|2016-09-15|A device for simultaneous data and power transmission over an optical waveguide

---

CN101446668A|2009-06-03|自由空间光通信光接收天线

---

CN204558880U|2015-08-12|同轴封装带制冷dfb激光发射器

---

KR101674005B1|2016-11-22|단파장 양방향 광송수신모듈

---

WO2021036011A1|2021-03-04|基于平面波导芯片的光接收引擎

---

CN109683255A|2019-04-26|一种ld管芯以及一种tosa模块

---

CN203883951U|2014-10-15|一种万兆单纤双向非对称光模块组件

---

JP3853313B2|2006-12-06|光通信システム

---

CN211528767U|2020-09-18|一种光组件及其系统

---

CN212872995U|2021-04-02|一种光学次模块结构

---

JP2845120B2|1999-01-13|半導体レーザの長距離伝送評価方法及び評価装置

---

CN214754668U|2021-11-16|一种采用to封装的激光发射器及一种光模块

---

CN214849532U|2021-11-23|同轴封装半导体光放大器

---

CN211293370U|2020-08-18|一种低损耗、高可靠性的光接口组件

---

CN202551034U|2012-11-21|高性能半导体光接收器

---

KR101039797B1|2011-06-09|Ｔｏ ｃａｎ 평행광 패키지

同族专利:

---

公开号 | 公开日

---

引用文献:

---

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

---

法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

---

2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

---

申请号 | 申请日 | 专利标题

---

CN202022418841.8U|CN214335303U|2020-10-27|2020-10-27|一种采用同轴to-can工艺封装的eml tosa装置|CN202022418841.8U| CN214335303U|2020-10-27|2020-10-27|一种采用同轴to-can工艺封装的eml tosa装置|