CN104638509B - 输出波长复用光的发射器模块 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于输出波长复用光的发射器模块，其具有作为光信号源的发射具有彼此不同的特定波长的各光束的多个半导体激光二极管(LD)。除了所述LD之外，所述发射器模块还包括以并激驱动结构的方式驱动LD的驱动器。为LD提供偏置电流所通过的电感器被安装在驱动器上，并在电感器与驱动器之间插入间隔件和顶部载体。

Description

输出波长复用光的发射器模块

技术领域

本申请涉及发射器光学模块，更具体地，涉及具有多个光信号源的发射器光学模块。

背景技术

本领域中已知一种安装有四个激光二极管(下文中被表示为LD)的光学发射器模块，各激光二极管发射具有彼此不同的特定波长的光束。为了驱动安装在这种发射器模块中的LD，在发射器模块的壳体内不可避免地安装有有源器件和无源器件，有源器件通常在实现驱动器电路以驱动各LD的集成电路(IC)内，无源器件是电容器和电感器。具体地说，当LD的操作速度超过10Gbps或者达到20Gbps时，这种有源器件和无源器件的装配变为使发射器模块呈现设计的性能的关键因素。此外，对于如光学收发器之类的有源光学组件而言，近期持续要求的主题的趋势彼此不一致，即，要求其壳体尺寸尽可能小，而同时要求其性能或操作速度尽可能块。

为了实现超过10Gbps的操作速度，在发射器模块中连接电子组件的接合线应当尽可能短。换句话说，需要布置电子组件以使得接合线变得最短。较长的接合线会导致传输阻抗的增大并降低发射器模块的高频性能。本申请将提供壳体中组件的能使接合线有效地变得最短的排列。

发明内容

本申请涉及包括多个LD、驱动器、顶部载体和盒状壳体的发射器模块。各LD发射具有彼此不同的特定波长的光束。驱动器包括与各LD相对应的多个驱动电路以驱动LD。顶部载体安装有多个电感器，其中通过各电感器向各LD提供偏置电流。盒状壳体将各LD、驱动器和顶部载体封入其中。该发射器模块的特征在于驱动器上安装有顶部载体。

在本申请的发射器模块的另一方面中，发射器模块包括LD、驱动器、LD基板(sub-mount)和壳体。LD包括阴极电极和阳极电极，其中这两个电极在LD的顶表面中暴露。驱动器具有信号焊盘和接地焊盘。LD基板(其由电绝缘材料制成)具有中继焊盘和芯片焊盘。中继焊盘将偏置电流中继至LD，而芯片焊盘将LD安装于芯片焊盘上。壳体将LD、驱动器和LD基板封入其中；并提供底盘接地。本申请的该发射器模块的特征在于，LD的阳极电极通过LD基板上的中继焊盘与驱动器的信号焊盘线接合，并且LD的阴极电极与驱动器的接地焊盘直接线接合，而无需连接到壳体的底盘接地。

附图说明

通过以下参考附图对本发明的优选实施例的详细描述，将更好地理解前述和其他目的、方面和优点，附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的发射器模块的外观，其中从后上方观察该发射器模块；

图2示出了图1所示的发射器模块的外观，其中图2从后下方观察该发射器模块；

图3A是图1和图2所示的发射器模块的平面视图，而图3B是该发射器模块的侧面视图；

图4是该发射器模块的功能框图；

图5示出了该发射器模块的内部；

图6放大了其中安装有电子组件的部分；

图7示出了其中只安装有驱动器的该部分；

图8是该部分的侧截面图；

图9示出了其中组装发射器模块的过程前进到安装除驱动器以外的电子组件的步骤的部分；

图10示出了在壳体中连接组件的接合线的布线；

图11是其中电子组件被安装并且通过各接合线线连接的部分的透视图；

图12同样是该部分的透视图，以示出接合线；

图13A示出了在发射器模块中实现的LD的横截面，而图13B示出了该LD的外观；

图14是包括并激驱动结构的寄生组件的电路图；

图15A和图15B是根据本申请的修改实施例的LD周围的排列的透视图；

图16是安装LD基板以及通过IC基板安装驱动器的载体的透视图。

具体实施方式

下面，将参考附图描述本申请的发射器模块的一些实施例。在附图的描述中，彼此相同或相似的数字或符号将指彼此相同或相似的元件，而无需重复说明。

如图1中所示的发射器模块是匹配传输线路的特征阻抗以增强和确保高频性能所必须的。这种传输线路被称作微带线和/或共面线，其导线宽度和其上形成该导线的基板的厚度被设计为对于单线而言将特征阻抗设为50Ω、或对于差动排列而言为100Ω。

但是，在发射器模块1的壳体2的外部制备的传输线路通过电焊盘以及与电焊盘线接合的接合线连接至壳体2内的传输线路，这使得难以以50Ω匹配传输线路的特征阻抗，因为接合线根据其长度和直径具有固有呈现出的电感特征。例如，具有50μm直径和1mm长度的金(Au)线固有地呈现出约1nH的电感。因此，发射器模块1需要以使得接合线的长度变得尽可能短而不会引起阻抗失配的电子组件的排列方式来设计。

另一方面，即使传输线路形成在模块的中央，然而可针对单光学信号操作的发射器模块也在传输线路的外围产生足够空间，这增强了组装的灵活性或降低了组件排列的限制。但是，与本申请中的发射器模块相同的发射器模块1(其需要针对多个信号操作)需要提供用于将要传输的电信号的多个传输线路和多个输入/输出端子。电子和光学组件的排列需要使得接合线最短。

图1示出了本申请的发射器模块1的外观，其是从后上方观察到的，而图2是从后下方观察到的。图3A和图3B分别是发射器模块1的平面视图和侧面视图。本说明书假设“后”是其中设有电插头22的一侧，而“前”是与后相对的一侧并设有套筒组件3。发射器模块1主要包括盒状壳体2和设置在壳体2的前壁2c中的圆柱形套筒组件3。壳体2还在后壁2a中设有电端子22。电端子22包括用于高频信号的RF端子4和用于DC偏压的DC端子5。RF端子4聚集地排列在电端子22的一侧中，而DC端子5也聚集地排列在电端子22的另一侧中。

该发射器模块1只在壳体2的后壁2a中设置一个电端子是因为：当将发射器模块1安装到例如CFP2和/或CFP4类型的光学收发器内时，在壳体2的各侧2b中没有空间或空位剩余。接收器模块和发射器模块在壳体2内以并排的方式排列。

如图4和图5所示，发射器模块1安装有多个激光二极管(LD)11、驱动各LD的驱动器23、一些诸如电感器12和电容器之类的无源组件、多个光电二极管(PD)14(其数量与LD 11的数量相匹配)、将从LD 11和透镜16发射的每个光束进行多路传输的诸如光多路复用器15之类的多个光学组件、热电冷却器(TEC)17、以及热敏电阻器18。

壳体2通过焊接顶盖7气密或密闭密封，如在将那些光学和电子组件安装其中之后用干燥氮气替换内部大气(即，空气)。利用从LD 11输出的各光束多路传输的光穿过光学组件(具体地，透镜、光学隔离器和设置在前壁2c中的窗口)与固定在套筒组件3内的耦合光纤光学耦接。

套筒组件3包括盖件19和连接器20。盖件19覆盖容纳固定在外部光纤的端部中的套圈的套筒。在将复用光与套筒对准或者精确地将外部光纤设置在套筒内之后，套筒和连接器20通过YAG激光焊接至壳体2。壳体2设置有由具有良好热传导性的材料(典型的，铜钨合金(CuW))制成的底部8以及形成电端子22的多个陶瓷层。TEC 17直接安装在底部8上。

如图中所示，电端子22包括多个陶瓷层22a，每个陶瓷层22a具有互连以及连接对应陶瓷层22中的互连的过孔。在壳体2中的传输线路连接至陶瓷层22a中的互连，并且互连外部呈现为RF端子4和DC端子5。更具体地说明，陶瓷层22a在其最顶部表面22b上设置有DC端子5，而在最底部表面22c上设置有RF端子。

如所述的，底部8由具有良好热传导性的材料(典型的，CuW)制成，以耗散在壳体2的内部生成的热量。随着将诸如热薄板之类的柔性构件插入，底部8的外表面变得与安装有发射器模块1的光学收发器的底盘接触，以增强从底部8向底盘的散热。

图4是发射器模块1的功能框图。发射器模块1包括四(4)个LD 11和光多路复用器15，其中各LD发射具有特定且彼此不同的波长的光束，以及光多路复用器15多路传输各光束。下面的说明假设发射器模块1包括四个LD 11，或者假设其可操作为具有四个信号通道的光源；但是发射器模块1不限于这种设置，发射器模块1可安装有两个或更多的LD或通道。

发射器模块1还安装有TEC 17以用于安装发射器模块1的主要组件。即，TEC 17安装驱动器23、四个ID 11、四个监控器PD 14、光多路复用器15和热敏电阻器18于其上。LD11、电感器12、监控器PD 14和透镜16沿着壳体2的横向方向布置在四个元件的对应行中。热敏电阻器18布置在最外侧透镜16旁边；但是，发射器模块1可在最外侧透镜16的对应外侧中排列两个热敏电阻器。

RF端子4包括与各LD 11相对应的四对焊盘，其中每对焊盘具有差动排列。DC端子5包括用于向各LD 11提供偏置电流的四个偏置端子5a、用于向TEC 17提供电力的两个电源端子5b、用于热敏电阻器18的两个信号端子5c、用于向驱动器23提供电力的一个电源端子5d、用于与驱动器23进行通信的两个控制端子5e、以及一些接地端子。因此，针对多个通道可操作的发射器模块1显著地增加了端子的数量，不仅是RF端子4，还有DC端子5。在该实施例的发射器模块1中，监控器PD 14的输出被转换为数字形式并通过控制端子5e输出。具有多通道排列的传统发射器模块通过对应的独立端子提取监控信号，这需要额外数量的端子。本排列无需制备独立端子来提取监控信号。

图5示出了发射器模块1的内部，图6放大了其中安装有驱动器23的部分，图7也示出了该部分，但是未安装置于驱动器23上的部件，图8是该部分的侧截面图。如已描述的，RF端子4设置在电端子22的与安装有DC端子5的侧面22b相对的侧面22c中。在其中设置有RF端子4和DC端子5的部分中的陶瓷层22a从其余部分突出。侧面22b和22c设置在该突出部分中。

连接到DC端子5的互连在陶瓷层22a的顶部表面22b上延伸而进入壳体2的内部并变为内部DC端子24。DC端子24设置在从壳体2的底部8算起的第七陶瓷层22a的顶部上。用于TEC 17的互连17a被通过过孔从DC端子24下拉到同样从壳体2的底部8算起的第二陶瓷层22a的顶部。其余DC端子24与顶部载体25上的焊盘25a连接(这将稍后描述)、与电容器26的焊盘26a连接、以及与安装电容器26的布线基板27上的焊盘27a连接。

参考图8和图9，其上形成有DC端子24的第七陶瓷层22a的顶部的水平位置高于顶部载体25的焊盘25a、电容器26的焊盘26a、以及布线基板27上的焊盘27a的水平位置，这使得从DC端子24抽出的接合线B4不仅关于DC端子24形成锐角，而且关于焊盘25a至27a形成大致直角。

从陶瓷层22a的底部表面22c延伸的互连在同样从壳体2的底部8算起的第四陶瓷层22a的顶部表面上显现并且无需通过任何过孔地连接到内部RF端子29。这些互连是用于高频信号的。这些用于高频信号的互连的排列(即，在相同顶部表面中延伸)避免了阻抗失配。内部RF端子29线接合至设置在驱动器23的顶部表面上的焊盘23a。

内部RF端子29的水平位置与驱动器23的顶部上的焊盘23a的水平位置大致相同，或者内部RF端子29的水平位置略低于驱动器23的顶部上的焊盘23a的水平位置，使得能够球焊至焊盘23a。具体地，首先将接合线B1球焊至驱动器23的焊盘23a，之后随着延伸接合线B1而移动内部RF端子29上方的焊头，随后球焊至内部RF端子29。当第二接合位置的水平位置略微低于第一接合位置的水平位置时，随着接合线的延伸从第一位置向第二位置的移动变得便利。

接合线B1接合至焊盘23a(第一接合位置)，使得一个角度略小于相对于焊盘23a的直角，另一角度略大于前一角度但是小于相对于RF端子29(第二接合位置)的直角。这种接合线B1的形状(其可通过设置第二接合位置(即，内部RF端子29)的水平位置略小于第一接合位置(即，驱动器23上的焊盘23a)来实现)不仅使得过程简化而且增强了球焊过程的可靠性。

驱动器23上的其他焊盘23b(其设置在与其中形成有前面的焊盘23a的侧面相对的一侧中)被线接合至相应的LD 11的焊盘11a。同样，焊盘11a的水平位置略低于其他焊盘23b的水平位置。因此，这两种焊盘23b和11a的排列使得将前一焊盘23b连接到后一焊盘11a的接合线B2较短，同时确保了线拉伸强度。

如图6至图8所示，TEC 17上安装有载体32，并且载体32安装有IC基板30、LD基板31和热敏电阻器基板36。IC基板30安装有驱动器23和布线基板27。LD基板31上安装有LD 11。驱动器23通过插入间隔件28安装顶部载体25。顶部载体25上安装有电感器12。即，在电感器12之下到TEC 17的顶部存在载体32、IC基板30、驱动器23、间隔件28和顶部载体25五层。

参考图7，LD基板31(确切地，两个LD基板31)沿着壳体2的横向方向并排地排列在载体32上。每个LD基板31安装有同样并排排列的两个LD 11。参考图6，布线基板27(确切地，两个布线基板27)布置在IC基板30上，位于驱动器23的相应的外侧中。热敏电阻器基板36(确切地，两个热敏电阻器基板36)排列在载体32上，位于相应的布线基板27的前面，并且两个热敏电阻器基板36之间放置有LD 11和透镜16a。在该发射器模块1中，仅有一个热敏电阻器基板36上设置有热敏电阻器18。

在一个示例中，间隔件28由氮化铝(AlN)制成，具有350μm的厚度，顶部载体25由二氧化硅(SiO₂)制成，具有350μm的厚度，IC基板30同样由AlN制成，具有300μm的厚度，LD基板31由AlN制成，具有400μm的厚度，载体32由AlN制成，具有300μm的厚度。安装在驱动器23上的间隔件28优选地具有与驱动器23的主要材料的热膨胀系数大致相同的热膨胀系数，以免降低驱动器23的性能。顶部载体25优选地由具有相对小的介电常数的材料制成，因为其上形成的焊盘和/或互连会产生寄生电容器。这种具有相当电容的电容器降低了发射器模块1的高频性能。因此，顶部载体25优选地由具有较小介电常数的材料制成，典型地，由二氧化硅(SiO₂)制成。另一方面，IC基板30和LD基板31优选地由具有良好热传导性的材料制成以将由LD 11和驱动器23产生的热量有效耗散。载体32同样优选由具有良好热传导性的材料制成以将由驱动器23和LD 11产生的热量耗散并使得TEC 17上的温度分布均匀。

每个从LD 11发射的光束穿过各透镜16而进入光多路复用器15。PD 14被置于多路复用器15的上游以监控从LD 11输出的各光束的量值。多路复用器15多路传输该光束以输出多路复用光。该多路复用光穿过同样设置在套筒组件3中的一个或多个透镜33而聚集在固定在套筒组件3中的耦合光纤上。通过使外部光学连接器与套筒组件3配合，发射器模块1可与外部光纤光学地耦接。发射器模块1还可在壳体2或套筒组件3中的光路径上安装光学隔离器。

作为差动配置，发射器模块1接收针对各LD的RF信号。因此，在壳体2内的RF端子29具有G/Sig+/Sig-/G的成组排列，其中G、Sig+和Sig-指的是接地、具有正相位的信号和具有负相位的信号。另一方面，在驱动器23上的焊盘23a在正信号和负信号(分别为Sig+和Sig-)的焊盘之间具有额外接地焊盘。该额外接地焊盘没有线接合至任何地方，而是连接至驱动器23的内部接地。RF端子29可具有在正信号和负信号的两个端子之间的额外接地端子。在这种排列中，额外接地端子可线接合至驱动器23上的额外接地焊盘。

分别用于正相信号Sig+和负相信号Sig-的焊盘通过互连23d朝其中形成有用于LD11的焊盘23b的一侧延伸，并连接到集成在驱动器23内的各驱动电路以实际地驱动LD 11。驱动器23可具有其他电路来控制在互连23d下方的发射器模块1。驱动电路只形成在面对LD11的其中形成有焊盘23b的一侧中。通过驱动电路放大的RF信号通过接合线B2从焊盘23b提供。

LD 11具有所谓的边发射型的类型，其中每个LD具有n型衬底和生长在n型衬底上的一些外延层。具有n型衬底的LD通常被组装为外延层向下而衬底向上，这使得外延层形成为阴极而衬底形成为阳极。但是，本实施例的LD 11通过将衬底中的电极通过过孔上拉到顶部表面，具有其中从顶部表面(即，外延层侧)上抽出阳极和阴极两者的排列。这是因为本实施例的LD 11被通过所谓的并激驱动模式来驱动。在并激驱动模式中，阳极(即，就n型衬底而言的外延层)接收驱动信号；而阴极(即，n型衬底)接地。如图6和图8所示，从驱动器的焊盘23b抽出的接合线B2都接合至形成在LD 11的顶部表面上的焊盘11a。

同样，如图10和图11所示，设置在LD基板31的一侧中的中继焊盘31a连接至安装在顶部载体25上的电感器12。具体地，顶部载体25设置有与各LD 11相对应的四个互连25b，其中各互连25b被各电感器12分开。偏置电流通过电感器12和LD基板31上的中继焊盘31a提供至各LD 11。

实际上驱动LD 11并集成在驱动器23中的并激驱动电路中的每一个都包括开关晶体管以将通过电感器12提供的偏置电流分流。当开关晶体管导通时，几乎全部流过电感器12的偏置电流流入开关晶体管中。另一方面，当开关晶体管截止时，全部偏置电流流入LD中。因此，LD被调制。安装在顶部载体25上的电感器12是将开关晶体管和LD的并联电路与外部电源电绝缘的电感器。电感器12的电感优选地足够大以稳定地将该并联电路与外部电源绝缘，这不可避免地增大了电感器12的外部尺寸。本实施例的发射器模块1通过插入间隔件28在驱动器23的上方空间中安装有具有相对较大外部尺寸的电感器12。

与其他类型的驱动电路相比，并激驱动电路具有固有地产生较少热量的特征。因此，无需考虑驱动器23朝其上方空间的散热，或者考虑驱动器23朝其上方空间的散热变得较为不重要。此外，该发射器模块1对TEC 17安装载体32，载体32通过IC基板30安装有驱动器23。因此，驱动器23被设置在合适的温度条件下。

如图11所示，在顶部载体25上的电感器12被利用相对较长的接合线B3连接至LD基板31上的中继焊盘31a。但是，这些接合线B3不会使得发射器模块1的高频性能降低，因为接合线B3将把电感器12连接至LD 11。即，接合线B3设置在其中需要大量电感的位置中。因此，接合线B3优选地具有较小的直径以免增大寄生电阻。

诸如电容器26之类的用于将电源旁路的无源器件布置在驱动器23的周围。参照图12，用于监控器PD 14的互连L1、用于热敏电阻器18的那些互连L2、和/或用于控制驱动器23的那些互连延伸穿过热敏电阻器基板36、和位于透镜16、LD 11和驱动器23的对应侧中的布线基板27而电连接至DC端子24。布线基板27还安装有旁路电容器26，因此，用于监控器PD14和热敏电阻器18的互连使布线基板27的内层延伸。

如图12所示，其中设置有内部RF端子29的一个陶瓷层22a的顶部表面22d不同于(或确切地说，面向)其中设置有外部RF端子4的另一陶瓷层22a的底部表面22c。内部RF端子29和从其延伸的互连优选地通过微带线和/或共面线的排列具有例如针对单相线路的50Ω的传输阻抗或针对差相(differential phase)线路的100Ω的传输阻抗。但是，有时过孔使得传输阻抗降低。上述排列无需通过过孔连接两个RF端子，因此，确保了传输阻抗。

参考图9，该实施例的驱动器23在面向壳体2的侧壁2b的对应侧中设置有用于DC信号的焊盘23e，并且驱动器23的纵向侧只设置有用于RF信号的焊盘23a和23b。在后壁中将驱动器23的DC焊盘23e与DC端子24直接接线可导致接合线的无意接触。因此，该实施例在驱动器23的侧面和侧壁2b之间设置布线基板27。布线基板27设置有朝向驱动器23上的焊盘23e的焊盘27c。即，驱动器23上的焊盘23e通过布线基板27上的焊盘27c、布线基板27内的互连和布线基板27上的焊盘27a被拉到后壁中的DC端子24。接合线将焊盘23e连接至焊盘27c，并且将焊盘27a连接至DC端子24。

如图9所示，布线基板27沿着面向DC端子24和驱动器23上的焊盘23e的边缘分别设置有焊盘27a和27c。设置在布线基板27的顶部表面上的由焊盘27a和焊盘27c环绕的区域中的是其上安装有旁路电容器26的接地焊盘27b。焊盘27c和27a之间的互连设置在接地焊盘27b下方。因为用于DC端子24的接线通过布线基板27被旁路，所以驱动器23上方的空间不需要用于延长接合线，这使得顶部载体25上能够安装电感器12。

同样，如图5所示，该实施例的发射器模块1在第二透镜16b(即，准直透镜)的下游设置有分束器(BS)35。BS 35上安装有各PD 14。即，PD 14可检测每个从LD 11发射的光束的对应部分并产生监控信号。通过布置在透镜16a和16b的对应侧中的热敏电阻器基板36将监控信号提供至驱动器23。驱动器23针对各LD 11独立地集成有自动功率控制电路(APC)，以基于由此从PD 14提供的对应监控信号将LD的输出功率维持为常量。

该发射器模块1在各LD 11的对应下游中设置有两个透镜。第一透镜16a和第二透镜16b可以是可选的。当光多路复用器15是阵列波导(AWG)类型时，第二透镜16b可以是聚光透镜以将对应光束聚集到AWG的波导上去。在这种情况下，第一透镜16a和第二透镜16b的双透镜系统在第一透镜16a是准直透镜类型时可以为准直光束系统，或者在第一透镜16a是聚光透镜类型时可以为聚焦光束系统。另一方面，当多路复用器15是波分复用(WDM)滤波器类型时，第二透镜16b可以是准直透镜，以针对相对于固定在套筒组件3中的耦合光纤设置在壳体2的输出端口前面的透镜33增强光耦合效率。

接着，将参考图13A至图16具体描述围绕LD 11的装配，其中图13A示意性地示出了在发射器模块1内实现的LD 11的截面，图13B示出了LD 11的外观。本申请的LD 11是针对并激驱动结构专门设计的。

参考图13A，LD 11具有埋入式异质结构(BH)的类型，在半导体衬底111a上包括下覆层111b、有源层111c、上覆层111d以及接触层111e。这些层111b至111e外延生长在半导体衬底111a上，并形成台面结构。因此，有源层111c具有有限宽度。台面结构的两侧被嵌入层111m覆盖。该结构通过将偏置电流注入其中有效地限制了在有源层111c中产生的光。嵌入层111m在台面结构的对应侧中具有两个凹槽。LD 11的整个顶部表面被绝缘薄膜111s(其通常被称作钝化层，并且典型地由氮化硅(SiN)制成)覆盖。在台面的顶部以及凹槽之一的底部中的绝缘薄膜111s被移除以形成开口，并且对应的欧姆金属111f和111h被填入到开口内以与对应开口下面的层111e和111b接触。

在台面结构的顶部上的欧姆金属111f是通过互连111p抽出的，而在凹槽底部中的欧姆金属111h是通过互连111n抽出的。互连111p和111n每个都跑到绝缘薄膜111s上并与对应焊盘111r和111t接触。LD 11还在衬底111a的背部表面中设置有背部金属111g。因为下覆层111b和衬底111a是高度掺杂的，这意味着背部金属111g和欧姆金属之一111h在大致相同的电势下。在图13A中示出的LD 11的这种结构使得不仅可以从衬底111a的背部金属111g而且可以从LD 11的顶部表面抽出阴极。如图13B所示，该实施例的LD 11在其顶部表面中设置有两个焊盘111r和111t，其中一个焊盘111r连接至作为阳极电极的台面的顶部电极111f，而另一焊盘111t连接至作为阴极电极的凹槽的底部中的电极111h。此外，前一焊盘111r具有拉长的圆形形状以便于两条线的线接合，该两条线之一是来自偏置电源而另一条来自驱动器23。

图14示意性地示出了并激驱动电路，其中一些寄生组件明确地包括在该电路图中。并激驱动电路具有电流开关元件(即，晶体管SW-TR)和LD 11关于连接至电感器12的偏置电流源并联连接的特征。当晶体管通过驱动信号导通时，来自偏置电流源的电流实质上流入开关晶体管，这意味着基本没有电流流入LD 11。另一方面，当晶体管截止时，偏置电流的主要部分流入LD 11。因此，LD 11被通过驱动信号调制。

当通过其频率达到及有时超过10Gbps的RF信号驱动LD 11时，需要考虑由接合线引起的寄生电感器B2-1至B4和归因于LD基板31上的中继焊盘31a的电容器C31a。来自电流源的偏置电流首先流入将DC端子24连接至顶部载体25上的焊盘25a的接合线B4，之后，流入安装在顶部载体25上的电感器12。虽然顶部载体25上的焊盘25a和互连25b相对于底盘接地固有地呈现出寄生电容，但是诸如TEC17、载体32、IC基板30、驱动器23、间隔件28和顶部载体25之类的很多组件堆叠在顶部载体25的顶部表面和底盘之间。此外，偏置电流固有地是DC信号。因此，顶部载体25上的元件的寄生电容实质上是可以忽略的。

流过电感器12，电流流入将顶部载体25上的互连25b与LD基板31上的中继焊盘31a连接的接合线B3，其中中继焊盘31a相对于底盘接地固有地具有电容C31a。LD基板31安装在载体32上，而载体32安装在TEC 17上。因此，针对中继焊盘31a实现了与针对顶部载体25上的电感器12的排列类似的排列。但是，由于驱动信号通过中继焊盘31a，即使弱寄生电容也影响LD 11的高频性能。如图11所示，LD基板31上的中继焊盘31a利用接合线B2-1线接合至LD 11的阳极电极111r。如图13B所示，电极111r具有拉长的圆形形状。接合线B2-1在电极111r的一半部分中接合，而其剩余部分还与将LD 11的电极111r与驱动器23的焊盘23b连接的接合线B2-2接合。此外，同样设置在LD 11的顶部上的另一电极111t线接合至驱动器23的焊盘23b。电极111t对应于LD 11的阴极电极，并且如图14所示，该阴极通过接合线B2-2接地，但是接地在驱动器23内进行而不是在LD 11周围进行。

传统上的常识或不变的定律是接地互连尽可能厚且短。围绕LD11的本排列利用未连接在LD 11周围的薄接合线将LD 11的阴极接地连接至驱动器23。这是因为本实施例的发射器模块1安装有多个LD 11的结构，其中各LD 11之间的通道串扰变得敏感。当针对各LD11的阴极接地是公共的时，通过公用接地的串扰变成降低发射器模块1的性能的重要原因。因此，在发射器模块1的本实施例中，各LD 11的阴极接地在驱动器23内独立地拉出。如图11所示，该实施例安装有仅两个LD基板31，即，两个LD 11共同安装在单个LD基板31上，这可导致两个LD 11之间的串扰。但是，用于LD基板31上的各LD 11的各焊盘31b完全绝缘，并且LD基板31自身由氮化铝(AlN)制成。因此，两个LD 11之间的串扰实质上变得可忽略。

此外，如图16所示，安装有LD基板31的载体32设置有用于LD基板31的四个焊盘32d，其中左侧两个焊盘32d共同设置用于一个LD基板31，而右侧剩余两个焊盘32d共同设置用于另一LD基板31。本实施例的载体32的一个特征在于该载体32在右侧两个焊盘32d之间设置有凹槽32c并且在左侧两个焊盘32d之间设置有另一凹槽32c。安置了对应凹槽32c的焊盘32d是用于安装一个LD 11的部分和安装另一个LD 11的部分。即使当将LD基板31安装在焊盘32d上的过量导电粘合剂从焊盘32d和设置在LD基板31的背部表面中的焊盘流出时，凹槽32c也可以接收流出的粘合剂。因此，在LD基板31的背部表面中的焊盘和在用于LD基板31的载体32上的焊盘32d之间隔离。载体32可设置另外的凹槽32a和32b，其中它们具有与上述相同的吸收流出的粘合剂的目标。

图15A和图15B示出了围绕LD基板31的其他排列。如所述的，在该发射器模块1中，LD 11的阴极接地在驱动器23内而不是围绕LD 11的接地拉出。图11示出的排列仅设置了将阴极焊盘111t与驱动器23的接地焊盘连接的一条接合线B2-3。如图13A和图13B所示，LD 11设置有连接至其顶部表面上的阴极焊盘111t的背部金属111g。图15A和图15B中所示的修改排列利用背部金属111g。即，图15A中所示的排列将芯片焊盘31b(其设置在LD基板31的顶部上并连接至LD 11的背部金属111g)线接合至驱动器23的接地焊盘23b。在本排列中，传送调制信号的接合线B2-2被置于两条接地线B2-3之间，这等效地仿真了共面线并且确保了在接合线B2-2上传播的RF信号的传输特性。图15B所示的排列进一步地增强了接地性能。即，利用两条接合线B2-3将LD基板31上的芯片焊盘31b接合至驱动器23上的焊盘23b，并且利用两条接合线B2-3将LD 11的顶部上的阴极电极111t线接合至焊盘23b。以同样方式接合焊盘111t。

虽然出于说明的目的在此已描述了本实施例的具体实施例，但是对于本领域技术人员而言很多修改和变化将变得显而易见。因此，所附权利要求意在包含落入本发明的真实精神和范围之内的所有这些修改和变化。

Claims (9)

1.一种发射器模块，包括：

多个激光二极管，每个激光二极管发射特定且彼此不同的波长的光束；

驱动器，其包括与各激光二极管相对应的多个驱动电路，所述驱动电路驱动各激光二极管；

顶部载体，其安装有用于将偏置电流提供给各激光二极管的多个电感器，所述顶部载体被安装在所述驱动器上，并且所述顶部载体与所述驱动器之间插入间隔件；以及

盒状壳体，其用于将所述激光二极管、所述驱动器和所述顶部载体装入其中；

其中，所述盒状壳体在所述盒状壳体的一个侧壁中共同地设置有RF端子和DC端子，

其中，所述驱动器具有带四个边缘的方形平面形状，所述四个边缘中的一个边缘面向所述侧壁，与所述四个边缘中的所述一个边缘平行地延伸的所述四个边缘中的另一边缘仅设置有RF焊盘，与所述四个边缘中的所述一个边缘和所述四个边缘中的所述另一边缘相交叉的所述四个边缘中的两个边缘仅设置有DC焊盘。

2.根据权利要求1所述的发射器模块，

其中，所述盒状壳体还装入：

IC基板，其上安装所述驱动器；

载体，其上安装所述IC基板；以及

热电冷却器，其上安装所述载体，

其中，所述顶部载体布置在由所述载体、所述IC基板、所述驱动器和所述间隔件形成的堆叠体上。

3.根据权利要求1所述的发射器模块，

其中，通过将所述DC端子和所述顶部载体上的互连相连接的接合线、设置在所述顶部载体上以中断所述互连的各电感器、和将中断的所述互连与各激光二极管相连接的另外的接合线，来从所述侧壁中的所述DC端子提供所述偏置电流。

4.根据权利要求1所述的发射器模块，

其中，所述驱动器包括用于将沿着面向所述侧壁的所述一个边缘而形成的所述RF焊盘连接至靠近所述四个边缘的所述另一边缘而形成的所述驱动电路的互连，

其中，通过将所述RF端子连接至所述RF焊盘的接合线和所述互连来从所述侧壁中的所述RF端子向所述驱动电路提供RF信号，并且所述RF信号从沿着所述四个边缘中的所述另一边缘形成的RF焊盘直接提供至各激光二极管。

5.根据权利要求1所述的发射器模块，

还包括布置在面向与所述四个边缘中的所述一个边缘和所述四个边缘中的所述另一边缘交叉的边缘的一侧中的布线基板，

其中，利用不与所述驱动器上方空间相交的接合线将所述布线基板与设置在所述侧壁中的所述DC端子电连接。

6.根据权利要求1所述的发射器模块，

还包括两个布线基板，每个布线基板布置在面向与所述四个边缘中的所述一个边缘和所述四个边缘中的所述另一边缘交叉的边缘的相应侧中，所述布线基板之间布置了所述驱动器，

其中，利用不与所述驱动器上方空间相交的接合线将所述布线基板与设置在所述侧壁中的所述DC端子电连接。

7.根据权利要求1所述的发射器模块，

其中所述侧壁包括多个陶瓷层，一个陶瓷层在其顶部表面中设置有处于所述盒状壳体内部的RF端子，并且堆叠在所述一个陶瓷层上的另一陶瓷层在其底部表面上设置有处于所述盒状壳体外部的RF端子，处于所述盒状壳体内部的RF端子无需通过任何过孔而与处于所述盒状壳体外部的RF端子连接。

8.根据权利要求7所述的发射器模块，

其中，处于所述盒状壳体内部的RF端子的水平位置略低于所述驱动器的顶部表面的水平位置，并且所述驱动器的顶部表面的水平位置实质上等于或略高于所述激光二极管的顶部表面的水平位置。

9.根据权利要求1所述的发射器模块，

其中，所述间隔件具有与所述驱动器的热膨胀系数实质上相同的热膨胀系数。