CN107196184A - 应用壳体、光学部件和移束器的光学模块及其组装方法 - Google Patents

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藤村康
渡部彻
山内康之
佐伯智哉
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Abstract

本发明公开了一种光学模块及组装该光学模块的方法。该光学模块包括：光源，其产生具有光轴的光束；光学部件，其与光源光耦合，光学部件具有与光束的光轴偏离的另一光轴；壳体，其具有底部，壳体构造为在壳体的底部上布置光源和光学部件；以及移束器，其置于光源与光学部件之间，其中，移束器使从壳体的底部起测量的光束的光轴与从壳体的底部起测量的光学部件的另一光轴对准。该方法包括：将移束器布置在光源与会聚透镜之间，移束器使从壳体的底部起测量的光束的光轴与光学部件的光轴对准；以及通过调准会聚透镜使从移束器输出的光束与光学部件光耦合。

Description

应用壳体、光学部件和移束器的光学模块及其组装方法
本申请是申请日为2015年10月28日、申请号为201580058464.0、发明名称为“应用光源、光调制器和波长检测器的光学模块及其组装方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及安装有包括半导体激光二极管(LD)的光源、光调制器和波长检测器的光学模块；并且本发明还涉及组装该光学模块的方法。
背景技术
安装有波长可调谐半导体激光二极管(t-LD)以及调制从t-LD发射的CW光的光调制器的光学模块已经在该领域中众所周知。日本专利申请公开No.2009-146992已披露了这种光学模块。从t-LD输出的CW光经由光纤与光调制器光耦合。然而，光纤在以大曲率弯曲时会引起弯曲损耗。因此，当具有有限的尺寸的光收发器在其壳体中安装有t-LD和光调制器时，需要补偿由内部光纤引起的弯曲损耗的技术。
发明内容
本申请的一个方面涉及一种组装光学模块的方法，所述光学模块安装有被封入壳体内的激光器单元、调制器单元以及检测器单元。所述激光器单元包括半导体激光二极管(LD)，所述LD具有输出第一连续波(CW)光束的前端面和输出的第二CW光束的后端面。所述调制器单元调制所述第一连续波(CW)光束。所述检测器单元确定所述第二CW光束的波长。所述壳体包括第一输出端口和第二输出端口。本申请的所述方法包括以下步骤：(1)将第一热电冷却器(TEC)、第二TEC和第三TEC安装在所述壳体内；(2)分别将所述激光器单元安置在所述第一TEC上，将所述调制器单元安置在所述第二TEC上，并且将所述检测器单元安置在所述第三TEC上；(3)实现所述第一CW光束通过所述调制器单元与所述壳体的所述第一输出端口光耦合以及所述第二CW光束通过所述检测器单元与所述壳体的所述第二输出端口光耦合中的一者；以及(4)实现所述第一CW光束通过所述调制器单元与所述壳体的所述第一输出端口光耦合以及所述第二CW光束通过所述检测器单元与所述壳体的所述第二输出端口光耦合中的另一者。本申请的方法的一个特征在于，使所述第一CW光束与所述第一输出端口耦合的步骤包括以下步骤：(3-1)使所述激光器单元通过所述输入单元与所述光调制器光耦合，以及(3-2)使所述光调制器通过所述输出单元与所述第一输出端口光耦合。本方法的另一特征在于，使所述第二CW光束与所述第二输出端口耦合的步骤包括以下步骤：(4-1)使所述检测器单元与所述激光器单元光耦合，以及(4-2)使所述检测器单元与所述第二输出端口光耦合。
本申请的另一方面涉及包括具有第一端面和第二端面的波长可调谐激光二极管(t-LD)、光调制器、波长检测器、壳体以及第一输出端口和第二输出端口的光学模块。所述t-LD从所述第一端面输出第一CW光束并且从所述第二端面输出第二CW光束。所述光调制器主要由半导体材料制成，所述光调制器通过调制所述第一CW光束产生第一输出光束。所述波长检测器确定所述t-LD的振荡波长，所述波长检测器将所述第二CW光束分束为被监测光束和第二输出光束。所述壳体包括前壁、后壁以及将所述前壁和所述后壁连接起来的两个侧壁，所述壳体将所述t-LD、所述光调制器和所述波长检测器封入由所述前壁、所述后壁和所述侧壁分隔成的空间中。所述第一输出端口和所述第二输出端口设置在所述前壁中，并分别输出所述第一输出光束和所述第二输出光束。本申请的光调制器的一个特征在于，所述波长检测器和所述t-LD排列在所述第二输出端口的沿所述侧壁中的一个延伸的光轴上，而所述光调制器排列在所述第一输出端口的沿所述侧壁中的另一个延伸的光轴上。本申请的光调制器还具有这样的特征：所述光调制器具有输入端口、输出端口和信号焊盘，其中，所述输入端口设置在所述光调制器的与所述壳体的所述侧壁中的所述一个相对的一侧，所述输出端口设置在所述光学模块的与所述壳体的所述前壁相对的一侧，并且所述信号焊盘设置在所述光学模块的与所述后壁相对的一侧，其中所述信号焊盘提供包括高频分量的信号。
本申请的又一方面涉及光学模块。该方面的光学模块包括光源、光调制器和输入单元。所述光源安置在第一TEC上并且第一载体置于所述光源与所述第一TEC之间，所述光源产生连续波(CW)光束，其中在所述第一载体上设置有标记。所述光调制器安置在独立于所述第一TEC的第二TEC上，并且基体置于所述光调制器与所述第二TEC之间，所述光调制器调制所述CW光束。所述输入单元使所述CW光束与所述光调制器耦合，所述输入单元安置在基体上，并且第二载体置于所述输入单元与所述基体之间，其中在所述第二载体上设置有标记。本光学模块的一个特征在于，所述输入单元的所述第二载体上的标记与所述光源的所述第一载体上的标记对准。
本申请的又一方面涉及光学模块。本方面的光学模块包括光源、光学部件、壳体和移束器。光源，其产生具有光轴的光束。光学部件，其与所述光源光耦合，所述光学部件具有与所述光束的光轴偏离的另一光轴。壳体，其具有底部，在所述底部上布置所述光源和所述光学部件。移束器，其置于所述光源与所述光学部件之间。本方面的光学模块的特征在于，所述移束器使从所述壳体的底部起测量的所述光束的光轴与从所述壳体的底部起测量的所述光学部件的另一光轴对准。
本申请的又一方面涉及组装设置有光源、移束器、光学部件、会聚透镜和壳体的光学模块的方法。所述光源产生光束。所述光学部件与所述光束光耦合。所述会聚透镜将所述光束会聚到所述光学部件上。具有底部的所述壳体将所述光源、所述会聚透镜和所述光学部件封入其中。该方法包括以下步骤：(1)将所述移束器布置在所述光源与所述会聚透镜之间，其中，所述移束器使从所述壳体的所述底部起测量的光束的光轴与所述光学部件的光轴对准；以及(2)通过调准所述会聚透镜使从所述移束器输出的光束与所述光学部件耦合。
附图说明
[图1]图1是根据本发明的实施例的光学模块的透视图；
[图2]图2示出了图1所示的光学模块的内部；
[图3]图3示出了在图1所示的光学模块内应用的波长可调谐LD的剖视图；
[图4]图4是激光器单元的俯视图；
[图5]图5是光调制器的俯视图；
[图6]图6是检测器单元的俯视图；
[图7]图7是调制器单元的俯视图；
[图8]图8是调制器单元的分解图；
[图9]图9是调制器单元的基体的俯视图，其中，基体通过载体安置光调制器；
[图10]图10是安置在图9所示的基体上的终止器单元的俯视图；
[图11]图11是安置在图9所示的基体上的偏压单元的俯视图；
[图12]图12是输入单元的俯视图，输入单元将从图4所示的激光器单元发射的第一CW光引导到图2所示的光调制器中；
[图13]图13A示意性示出了单透镜系统的光线径迹，并且图13B示出了双透镜系统的光线径迹；
[图14]图14A至图14F示出了单透镜系统的耦合容差(图14A和图14B)、双透镜系统中第一透镜的耦合容差(图14C和图14D)以及双透镜系统中第二透镜的耦合容差(图14E和图14F)；
[图15]图15是接合单元的俯视图；
[图16]图16是输出单元的俯视图；
[图17]图17示出了沿从第二输出端口延伸的光轴截取的光学模块的剖视图；
[图18]图18示出了沿从第一输出端口延伸的光轴截取的光学模块的剖视图；
[图19]图19是沿布线基板、激光器单元以及检测器单元的布置的俯视图；
[图20]图20是围绕激光器单元的包括两个布线基板的布置的俯视图；
[图21]图21是激光器单元和两个布线基板的透视图；
[图22]图22示出了组装图1所示的光学模块的过程的流程图；
[图23]图23示出了将t-LD组装在LD载体上的过程；
[图24]图24示出了将光调制器、输入单元、接合单元、两个偏压单元、两个终止器单元和两个PD子安置件组装在调制器单元的基体上的过程；
[图25]图25示出了将调制器单元的基体上的接合单元和输入单元与激光器单元对准的过程；
[图26]图26示出了将输出单元与光调制器组装在一起的过程；
[图27]图27是示出将TEC、布线基板和VOA基板安装在光调制器的壳体内的过程的俯视图；
[图28]图28是示出将LD载体和透镜载体安置在第一TEC、调制器单元的基体上的过程的俯视图，其中，调制器单元的基体上安置有输入单元、接合单元、输出单元、偏压单元、终止器单元和PD子安置件；
[图29]图29示出了将检测器单元与激光器单元对准的过程；
[图30]图30示出了将第一准直透镜调准到使准直透镜的输出光束变成准直光束的位置处的过程；
[图31]图31示出将激光器单元的光轴偏移为与光调制器的光轴对准的过程；
[图32]图32示出了调准输入单元中的分束器的过程；以及
[图33]图33示出了将第一透镜和第二透镜与光调制器的输入端口对准的过程。
具体实施方式
接下来，将参考附图对一些优选实施例进行说明。在附图的说明中，彼此相同或相似的附图标记或符号将指代彼此相同或相似的元件，并且不重复进行解释。
(第一实施例)
图1是根据本发明的实施例的光学模块的透视图，并且图2示出了图1所示的光学模块的内部。本实施例的光学模块1可以在适用于光相干系统的光收发器内应用。光相干系统除了利用光的大小之外还使用光的相位作为一个比特信息。当光信号对应0°和90°的相位分量，即当相干系统多路复用分别具有0°和90°的相位分量的光信号时，系统可以同时传输两比特信息。
光学模块1包括壳体内的激光器单元100、调制器单元200和检测器单元300，其中，壳体由前壁2A、后壁2B以及将前壁2A和后壁2B连接起来的两个侧壁2C和2D隔成。激光器单元100与调制器单元200和检测器单元300均光耦合。具体地说，光学模块1从第一输出端口3a输出调制信号D1，其中，调制信号D1是通过用安装在调制器单元200中的光调制器20调制从应用于激光器单元100内的波长可调谐激光二极管(t-LD)10输出的第一连续波(CW)光束L1而获得的。与第一调制信号D1同时地，光学模块1可以从第二输出端口3b输出另一光信号D2，其中光信号D2产生自从t-LD 10向检测器单元300输出并且在检测器单元300中被分开的另一CW光束L2。第一CW光束L1沿与输出端口3a和3b的光轴大致平行的方向从t-LD 10朝向后壁2B输出，弯曲大致90°并沿后壁2B进入光调制器20。另一CW光束L2沿与输出端口3a和3b的光轴大致平行的方向从t-LD 10朝向前壁2A发射。
本实施例的光学模块1具有将激光器单元100、调制器单元200和检测器单元300安置在独立地应用于壳体中的激光器单元100、调制器单元200和检测器单元300中的对应的热电冷却器(TEC)上的特征。此外，光学模块1仅在后壁2B中设置有射频(RF)端子4，并且在侧壁2C和侧壁2D中分别设置有DC端子5a和5b。由于RF端子4以及DC端子5a和5b在对应的壁中是独立的；因此光学模块1的电控制可以简单化和稳定化。
如上文所述，调制器单元200调制第一CW光束L1的相位并且输出相位已调制的光信号。即，应用于光调制器20中的调制器单元200将第一CW光束L1分为四个光束，并且利用通过RF端子4提供的四个调制信号独立地调制这四个光束，其中，从光调制器20输出的四个已调制信号中的两个已调制信号具有比其余两个已调制信号相差90°的相位分量。前两个已调制信号通常被称为I分量(同相分量)，而后两个已调制信号被称为Q分量(正交分量)。I分量中的一个和Q分量中的一个通过其偏振进一步被调制。即，I分量中的一个和Q分量中的一个在其偏振中旋转，并且与I分量中的另一个和Q分量中的另一个多路复用。光学模块1可以从第一输出端口3a输出多路复用四个光信号的已调制信号D1作为相位偏振调制信号，其中，该相位偏振调制信号通常被称为双偏振正交相移键控(DP-QPSK)。光学模块1可以进一步输出通过检测器单元300使从t-LD 10输出的第二CW光束L2分开而获得的另一光信号D2。被分开的CW光束中的一个用于确定CW光束L2的波长，而另一光束则作为输出CW光束D2从第二输出端口3b输出。
接下来，将对各个单元100至300的细节进行说明。
可调谐激光二极管(t-LD)
图3示出了在图1所示的光学模块内应用的波长可调谐LD的剖视图。t-LD 10包括两个半导体光放大器SOA 10a和SOA 10d，以及取样光栅分布式反馈器(SG-DFB)10b和取样光栅分布式布拉格反射器(SG-DBR)10c，其中，后两个区域10b和10c可以确定t-LD 10的发射波长。这四个区域沿t-LD 10的光轴排列。本t-LD 10在一个SOA 10a中设置有一个端面10A以传输第一CW光束L1，并且在另一SOA 10d中设置有另一端面10B以传输第二CW光束L2。
SG-DFB 10b包括取样光栅(SG)18，其中，取样光栅18以这样的区域为特征：每个区域包括多个光栅且各个区域被没有任何光栅的空白部间隔开。各个区域中的光栅具有恒定不变的间距，并且空白部具有沿光轴恒定不变的长度。当空白部具有不同长度时，取样光栅可以被称为啁啾取样光栅。SG-DFB 10b包括增益区域12a至增益区域12c(包括SG 18)以及调制区域13a和调制区域13b(也包括SG 18)。可以通过装置的顶表面上的电极14a向增益区域12a至增益区域12c提供载流子。另一方面，调制区域13a和调制区域13b在其顶表面中设置有加热器15a和加热器15b。组合增益区域12a至增益区域12c以及调制区域13a和调制区域13b，SG-DFB 10b可以显示具有反映SG-DFB 10b中的SG 18的多个增益峰值的光增益光谱。向加热器15a和加热器15b供电，即，加热或冷却加热器15a和加热器15b下面的波导层19b的温度，可以改变调制区域13a和调制区域13b的光学特性，即，可以改变属于SG-DFB10b所固有的增益峰值的波长。
本实施例的CSG-DBR 10c设置有三个段16a至16c，段16a至段16c分别具有可独立操作的加热器17a至加热器17c。由于CSG-DBR 10c不包括任何增益区域，所以CSG-DBR 10c固有地显示具有多个反射峰的反射光谱。向加热器17a至加热器17c供电，以改变加热器17a至加热器17c下面的波导19b的温度，从而能够改变CSG-DBR 10c的光谱中的反射峰的波长及间隔。段16a至段16c中的至少一段具有能够与其它段区别开的物理特征。在本t-LD 10中，段16a至段16c提供彼此不同的光程。即，没有衍射光栅的空白部分别具有彼此不同的光程，这被称为啁啾取样衍射布拉格反射器(CSG-DBR)。本实施例的t-LD 10设置有CSG-DBR而非SG-DBR的原因在于，可以通过独立地改变各个区域中的波导的温度来拓宽反射峰出现的范围。调整供应给SG-DFB 10b中的加热器15a和加热器15b、CSG-DBR 10c中的加热器17a至加热器17c的电能，使SG-DFB 10b的增益峰值中的一个与CSG-DBR 10c的反射峰中的一个匹配。然后，SG-DFB 10b和CSG-DBR 10c可以形成用于t-LD 10的腔体，并且t-LD可以以所匹配的波长振荡。可通过调整供应至加热器15a和加热器15b以及加热器17a至加热器17c的电能来选择所匹配的波长。
第一SOA 10a和第二SOA 10d可以放大由增益区域12a至12c产生并且由SG-DFB10b与CSG-DBR 10c的光耦合来确定其波长的光束。通过将载流子通过第一SOA 10a中的电极14d注入活性层19a中并将载流子通过第二SOA 10d中的电极14e注入到另一活性层19a中，SOA 10a和SOA 10d的光增益可变化。因此，第一CW光束L1和第二CW光束L2的振幅可变。SG-DFB 10b中调制区域13a和调制区域13b中的波导19b以及CSG-DBR 10c中的波导19b可以由能带间隙大于SOA 10a和SOA 10b中的活性层19a的能带间隙的半导体材料制成，并且SG-DFB 10b中的增益区域12a至增益区域12c使得波导19b对于t-LD 10中产生的光束基本上是透明的。
图4是激光器单元100的俯视图。激光器单元100包括第一热电冷却器(TEC)11，第一热电冷却器(TEC)11通过基体100a安置两个准直透镜110a和110b以及t-LD 10。具体地，包括顶板11a、底板11b和多个热电转换元件(通常是珀耳帖元件)的第一TEC 11根据在珀耳帖元件中流动的电流的大小和方向，可以在两个板11a和11b之间产生温度差。底板11b具有比顶板11a宽的尺寸。即，底板11b具有从顶板11a露出的部分以及两个接线柱11c和11d，以向底板11b上的珀耳帖元件供应电流。可以通过安装在顶板11a上的热敏电阻11f来感测顶板11a的温度。
与第一TEC 11的顶板11a的尺寸大致相同的基体100a可以由氮化铝(AlN)制成，并且通过各个透镜载体110A和110B安置两个准直透镜110a和110b，通过LD载体100A安置t-LD10和热敏电阻11f。这些载体100A、110A和110B也可以由AlN制成，但LD载体100A的厚度大于各透镜载体110A和110B的厚度，以便使t-LD 10的光轴的高度(level)与这些准直透镜110a和110b的高度匹配。LD载体100A上设置有互连部100b以向t-LD 10提供偏压。需要向t-LD10供应：将载流子注入增益区域12a至增益区域12c中的偏压、供至SG-DFB 10b中的加热器15a和加热器15b的电能、供至CSG-DBR 10c中的加热器17a至加热器17c的电能、供至SOA10a至SOA 10d的偏压，以便确保t-LD 10中的光增益以及一些接地。LD载体100A要求互连部100b向t-LD 10供应这些偏压和电能。
光调制器
图5是光调制器的俯视图。光调制器20可以包括多个调制元件，在本实施例中，例如四(4)个Mach-Zehnder(MZ)元件51至54整合在由磷化铟(InP)制成的半导体基板上。本实施例的光调制器20包括三个1：2耦合器50a至50c，以将从输入端口24进入的CW光束L1分配到四个MZ元件51至54中。具体地，进入输入端口24的CW光束L1沿波导以大致直角弯曲，并且被第一1：2耦合器50a均匀地分成两个部分光束。各个部分光束被第二1：2耦合器50b和第三1：2耦合器50c进一步均匀地分成四个部分光束，这四个部分光束分别进入MZ元件51至MZ元件54。在MZ元件51至MZ元件54的下游设置有两个2：2耦合器50d和50e，以多路复用已调制光束。
以下的解释集中于第一MZ元件51。但是，其它MZ元件52至54可以以与第一MZ元件51相同的方式运行。
被第二1：2耦合器50b分开并进入MZ元件51的部分CW光束被1：2耦合器51a进一步均匀地分成分别朝向分支波导51h和51i行进的两部分。在分支波导51h和51i中，具体地说，在设置有调制电极51e和调制电极51f以及接地电极51g的功能区域51M中，调制被分开的光束的相位。在被分开的光束经过功能区域51M之后，被分开的光束的相位在偏移电极51j和偏移电极51k中被进一步调制或偏移。最后，被分开的光束被2：1耦合器51b组合，以从MZ元件51输出。
将对功能区域51M以及偏移电极51j和偏移电极51k的运行进行说明。向偏移电极51j和偏移电极51k施加静态预偏压，使得在各个分支波导51h和51j中传播的光束具有pi(π)的相位差。例如，在一个分支波导51h中传播的光束相对于在另一分支波导51j中传播的光束延迟pi(π)。然后，向用于分支波导51h的一个调制电极51e供应使相位延迟pi(π)的偏压，但向另一调制电极51f供应不使相位延迟的偏压。在分支波导51h中传播的光束通过调制电极51e和偏移电极51j产生2π的相位延迟；但是，在另一分支波导51i中传播的光束未示出由调制电极51f和偏移电极51k导致的相位延迟。将分别在分支波导51h和51i中传播的光束组合；组合的光束显示出零相位延迟。2π的相位延迟等于0的相位延迟。
另一方面，在向调制电极51e供应不使在调制电极51e下面的分支波导51h中传播的光束产生相位延迟的偏压，但向另一调制电极51f供应产生pi(π)的相位延迟的偏压时，被2：1耦合器51b组合的光束具有pi(π)的相位延迟，这是由于在分支波导51h中传播的前述光束通过偏移电极51j的静态偏压而发生相位延迟。因此，MZ元件51的光输出变为相位被调制在0与pi(π)之间而其振幅保持大致恒定不变的CW光束。光输出的振幅在相位的过渡处严格地变化。参考图5，通过互连部从焊盘41至焊盘44供应提供给调制电极51e至54e以及调制电极51f至54f的调制信号，其中，焊盘41至焊盘44形成在光调制器20的一个边缘中，互连部在设置在调制电极51e至54e以及调制电极51f至54f的下游的光调制器20两侧的焊盘45a和45b处终止。另外，从形成在光调制器20的两侧的焊盘46a和46b提供供应至偏移电极51j至54j以及偏移电极51k至54k的静态偏压。
将对正交电极51c至正交电极54c的功能进行说明。本实施例的光调制器20包括四(4)个MZ元件51至54。向两个正交电极52c和54c供应静态偏压，使得在正交电极52c和正交电极54c下面传播的光束的相位相对于在正交电极51c和正交电极53c下面的波导中传播的其它光束产生π/2的相位差，正交电极51c和正交电极53c分别与对应的正交电极52c和正交电极54c形成为一对。因此，即使在将分别在正交电极51c和正交电极52c下面的波导中传播的两个光束组合、将分别在正交电极53c和正交电极54c下面的波导中传播的两个光束组合之后，也可以独立地引出该光束。从MZ元件51M和MZ元件52M输出的光束以及从MZ元件53M和MZ元件54M输出的光束可以相对于相位被多路复用，MZ元件51M中的光束和MZ元件53M中的光束中的一者被称为I分量(同相)，另一者被称为Q分量(正交)。光调制器20可以从对应的输出端口22a和22b输出均经过相位调制的两个光信号M2b和M2c，并且从对应的监测端口25a和25b输出其它两个光信号M2a和M2d。
在所描述的光调制器20中，可以通过改变功能区域51M至功能区域54M中的由半导体材料制成的波导的折射率来执行光束的调制。半导体材料对于波长稍长于半导体材料带隙波长(与材料的带隙能对应)的光束显示出大的光电耦合效率，这被称为Kerr效应。较大的Kerr效率意味着具有较小振幅的调制信号可产生对半导体材料的光学特性的显著调制。然而，半导体材料的带隙波长具有显著的温度依赖性，这导致光调制器20的调制特性的大的变化。本光学模块1将光调制器20安置在第二TEC21上以补偿光调制器20的调制性能的温度依赖性。
波长检测器
图6是检测器单元300的俯视图。检测器单元300包括第一分束器(BS)32a、标准具滤光器33、第一监测光电二极管(m-PD)34a、第二BS 32b和第二m-PD 34b，这些部件通过由AlN制造的载体300a(载体300a将被称为第三载体)安置在第三TEC 31上。两个m-PD 34a和34b通过各自的PD子安置件34A和34B安置在载体300a上。与所述第一TEC 11和第二TEC 21类似，第三TEC 31设置有顶板31a和底板31b。底板31b比顶板31a和载体300a宽，并且在底板31b的从顶板31a和载体300a露出的区域中安置有两个接线柱31c和31d，以向安置在底板31b上的珀耳帖元件供应电流。TEC 31可以补偿标准具滤光器33的温度特性。
标准具滤波器33可以是平行六面体板，并且表现出特定的透射率，具体地说，体现由平行六面体板的厚度和构成平行六面体板的材料的折射率确定的强的波长依赖性的周期性透射率。
本检测器单元300的第一BS 32a和第二BS 32b具有由对于第二CW光束L2基本上透明的材料制成的板条类型，通常，两个BS 32a和32b可以是石英玻璃制成的板条。第一BS32a将从t-LD 10输出并被第二准直透镜110b转换成准直光束的第二CW光束L2分离成两个光束。一个分离光束向标准具滤光器33前进，而另一光束则向第二BS 32b行进。本实施例的检测器单元300将两个光束的比率设定为5：95，即，约5％的第二CW光束LS进入标准具滤光器33，而剩余95％则行进到第二BS 32b。透射过标准具滤光器33的前一分离光束进入第二m-PD 34b。在第一BS 32a处成直角弯曲的另一分离光束行进到第二BS 32b，从而分离成两个光束。穿过第二BS 32b的一个分离光束进入第一m-PD 34a，并且被第二BS 32b成直角反射的另一光束从光学模块1输出为第二输出D2。第二BS 32b的分离比率也被设定为5：95。因此，输出光束D2具有进入检测器单元300的第二CW光束L2的约90％的大小。第二CW光束L2的剩下部分进入第一m-PD 34a和第二m-PD 34b，以便确定第二CW光束L2的波长。
检测器单元300通过第二m-PD 34b的输出与第一m-PD 34a的输出的比率来评估标准具滤光器33的透射率。标准具滤光器33的实际透射率可以由其规范来指定，通过将上述两个输出的比率与标准具滤光器33的规范相对比，该两个输出的比率可以确定第二CW光束L2的波长。此外，通过第一TEC 11控制供应至t-LD 10的偏压和t-LD 10的温度，使得对于目标波长，两个m-PD 32a和32b的输出的比率更接近标准具滤光器33的透射率，t-LD 10的发射波长可以与目标波长一致。标准具滤波器是已知为其透射率随波长周期性变化的光学装置。因此，当标准具滤波器的周期性透射率的周期与波分复用(WDM)系统中限定的最近栅格之间的跨度匹配时(在WDM系统规范中为100GHz、50GHz和/或25GHz)，实施例的光学模块1可以容易地将发射波长设定为等于WDM系统的一个栅格波长。
标准具滤光器33的周期性透射率的温度依赖性远小于t-LD 10的发射波长的温度依赖性。然而，由于当激光器单元和检测器单元设置有共用的TEC时激光器单元中的TEC的温度变化稍微影响标准具滤光器的透射率，因此本光学模块1提供分别独立地设置有TEC11和TEC 31的激光器单元100和检测器单元300。
另外，直接感测第二CW光束L2的一部分(即，光束的未穿过标准具滤光器33的部分)的第一m-PD 34a的输出可以用于控制t-LD 10的输出功率。即，通过将第一m-PD 34a的输出反馈给偏压，具体地说，通过向SG-DFB 10b中的增益区域12a至增益区域12c注入电流，光学模块1可以将第二CW光束L2的大小控制在恒定水平，这可以被称为t-LD 10的自动功率控制(APC)。
调制器单元
图7是调制器单元200的俯视图，并且图8是调制器单元200的分解图。调制器单元200包括均使从激光器单元100输出的第一CW光束L1与光调制器20耦合的输入单元210和接合单元220。输入单元210包括通过另一载体210a(其将被称为第二载体)安置在基体200a上的BS 61和透镜系统63。接合单元220包括通过另一载体220a(其将被称为第三载体)安置在基体200a上的移束器81和光隔离器82。从激光器单元100输出的第一CW光束L1在移束器81补偿了激光器单元100的光轴与光调制器20的输入端口24之间的高差之后进入光调制器20的输入端口24，并且光隔离器82隔断从光调制器20到t-LD 10的返回光束。BS 61可以是均由对于第一CW光束L1基本上透明的材料制成的图8所示的棱镜反射镜类型或图7所示的平行板类型。BS 61反射第一CW光束L1的一部分(约第一CW光束L1的95％)，并且朝向通过PD子安置件62A安置在基体200a上的m-PD 62a透射剩余5％的第一CW光束L1。
基体
图9是基体200a的俯视图，基体200a可以由AlN制成并且具有这样的L形形状：在字符L的横条部和竖条部之间的拐角处具有切口200c。参考图8，第二TEC 21(类似于前述TEC11和TEC 31)在其面向壳体2的后壁2B和侧壁2C的拐角处具有含接线柱21c和21d的矩形平面。可以通过接线柱21c和21d向安置在第二TEC 21的底板21b上的珀耳帖元件供应电流。
具有字符L的平面形状的基体200a在靠近字符L的拐角的区域中安置在第二TEC21上。基体200a的面积大于第二TEC 21的顶板21a的面积。即，即使将基体200a安置在第二TEC 21上，基体200a上的周边部分也不会与第二TEC 21的顶板21a重叠。基体200a在字符L的拐角处设置有供第二TEC 21的两个接线柱21c和21d穿过的切口200c。接线柱21c和21d的顶部从基体200a伸出，即，接线柱21c和21d的顶部的高度被设定为高于基体200a的主表面，这提高了生产率或便于向接线柱21c和21d的顶部布线。
基体200a中分别与L形形状的各个条部的端部对应的两个区域200B和200C不与第二TEC 21的顶板21a重叠。即，两个区域200B和200C从第二TEC 21的顶板21a的相应边缘突出。后一区域200C安置有输出单元230，同时，前一区域200B安置有输入单元210和接合单元220。接合单元220被设置在输入单元210的前面。
基体200a的尺寸与光调制器20的尺寸大致相等。即，基体200a的横向宽度与光调制器20的横向宽度大致相等，但比第二TEC 21的顶板21a的横向宽度窄。将基体200a安置在第二TEC 21的顶板21a上并将输出单元230安置在基体200a上，第二TEC 21的前边缘位于输出单元230中的第二透镜73b的位置上，其中，第二透镜73b被设置为与第一透镜73a相比与光调制器20分离开。基体200a上组装有两个m-PD 64a和64b。m-PD 64a安置在子安置件64A侧，并且m-PD 64b安置在子安置件64B侧。载体20a位于m-PD 64a与m-PD 64b之间并且位于子安置件64A的侧面与子安置件64B的侧面之间。
m-PD 64a和64b均具有面向光调制器20的光敏感表面，以感测从光调制器20的监测端口25a和监测端口25b输出的监测信号M2a和监测信号M2d。m-PD 62a和m-PD 62b以对角的方式组装在光调制器20的分别与监测端口25a和监测端口25b的位置相对应的各侧。
终止器单元
终止器单元84a和84b排列在m-PD 64a和64b的前侧，从而将光调制器20置于终止器单元84a和终止器单元84b之间。图10是一个终止器单元84b的俯视图，并且终止器单元84a具有与图10所示的终止器单元84b相同的布置。终止器单元84a包括位于由陶瓷(通常为氧化铝(Al2O3))制成的终止器载体84B上的终止器85b、通路孔(via-holes)85c和管芯电容器85d。终止器85b是形成在陶瓷载体84B上的具有100Ω电阻的薄膜电阻器的类型。终止器85b可以使光调制器20中的将调制信号传输到MZ元件51M至MZ元件54M的互连部45b终止。图10所示的互连部45b分为均具有三个互连部且分别与两个MZ元件53M和54M对应的两组。两组各自的中央互连部布线到接地焊盘85f并且两组中的其它两个互连部分别布线到信号焊盘85e。
陶瓷载体84B在其顶表面中设置有互连部85h，同时在陶瓷载体84B的整个背表面设置有接地图案。接地焊盘85f在其中央设置有通路孔85c，并且连接到陶瓷载体84B的背表面的接地图案。与各个终止器85b连接的互连部85h通过各个管芯电容器85d和通路孔85c连接到载体84B的背表面中的接地图案。可以向各个终止器85b共用的互连部85h施加外部偏压。因此，当通过互连部85h在DC模式下被施加偏压时，光调制器20中的互连部45b可以通过终止器85b在AC模式下被终止。终止器单元84a和84b通过对应的载体88A和88B安置在基体200a上，载体88A和88B分别设置有偏压单元86a和86b。
偏压单元
两个偏压单元86a和86b分别与终止器单元84a和终止器单元84b隔着光调制器20并排排列在共用的载体88A和88B上。图11是示出一个偏压单元86b的俯视图，但另一偏压单元86a具有与图11所示的偏压单元86b相同的布置。光调制器20设置有用于X偏振和0°信号的两个偏移电极51j和51k、用于X偏振和90°信号的两个偏移电极52j和52k、用于Y偏振和0°信号的两个偏移电极53j和53k以及用于Y偏振和和90°信号的两个偏移电极54j和54k。另外，光调制器20还设置有用于X偏振的正交电极51c和52c以及用于Y偏振的正交电极53c和54c。因此，需要向光调制器20供应十二(12)个偏压。一个偏压单元86a提供用于X偏振的6个偏压，并且另一个偏压单元86b提供用于Y偏振的6个偏压。
如图11所示，偏压单元86b设置有六(6)个管芯电容器87a和一些互连部87b。通过互连部87b和管芯电容器87a将六个偏压供应至光调制器20中的对应电极45b。其中一些互连部87b用于使管芯电容器87a的背表面接地。
输入单元
图12是输入单元210的俯视图。输入单元210通过由AlN制成的载体210a(其将被称为第二载体)安置在基体200a的从基体200a的中央部分200A延伸的部分200D上。即，输入单元210位于基体200a上的字符L的竖条部的端部。
输入单元210除了包括载体210a外还包括：输入透镜系统63，其包括第一透镜63a和第二透镜63b；以及分束器(BS)61。激光器单元100中产生的第一CW光束L1被BS 61成直角弯曲，以通过输入透镜系统63与光调制器20的输入端口24耦合。
如上文所述，输入单元210具有双透镜系统63，双透镜系统63包括更靠近光调制器20的第一透镜63a，以及第二透镜63b。
图13A和图13B将双透镜系统(图13B)与常规的单透镜系统(图13A)进行对比。图13A的单透镜系统和图13B的双透镜系统均采用光束入射表面的曲率不同于光束出射表面的曲率的非球面透镜。具体地说，单透镜系统采用光束入射表面和光束出射表面均具有球面但两球面的曲率彼此不同的非球面透镜63，同时图13B所示的双透镜系统中的第一透镜63a具有与单透镜系统中的透镜63类似的布置，但双透镜系统中的第二透镜63b具有用于入射光束的平面。
另外，双透镜系统中的第一透镜63a的厚度不同于单透镜系统中的透镜63。例如，图13A中的透镜63具有0.84mm的厚度W1，但图13B中的第一透镜63a和第二透镜63b分别具有0.7mm的厚度W5和0.65mm的厚度W3。从透镜63的光束出射表面63B到输入端口24的距离W2被设定为0.25mm，或者从光束出射表面63aB到输入端口24的距离W6也为0.25mm。图13B中从第二透镜63b的光束出射表面63bB到光束入射表面63aA的距离W4为0.5mm。对于这种透镜系统，实现CW光束到光调制器的输入端口24的光耦合效率的焦距为645μm。
图14A至图14F示出了单透镜系统中的透镜的调准容差和双透镜系统中的透镜的调准容差，其中纵坐标关于最大耦合效率被归一化。图14A示出了单透镜系统中的透镜63相对于x方向(即垂直于透镜的光轴的方向)与获得最大耦合效率的位置的偏差的耦合容差。图14B还示出了透镜63相对于沿光轴(z方向)与该位置(获得最大耦合效率的位置)的偏差的耦合容差。图14C和图14D示出了双透镜系统中的第一透镜63a的沿x方向和z方向的耦合效率的容差，并且图14E和图14F还示出了双透镜系统中的第二透镜63b的沿x方向和z方向的耦合容差。
透镜63、63a和63b通过粘合剂材料(通常为紫外光可固化树脂)固定在能实现与输入端口24的最大耦合效率的各个位置处。然而，这种树脂不可避免地随着凝固而收缩，这导致透镜的位置偏差以及耦合效率降低。假定可以接受耦合效率降低20％，单透镜系统中的透镜63和双透镜系统中的第一透镜63a分别显示出沿x方向的1.04μm和0.97μm的容差。这些值与粘合剂树脂的收缩相当。因此，在单透镜系统中，即使将透镜63调准到实现最大耦合效率的位置，在粘合剂树脂凝固之后也可能不能保持该最大耦合效率，并且没有留有补偿降低的耦合效率的手段。
另一方面，双透镜系统中的第二透镜63b显示出远大于单透镜系统中的透镜63和第一透镜63a的调准容差。具体地说，沿z方向，第二透镜63b显示出大的容差，该容差比第一透镜63a的容差大大约两位数。即使当第二透镜63b与设计位置偏离230μm时，耦合效率的劣化也可以被设定在-0.5dB以内。对于沿x方向的容差，第二透镜63b显示出更大的容差，该容差比第一透镜63a和单透镜系统中的透镜63大几倍。因此，双透镜系统可以通过第二透镜63b可靠地恢复或补偿由于用于第一透镜63a的粘合剂树脂的收缩而降低的耦合效率。在粘合剂树脂凝固期间，用于第二透镜63b的粘合剂树脂也会收缩。然而，与第二透镜63b可接受的大的位置容差相比，第二透镜63b的收缩小到可以忽略不计。
载体210a还安置有：m-PD 64，其经由PD子安置件64A安置；四个互连部63c，其沿着面向接合单元220的一侧210b布置，以便传送从m-PD 64a和64b输出的感测信号；另外两个互连部63d，其沿着一侧210c布置以便传送从m-PD 62a输出的另一感测信号。四个互连部63c中的两个用于第一m-PD 64a，并且其它两个互连部63c用于在光调制器20的另一侧安置的第二m-PD 64b。通过从用于另一侧的m-PD 64b的PD子安置件64B跨过光调制器20布线到PD子安置件64A，并且进一步将PD子安置件64A布线到互连部63c，从m-PD 64b输出的感测信号可以被传送至侧壁2C中的DC端子5a。安置在BS 61后方的m-PD 62a可以感测进入光调制器20的第一CW光束L1的大小。BS 61按5：95的比率分离CW光束，即，5％的CW光束L1穿过BS61，并且剩余95％的CW光束L1被BS 61朝向透镜系统63反射。从m-PD 62输出的感测信号可以在互连部63d上传送，互连部63d沿载体210a的一侧210c设置并且引线接合至侧壁2C中的DC端子5a。将m-PD 62a的感测信号供给到被供应至t-LD 10中的SOA 10a的偏压，进入光调制器20的第一CW光束L1可以保持其大小恒定不变。所描述的布线的布置可以使得，即使当m-PD 62b放置在一个侧壁2D的旁边时，从m-PD 62a至m-PD 64b输出的感测信号也能从另一个侧壁2C侧的DC端子5a引出。此外，载体210a上的互连部63c可不与连接激光器单元100和BS 61的第一CW光束L1的光轴干涉。
接合单元
图15是接合单元220的俯视图。与输入单元210类似，接合单元220设置有矩形形状的载体220a(其将被称为第三载体)，并且接合单元220安置在基体200a的区域200B上并且位于输入单元210的上游从而比输入单元210更靠近激光器单元100，其中，区域200B从与第二TEC 21的顶板21a重叠的中央区域200A延伸。接合单元220包括载体220a的顶表面上的移束器81、光隔离器82和一些互连部220d。互连部220d布线在移束器81与光隔离器82之间。
移束器81补偿激光器单元100的光轴与光调制器20的输入端口24之间的竖向差异。激光器单元100和调制器单元200安置在彼此独立的对应的TEC 11和21上。这种布置经常导致激光器单元100中的部件的光轴与调制器单元200中的部件的光轴之间在这些部件的物理尺寸的可允许容差范围内的偏移。另外，即使在调制器单元200中，接合单元220、输入单元210和光调制器20也经由彼此独立的各个载体20a、210a和220a安置在基体200a上。因此，经常遇到部件(即，光隔离器82、BS 61、透镜系统63和光调制器20)的光轴之间的竖向差异。用于将BS 61和透镜系统63固定在载体210a上的粘合剂树脂可以调整光轴的竖向差异。然而，当激光器单元100的光轴与光调制器20的输入端口24之间的偏移变大或超过可允许极限时，树脂的厚度可能不能补偿光轴上的这些差异。透镜系统63不可能降低载体210a的顶部高度，并且用于透镜系统63的较厚的粘合剂树脂可能降低固定的可靠性。
本实施例的移束器81可以补偿激光器单元100的光轴与光调制器20的光轴之间的偏移。移束器81是矩形块，具有彼此平行延伸的光束入射表面和光束出射表面并且由对第一CW光束L1透明的材料制成。将移束器81在载体220a上设置为相对于载体220a的顶表面竖直地倾斜，第一CW光束L1的光轴可以竖直地平移。移束器81还在载体220a上设置为水平地倾斜，以防止第一CW光束L1返回激光器单元100。
互连部220d布线在移束器81与光隔离器82之间，并且在面向终止器单元84a和偏压单元86a的一侧到面向侧壁2C的另一侧之间布线为避开移束器81。与输入单元210上的互连部63c类似，接合单元220上的互连部220d可不与第一CW光束L1的光轴干涉。终止器单元84a和偏压单元86a通过互连部220d电连接到侧壁2C中的DC端子5a。尽管图15所示的互连部220d布线为避开移束器81。然而，互连部220d可以与移束器81相交，也就是说，互连部220d可能在移束器81下方延伸。由于信号基本上以DC模式在互连部220d上传送，因此这些信号的质量不受布线的环境的影响。
输出单元
图16是输出单元230的俯视图。输出单元230包括含两个第一透镜73a和两个第二透镜73b的输出透镜系统73。输出透镜系统73将从光调制器20输出的两个已调制光束M2b和M2c转换为准直光束，对准直的两个光束进行多路复用，并将多路复用光束作为输出光束D1输出到第一输出端口3a。输出单元230还包括偏斜调整器74、两个光隔离器75a和75b、偏振光束组合器(PBC)单元76和可变光衰减器(VOA)77。偏斜调整器74可以为各个已调制光束M2b和M2c补偿从光调制器20到PBC单元76的光路的差异。PBC单元76包括分别由多层光学膜制成的反射镜76a和PBC元件。
输出透镜系统73中的一个准直朝向第一输出端口3a的已调制光束M2c，同时，输出透镜系统73中的另一个准直朝向PBC单元76中的反射镜76a的另一已调制光束M2b。输出透镜系统73均包括设置为靠近光调制器20的第一透镜73a和设置为靠近PBC单元76的第二透镜73b。两个已调制光束M2b和M2c均被对应的透镜系统73准直。
已调制光束M2c中的一束被输出透镜系统73准直，并穿过偏斜调整器74和光隔离器75b进入PBC单元76。另一束已调制光束M2b也被输出透镜系统73准直，并且穿过光隔离器75a进入PBC单元76。偏斜调整器74可以补偿这两个已调制光束M2b和M2c的光路的差异。即，与从光调制器20直接到达PBC元件76b的已调制光束M2c相比，另一已调制光束M2b在从反射镜76a到PBC元件76b的额外的路径上行进从而到达PBC元件76b。偏斜调整器74通过被设定在已调制光束M2c的光路的中间，可以补偿该额外的路径的光程。本实施例的偏斜调整器74可以是由对于第一CW光束透明的材料(在本实施例中是硅(Si))制成的块体，并且设置为相对于已调制光束M2c的光轴略微倾斜以防止被反射的光束回到光调制器20。
已调制光束M2b和M2c固有地具有偏振，已调制光束M2b和M2c的偏振反映了进入光学调制器的第一CW光束L1的偏振，这是因为光学调制器20不包括使入射光束的偏振旋转的部件。因此，两个已调制光束M2b和M2c具有彼此相同的偏振。两个光隔离器75a和75b可以独立地旋转入射光束M2b和M2c的偏振，即，光隔离器75a和75b可以在两个出射光束之间设定90°的偏振差。例如，仅在其中一个光隔离器中设置可以使入射光束的偏振旋转90°的半波片(λ/2片)，从光隔离器75a和75b输出的两个已调制光束M2b和M2c可以显示出彼此相差90°的偏振状态。已调制光束M2b和M2c在保持其偏振状态的情况下进入PBC元件76b。
PBC元件76b包括多层光学膜并且显示出依赖于入射光束的偏振的特有性质。例如，PBC元件76b对于具有在入射平面内的偏振的入射光束可以显示出大的反射率(等效于小的透射率)，同时，对于具有垂直于入射平面的偏振的入射光束显示出大的透射率(等效于小的反射率)，其中，入射平面可以由入射光束的光轴和PBC元件76b的入射表面的法线形成。将已调制光束M2c的偏振方向设定为垂直于PBC元件76b的入射平面，而将另一已调制光束M2b的偏振方向设定为平行于入射平面，前一已调制光束M2c几乎所有部分都可以透射PBC元件76b，而后一已调制光束M2b几乎所有部分都可以被PBC元件76b反射。因此，通过由光隔离器75a将一个已调制光束M2b的偏振旋转90°，两个已调制光束M2b和M2c可以被PBC元件76b有效地多路复用(例如，偏振多路复用)。PBC单元76将这样复用的光束输出到VOA 77。
两个光隔离器75a和75b是依赖于偏振的隔离器类型。通过设置磁体(图中未示出)来向隔离器75a和75b两者诱发磁场，本实施例应用集成的光隔离器75。此外，以上描述集中于仅光隔离器75a在其输出中设置有λ/2片的布置。然而，可以应用替代方案，其中，一个光隔离器75a将其晶轴相对于已调制光束M2b和M2c的偏振方向设定为-22.5°，而另一个隔离器75b将晶轴相对于已调制光束M2b和M2c的偏振方向设定为22.5°。然后，从对应的光隔离器75a和75b输出的已调制光束M2b和M2c具有彼此垂直的对应的偏振方向。
因此，将两个第一透镜73a和两个第二透镜73b、偏斜调整器74、光隔离器75以及PBC单元76经由由AlN制成的载体230a(其将被称为第四载体)安置在基体200a上的布置可以简化这些部件相对于从光调制器20输出的已调制光束M2b和M2c的光学调准。由于载体230a上的这些光学部件固有地具有不敏感的温度特性，因此不需要通过调制器单元200中的第二TEC 21来控制这些部件的温度。因此，基体200a的安置有载体230a的区域200C从与TEC 21的顶板21a重叠的区域200A伸出，并在载体230a下方留有宽的空间。本发明的光学模块1安装有两个布线基板90a和90b，以便将信号从壳体2的侧壁2D中的DC端子5b传送至安装在另一侧壁2C的一侧的激光器单元100。
在PBC单元的下游设置VOA 77的原因是，当将光学模块1安装在具有同时地发送光信号和接收另一个光信号的功能的光收发器中时，可能遇到仅去掉信号发送的功能而留下信号接收的功能的情况。在这种情况下，仅需要光学模块1的第二输出D2。当供给到t-LD 10的偏压被切断以停止t-LD 10的操作时，第二输出D2也消失。设置在用于第一光输出D1的路径中的VOA 77可以仅中断信号发送的操作。
当在光调制器20的上游设置VOA时，可以实现停止信号发送的功能。然而，这种布置完全中断了第一CW光束L1向光调制器20的输入。光调制器20需要使用第一CW光束L1来调整供应至偏移电极和正交电极的偏压，以便调整两个光输出M2b和M2c的相位。即使在已调制光束M2b和M2c被中断时，也可以对从监测端口25a和25b输出的已调制信号M2a和M2d执行这样的调整。
光学模块1将m-PD 79a设置在VOA 77的下游。安置在PD子安置件79A的一侧的m-PD79a感测被BS 78分离的光输出D1的一部分。m-PD 79a、PD子安置件79A和BS 78安置在VOA载体77A上，VOA载体77A独立于载体230a地放置在壳体2的底部上。m-PD 79a的输出用于检测集成在光调制器20内的元件的劣化和光学模块1的过量输出功率。
如图16所示，输出单元230还应用用于各已调制光束M2b和M2c的双透镜系统73。已调制光束M2b和M2c的场图案常常偏离于反映光调制器20中的波导的截面的正圆。这种扭曲的光束常会降低与具有圆形场图案的光纤的耦合效率。本光学模块1的双透镜系统可以抑制具有扭曲的场图案的光束与具有圆形横截面的光学介质之间的耦合效率的降低。在替代方案中，光学模块1可以在PBC单元76的下游设置光束整形器，以便改变输出光束D1的场图案。
图17示出了沿着第一CW光束L1和第二CW光束L2的光轴截取的光学模块1的截面。参考图17，接合单元220的载体220a不与从t-LD 10到BS 61的第一CW光束L1的光轴干涉。参考图15，接合单元220设置有互连部220d，互连部220d从侧壁2C中的DC端子5a向光调制器20上的与偏移电极51j到52k以及正交电极51c和52c连接的焊盘46a传送偏压。当焊盘46a直接引线接合到DC端子5c时，不仅要延长接合线，而且有时还会阻断第一CW光束L1的光轴。本实施例的光学模块1通过接合单元220a上的互连部220d避开光轴。即，光调制器20上的焊盘46a首先布线至互连部220d的一端，然后互连部220d的另一端进一步布线至DC端子5a。因此，第一CW光束L1的光轴不与除移束器81和光隔离器82之外的部件干涉。
另外，输入单元210的载体210a经由PD子安置件64A安置m-PD 64a。m-PD 64a与监测端口25a光耦合。可以基于m-PD 64a的输出确定供应至偏移电极51j至52k以及正交电极51c和52c的偏压。载体210a上的将m-PD 64a的输出传送给DC端子5a的互连部63c也不与第一CW光束L1的光轴干涉。
基体200a的区域A3除了偏压单元86a之外还安置有终止器单元84a。终止器单元84a设置有四个终止器85b和两个电容器85d。终止器85b使得将调制信号传送到MZ元件51M和52M的互连部41和42终止。提供给各个MZ元件51M至54M的调制信号具有大约1Vp-p的大小。每个用于这种调制信号的具有50Ω阻抗的终止器85b消耗20mW的功率。因此，本实施例的光调制器20将终止器设置在外部以抑制其功耗。然而，从光调制器20到终止器85b的接合线必须尽可能短，将终止器单元84a和84b设置在最靠近光调制器20的位置。
基体200a的区域B1经由PD子安置件64B安置用于MZ元件53M和54M的另一m-PD64b，并且区域B2安置有另一终止器单元84b和另一偏压单元86b，其中，单元84b和86b的这些布置与前述单元84a和86a的布置相同。
如上所述，光调制器20安置在基体200a上，并且基体200a安置在第二TEC 21的顶板21a上。与本实施例的光调制器类似的光调制器固有地显示出其不敏感的温度依赖特性。然而，光调制器20、输入单元210、接合单元220以及输出单元230之间的光耦合可能根据温度而变化，这通常被称为跟踪误差。因此，本光学模块1将这些单元210、220和230共同地安置在基体200a上并且将基体200a设置在第二TEC 21上，以抑制跟踪误差。然而，这些单元210、220和230的光耦合的温度依赖性远小于t-LD 10的温度依赖性。因此，本实施例的基体200a将这些单元210、220和230安置在不与TEC 21重叠的区域200B和200C上。
图18示意性地示出了沿着第一输出端口3a的光轴截取的光学模块1的截面。输出单元230经由载体230a安置在基体200a的从第二TEC 21伸出的区域A3上，在输出单元230下方形成有空间。光学模块1在该空间中安装两个布线基板90a和90b，以将偏压从侧壁2D中的DC端子5B供应至t-LD 10。
图19和图20是布线基板90a和90b周围的布置的俯视图，并且图21是布线基板90a和90b与激光器单元100之间的布线的透视图。如已经描述的，本实施例的t-LD 10需要向电极14a至14e施加偏压，以将载流子注入到：两个SOA 10a和10d中；SG-DFB 10b中的加热器15a和15b以及CSG-DBR 10c中的加热器17a至17c中；两个加热器接地件中；以及信号接地件中，其中，总计十(10)个电极需要被供应相应的偏压。在从布置在比侧壁2D更靠近激光器单元100的另一侧壁2C中的DC端子5a向这些电极施加偏压的情况下，当也从DC端子5a向检测器单元300和调制器单元200施加偏压时，DC端子5a的数量偶尔会变得不够。另一方面，其它侧壁2D沿调制器单元200留有未作任何连接的备用DC端子5b。因此，光学模块1经由布线基板90a和90b从侧壁2D中的DC端子5b向t-LD 10供应偏压。
如图20和图21所示，LD载体100A在其上安装t-LD 10和热敏电阻11f。从热敏电阻11f引出的两条电线W1连接到所靠近的侧壁2C中的DC端子5a。其它电线W2通过布线基板90a和90b被引出至另一侧壁2D中的DC端子5b。考虑到各个基板90a和90b布线的空间，更靠近第二TEC 21的布线基板90a的厚度大于另一布线基板90b的厚度。即，布线基板90a的布线需要在基体200a与第一TEC 11之间的空间进行。另一方面，另一个基板90b的布线可以在检测器单元300的载体300a与透镜载体110B之间的空间进行，该空间相对地宽于前述空间。因此，为布线基板90b的布线留有相对较宽的空间。
将布线基板90b夹置在其间的检测器单元300的载体300a和激光器单元100的基体100a上的透镜载体110B具有相对较薄的厚度以在其上安置BS 32a和32b以及准直透镜110b。另一方面，另一个布线基板90a位于LD载体100A旁边，LD载体100A的厚度大于透镜载体110B的厚度以便使t-LD 10的光轴的高度与准直透镜110b的光轴的高度彼此对准，这意味着t-LD 10的顶部高于透镜载体110B的顶部，并且意味着布线基板90a需要具有能够减少t-LD 10与布线基板90a之间的顶部高度差的厚度。
第二实施例
图22示出了组装第一实施例的光学模块的过程的流程图。接下来，将对组装光学模块1的过程进行说明。
S1：激光器单元的组装
首先，该过程将激光器单元100独立于光学模块1进行组装。通过使用金锡(AuSn)共晶焊料的常规管芯安装工艺将t-LD 10和热敏电阻11f安置在LD载体100A上的金属图案上。图23是安置在LD载体100A上的t-LD 10的透视图。将t-LD 10安置在设置在LD载体100A的顶部上的金属图案上，并且将t-LD 10与对应于金属图案(互连部)100b的电极进行引线接合。在引线接合之后，通过探测金属图案100b可以在DC模式下测试t-LD 10，诸如测试t-LD 10的I-L特性等。当DC测试发现t-LD中的任何缺陷时；将这样的t-LD 10从后续制造抽离。
S2：组装调制器单元
图24是调制器单元200的透视图。组装调制器单元200的过程也独立于光学模块1的组装而进行。具体地说，将光调制器20经由调制器载体20a安置在如图9所示的基体200a的中央区域200A中；然后，将终止器单元84a和偏压单元86a以及终止器单元84b和偏压单元86b分别安置在基体200a上的光调制器20两侧的区域A3和区域B2中。光调制器20置于这些区域A3和B2之间。终止器单元84a和84b在两个管芯电容器85d被安置在基体200a上之前预先焊接这两个管芯电容器85d。薄膜电阻器类型的终止器85b与互连部85h同时形成在终止器单元84a和84b上。尽管实施例的光学模块1使用管芯电容器85d，但光学模块1可以将管芯电容器安置在终止器单元84a和84b上。对于偏压单元86a和86b，在它们被安置在基体200a上之前，预先将管芯电容器87a焊接在偏压单元86a和86b上。终止器单元84a和偏压单元86a以及终止器单元84b和偏压单元86b分别经由载体88A和88B安置在基体200a上，其中，这些载体88A和88B具有这样的厚度：使得终止器单元84a和84b以及偏压单元86a和86b的各自的顶部高度变得与光调制器20的顶部高度大致相同。
在上述过程S2中，首先通过共晶焊料将载体20a与基体200a焊接，接下来依然通过共晶焊料将光调制器20焊接在载体20a上。随后，将用于输入单元210的载体210a(其可被称为第二载体)、用于接合单元220的载体220a(其可被称为第三载体)、由终止器单元84a和84b以及偏压单元86a和86b共用的载体88A和88B、用于经由PD子安置件64B安置m-PD 64b的载体66A也焊接在基体200a上的各个区域中。在载体66A上安置终止器66。因此，载体66A可以被称为终止器载体。在将输入载体210a焊接在基体200a上的过程中，执行载体210a的粗略对准。
具体地说，参考图25，载体210a包括侧边210b，侧边210b面向接合单元220的侧边220c并且具有从载体210a的边缘向内直线延伸的标记210e至210g。中央标记210f与从激光器单元100到BS61的第一CW光L1的光轴大致对准。侧边标记210e和210g具有彼此相等的距离。使标记210e至210g与接合单元220的载体220a上的标记220e至220g对准，可以仅通过目视检查使输入单元210与接合单元220粗略对准。
光调制器20还沿着面向输入单元210的边缘20b设置有标记20c和20d。前一标记20c与输入端口24对应，同时后一标记20d指示监测端口25a。这些标记20c和20d具有被下述线分割成两部分的等腰形状：该线平均分割构成等腰侧边的角。然而，这些标记210e至210g、220e至220g以及20c至20d的形状是任选的。
使用这些对准标记，可以仅通过目视检查来执行光调制器20的输入端口24与载体210a的粗略对准以及输入单元210的载体210a与接合单元220的载体220a之间的粗略对准。对于m-PD 64a与监测端口25a的对准，由于m-PD 64a的大的感光表面，因此仅通过目视检查作粗略对准就可以使m-PD 64a与监测端口25a之间的耦合效率达到实际可接受的水平。
参考图26，输出单元230的载体230a(其可被称为第四载体)在面向光调制器20的侧边230d中设置有两个标记230b和230c。类似地，光调制器20在面向输出单元230的侧边中设置有两个标记20e和20f。载体230a中的标记230b与光调制器20的标记20e对准并且还与已调制光束M2b的光轴对准。标记230c与标记20f对准并且与已调制光M2c的光轴对应。
载体230a在面向VOA载体77A的侧边230h中还设置有三个标记230e至230g。BS载体78A在面向载体230a的侧边78a中还设置有三个标记78e至78g。BS载体78A中的这些标记78e至78g与输出单元230的载体230a中的标记230e至230g对准。从光调制器20输出的两个已调制光束M2b和M2c在穿过BS 78时被多路复用。因此，仅通过对这些标记的目视检查，就可以容易地实施载体230a与光调制器20的粗略对准以及BS载体78a与输出单元230的载体230a的粗略对准。
组装本实施例的光学模块1的过程省略了关于BS 78与待安置在BS载体78A上的m-PD 79a的精细对准。仅通过对这些标记78e至78g以及230e至230g的目视检查，就可以使输出单元230与光调制器20和该BS对准。
在将这些载体210a、220a和230a安置在基体200a上之后，将光调制器20上的焊盘引线接合至对应载体上的互连部。具体地说，将光调制器20上的焊盘45a和45b引线接合至终止器单元84a和84b上的终止器85b；将终止器单元84a和84b上的互连部85h引线接合至接合单元220的载体220a上的互连部；还将光调制器20上的焊盘46a和焊盘46b引线接合至偏压单元86a和86b上的管芯电容器87a；将电容器87a引线接合至偏压单元86a和86b上的互连部87b；并且将偏压单元上的互连部87b引线接合至接合单元220的载体220a上的互连部220d。
在所描述的实施例中，终止器单元84和偏压单元86a共同地安置在载体88A上，并且终止器单元84b和偏压单元86b共同地安置在载体88B上。然而，载体88A和88B可以被分成这样的两部分：一部分安置有终止器单元84a和84b，且另一部分安置有偏压单元86a和86b。此外，布置在壳体的侧壁2C的一侧中的终止器单元84a和偏压单元86a可以具有由这些单元84a和86a所共用的基板。类似地，沿侧壁2D排列的终止器单元84b和偏压单元86b可以具有由每个单元84b和86b所共用的基板。由于偏压单元86a和86b以及终止器单元84a和84b在终止器85b外部的部分中处理直流信号；因此各个共用的基板不会降低或影响光调制器20的运行，而是可以简化偏压单元和终止器单元的组装。
组装检测器单元
该过程将热敏电阻31f、两个m-PD 34a和34b安置在壳体2的外部的载体300a上，并且分别与m-PD 34a和34b对应的PD子安置件34A和34B置于m-PD 34a和34b与载体300a之间。通过共晶焊料将这些部件固定在各个金属图案上。如已描述的，m-PD 34a和m-PD 34b具有直径大于几十(several scores)微米的宽的光敏感面积；因此，不需要主动地将m-PD 34a和m-PD 34b与t-LD 10对准。在该过程中，将标准具滤光器33也安置在载体300a上。
S4：组装光学模块
S4a：安装三个TEC
图27是示出将三个TEC 11至31安装在壳体2内的过程的俯视图。将VOA载体77A与两个布线板90a和90b同时地安装在壳体2内，其中，VOA载体77A预先安置有VOA 77。将管芯键合的常规技术应用于这些装置的安装。如图27所示，各个TEC 11至31的底板11b至21b在从各个顶板11a至31a露出的区域中预制有接线柱，以便向珀耳帖元件供应驱动电流。在安装TEC 11至31之后，将这些接线柱引线接合至各个侧壁2C和2D中的DC端子5a和5b。
S4b：将激光器单元和调制器单元安置在对应的TEC上
在步骤S4b中，将激光器单元100的基体100a(组装于步骤S1中)以及调制器单元200的基体200a(在步骤S2中在其上安置了各种单元)安置在对应的TEC 11和21上。
图28是示出将激光器单元100、调制器单元200和检测器单元300安置在壳体2中的对应的TEC 11至31上的过程的俯视图。未应用需要主动调准的光学部件。具体地说，将在本步骤前预先通过第一共晶焊料安置有t-LD 10的LD载体100A通过熔点低于第一共晶焊料的第二共晶焊料安置在激光器单元100的基体100a上。在本实施例中，第一共晶焊料由具有约240℃的熔点的SnAgCuBi制成。与在基体100a上安装LD载体100A同时地，将两个透镜载体110A和110B设置在基体100a上。再次参考图25，LD载体100A设置有两个标记112e和112g，并且透镜载体110A设置有标记111e至111g。仅通过目视检查使透镜载体110A上的标记111e至111g与LD载体100A上的标记112e和112g对准，就可以使透镜载体110A与LD载体100A粗略对准。参考图29，通过使透镜载体110B上的标记114e至114g与LD载体100A上的同图25中出现的一侧相反的一侧中的标记113e至标记113g对准，还可以将另一透镜载体110B安置在基体100a上。将两个透镜载体110A和110B安置在基体100a上，但不将准直透镜110a和准直透镜110b放置在透镜载体110A和110B上的相应位置处。将这样安置有LD载体100A和两个透镜载体110A和110B的基体100a设置在TEC 11上。
通过共晶焊料将调制器单元200的基体200a(基体200a上安置有包括输入单元210和接合单元220的各种单元)也固定在第二TEC21上。再次参考图25，接合单元220的载体220a在面向激光器单元100的侧边221c中设置有标记221e至221g。另一方面，激光器单元100的透镜载体110A在面向接合单元220的侧边中还设置有标记110e至110g。使这些标记221e至221g与标记110e至110g对准；可以使调制器单元200与激光器单元100粗略对准。使用上述这些标记的粗略对准可以简化随后为透镜等执行的精细对准。在各个载体上要安置透镜的位置设置记号。然而，当各个载体在很大程度上未对准时，精细对准有时变得不起作用，这是由于即使将要精细对准的部件设置在记号处，也不能获得相当大的光耦合效率。对准过程必然地启动寻找能实现相当大的耦合效率的位置的步骤。
S4c：将检测器单元安置在TEC上
接下来，该过程将检测器单元300的载体300a安装在第三TEC 31上，其中在载体300a上安置有热敏电阻31f、两个m-PD 34a和34b和标准具滤光器33。参考图29，在前述过程中被组装在LD载体100A上的透镜载体110B在与面向LD载体100A的一侧相反的一侧中设置有标记115e至115f。将检测器单元300的载体300a安置在第三TEC 31上，使得载体300a上的标记311e至311f与透镜载体110B上的标记115e至115g在视觉上对准。从而，使检测器单元300与激光器单元100粗略对准。
S5：光学调准
S5a：输入单元的调准
该过程最后组装需要主动调准的光学部件。在步骤S5a中，首先，步骤S5a(a)将调制器单元200的输入单元210与激光器单元100对准。具体地说，需要将激光器单元100中的第一准直透镜110a设置在使从第一准直透镜110a输出的光束变成准直光束的位置处。参考图30，在实际地激活t-LD 10使其发射散射光的情况下，该过程首先将专用工具91d设置在放置移束器81的位置。专用工具91d设置有固定为彼此平行并且相对于光轴成45°角的两个反射镜，专用工具91d通过平行移动将从t-LD 10输出的第一CW光L1引导到壳体2的外部。通过与壳体2分开设置的光学检测器来检查第一CW光L1的准直，其中，在本实施例中光学检测器设置为与光学模块分开约一(1)米，随着沿准直透镜110a的光轴滑动第一准直透镜110a，将第一准直透镜110a固定在使输出光束变成准直光束的位置处。
然后，移除专用工具91d并且将移束器81设置在接合单元220的载体220a上，该过程可以补偿激光器单元100的CW光L1的光轴与调制器单元200的CW光L1的光轴之间的偏移。参考图31，第一TEC 11在其上安置t-LD 10和准直透镜110a，同时，调制器单元200通过独立于第一TEC 11的基体200a在第二TEC 21上安置光调制器20。因此，t-LD 10的光轴和光调制器20的光轴在其高度上通常不对准，即，彼此偏离。安置在输入单元210上的光耦系统(即，BS 61和双透镜系统63)可以补偿光轴的该差异。然而，仅仅通过BS 61难以足够地补偿该差异。调准BS 61需要旋转角、仰角和/或俯角。此外，将双透镜系统降低到比载体210a的顶部低在物理上是不可能的。另外，在将透镜63a和63b设定为与载体210a分离开超过设计距离时，固定透镜63a和63b的树脂使透镜63a和63b的可靠性降低。因此，本实施例的移束器81补偿了激光器单元100与调制器单元200之间的光轴的偏移。本实施例的移束器81可以是由对于CW光束L1透明的材料制成的平行六面体块，并可以通过将移束器81的入射表面设定为与入射光束的光轴倾斜来偏移入射光束的光轴。
图31示意性地示出了调准移束器81的过程(步骤S5a(b))。该过程在组装移束器81的过程之前预先测量从准直透镜110a输出的第一CW光L1的高度以及光调制器20的输入端口24的高度。可以在形成第一准直透镜110a的输出中的准直光束的过程的同时测量第一CW光L1的高度。根据上述两个评估值，可以根据以下方程来估算移束器81的倾斜角度：
Δd＝t×sinθ×(1-cosθ)/√(n2-sin2θ)，
其中，Δd、t、n和θ分别是两个光轴之间的偏移量、移束器81的厚度、构成移束器81的材料的折射率以及移束器81要倾斜的角度。根据以上方程评估角度θ，在没有任何主动调准的情况下，将移束器81被动地设置为相对于载体210a成角度θ。
图32示意性地示出了设置BS 61的过程(步骤S5a(c))。该过程首先使用光源91e、电能监测器91m、3dB耦合器91s和自动准直器91a将BS 61调准为相对于壳体2的侧壁2C成45°角。具体地说，将壳体的侧壁2C设定为光学基准面，将自动准直器91a设置为相对于侧壁2C成45°角。在自动准直器91a的预备期间，来自自动准直器91a以及被反射到自动准直器的光束在壳体2上方经过。然后，首先在壳体2的空间外部中调准BS 61的旋转角度，使得被BS61的背表面反射并且通过自动准直器91a被电能监测器91m检测到的光束变得最大。在保持BS 61相对于侧壁2C的角度的情况下将BS 61下移到壳体2中，接下来调整BS 61的纵向位置和横向位置。即，沿移束器81的光轴(即，激光器单元100的光轴)纵向地滑动BS 61，并且沿光调制器20的输入端口24横向地滑动BS 61，找出BS 61的位置：在该位置处被监测光束通过光调制器20被m-PD 64a和/或m-PD 64b检测到。在该步骤中，尚未安装两个透镜63a和63b，并且实际激活了m-PD 64a和64b。由于从t-LD 10输出的光已经被第一准直透镜110a准直，可以完成对被监测光束的最大值(即，BS 61的位置)的确定。
在设置在准直透镜110a与光调制器20的输入端口24之间的光学部件中，移束器81、BS 61和两个透镜63a和63b可以偏移光轴。在本实施例中的光学调准中，仅主动地调准两个透镜63a和63b的位置以获取最大耦合效率。其它部件(即，移束器81和BS 61)具有将准直光束L1粗略对准在使得由两个透镜63a和63b进行精细调准变成可能的位置处的功能。
调准第一透镜63a的过程(步骤S5a(d))首先将第一透镜63a放置在设计位置处但尚未固定在那里。然后，随着实际激活t-LD 10，将从第一透镜63a输出的光束引导到光调制器20。通过m-PD 64a或64b感测被监测光束M2a或M2d，评估使所感测到的被监测光束变成最大的第一透镜63的位置。由于没有向光调制器20供应偏压，因此两个m-PD 64a和64b可以感测相应的被监测光束M2a和M2d。在对理想位置的评估之后，将第一透镜63a固定在沿输入端口24的光轴方向与所评估位置略微分离开的位置处。用于第一透镜63a的固定的紫外光可固化树脂通常在固化期间收缩几微米，这可能使第一透镜63a的位置的失准。第二透镜63b可以补偿第一透镜63a的该失准。
通过光调制器20，可以在感测被监测光束M2a或M2d的同时，调准第二透镜63b。具体地说，在感测被监测光束M2a或M2d的同时，使第二透镜63b沿纵向、横向和竖直方向从设计位置的中央滑动，并且还通过紫外光可固化树脂将第二透镜63b固定在使所感测到的被监测光束M2a或M2d变得最大的位置处。尽管紫外光树脂在固化期间也收缩，这将导致与如上所确定的理想位置的偏差，但是第二透镜63b具有远大于第一透镜63a的位置公差。第一透镜63a具有仅亚微米级的公差，而第二透镜63b具有远大于(大几十微米)第一透镜63a的位置公差。因此，对于第二透镜63b，紫外光可固化树脂在固化期间的收缩可以基本忽略。从而，完成输入单元210的光学主动调准。
输出单元的调准
接下来，该过程组装调制器单元200的输出单元230。由于通过调整偏移电极51j至54j和偏移电极51k至54k以及正交电极51c至54c的偏压，伴随激光器单元100和接合单元220的输入单元210已经与光调制器20对准，因此第一CW光L1实际上输入到输入端口24，并且两个输出光束M2b和M2d从输出端口22a和22b输出。将专用工具91d设置在要放置第二透镜73b的位置处，定位第一透镜73a使得从第一透镜73a输出的光束变成准直光束。然后，将第一透镜73a固定在略微更靠近光调制器20的位置处(步骤S5b(a))。因此，从第一透镜73a输出的光束变成色散光束。
在替代方案中，通过调整供应至电极51j至54j、51k至54k以及51c至54c的偏压，将光调制器20设定为使得输出端口中的仅一个(例如，输出端口22a)产生已调制光束M2b。在从远点通过设置在第一输出端口3a中的窗口检测从第一透镜73a输出的光束的情况下调准第一透镜73a的位置，并且将第一透镜73a的初始位置确定为使得输出光束变成准直光束。将第一透镜73a固定在第一透镜73a的光轴方向上的比初始位置略微更靠近光调制器的点处。由于PBC单元76组装在载体300a上，因此从输出端口22a输出的与第一输出端口3a的光轴偏离的输出光束M2b在穿过PBC单元76时可以通过第一输出端口3a来接受检测。与光调制器20的输出端口22b光耦合的另一第一透镜73a可以类似地与光调制器20对准并且固定在载体230a上。
将对调准第二透镜73b的过程(S5b(b))进行说明。该过程首先在壳体2的第一输出端口3a上设置模拟端口。模拟端口模拟实际设置在输出端口3a和3b上的耦合单元6，模拟端口包括耦合光纤和会聚透镜，会聚透镜将进入其中的光束会聚在耦合光纤上。可以从耦合光纤的另一端检测与耦合光纤耦合的光束。
该过程首先对为从端口22a输出的输出光束M2b而设置的第二透镜73b进行调准。调整供应至光调制器20的偏压，通过消除另一光束M2c使该过程将光调制器20设定为仅从端口22a输出输出光束M2b的状态。使第二透镜73b在平行于载体230a的平面中滑动，评估第二透镜73b的使通过模拟端口中的耦合光纤检测到的光功率变得最大的初始位置。随后，对另一第二透镜73b实施与上述过程相同的过程。即，调整供应至光调制器20的偏压，通过消除另一输出光束M2b使该过程将光调制器20设定为仅从端口22b输出输出光束M2c的状态。然后，调整用于另一输出光束M2c的第二透镜73b的位置，并且通过检测经过模拟端口中的耦合光纤的输出功率来评估获得耦合光纤的最大耦合效率的位置。比较输出光束M2b获得的最大输出功率与另一输出光束M2c获得的最大输出功率，将获得较大输出功率的输出光束称为主光束，而将显示出较小输出功率的另一输出光束称为副光束。然后，该过程调整主光束的第二透镜73b的位置，使得通过模拟端口检测到的输出变得与副光束的输出功率相等。将用于主光束的该第二透镜73b固定到该处。将用于副光束的第二透镜73b固定在使通过耦合光纤检测到的输出功率变得最大的位置处。从而，两个光束(即，主光束和副光束)可以以相同的耦合系数与模拟端口耦合，这在步骤S5b(b)中执行。
当副光束的最大输出功率超过设计功率(主要由激光的眼睛柔软度(eye-softer)限定)时，将用于主光束的第二透镜定位为使得通过模拟端口检测到的输出功率变得与设计最大值相等，并且也将用于副光束的第二透镜73b定位为使得通过模拟端口检测到的输出功率变得与设计最大值相等。
最后，从第一输出端口3a移除模拟端口，并且将耦合单元6设置在第一输出端口3a上。耦合单元6的调准可以按照如下方式执行：即，释放供应至光调制器20的偏压，使分别从输出端口22a和22b输出的输出光束M2b和M2与耦合单元6耦合。调准耦合单元6以使得通过耦合单元6中的耦合光纤所检测到的输出功率变得最大。耦合单元具有使耦合光纤在垂直于其光轴的平面和平行于光轴的方向移动的功能。因此，通过使耦合光纤相对于耦合单元中的会聚透镜移动，可以评估最大耦合效率。
在替代方案中，与上述第二透镜73b的改进的调准过程类似，通过调整供应至光调制器20的偏压使输出光束M2b和M2c中的仅一者与耦合单元6耦合，并且调准耦合光纤相对于耦合单元中的准直透镜的位置，使得通过耦合光纤所检测到的输出功率变得等于在第二透镜73b的调准过程中所得到的输出功率。当耦合单元6一旦与输出光束M2b和M2c中的一者对准时；可以自动地获得输出光束M2b和M2c中的另一者，这是因为用于另一输出光束的第二透镜73b被调准为使得通过耦合光纤所检测到的输出功率等于另一输出光束的输出功率。
独立地调整各第二透镜73b的位置以使得通过耦合单元6所检测到的输出功率变得彼此相等的原因在于，两个输出光束M2b和M2c具有彼此垂直、且分别包含彼此独立的0°和90°的传输信息的偏振。因此，当两个光束M2b和M2c的输出功率显示出大的偏差时，传输信息内所含的误差率会大幅度增加。
S5c：检测器单元的调准
该过程在检测器单元300的调准之前首先调准通过透镜载体110B安置在激光器单元100的基体100a上的第二准直透镜110b。该过程首先激活t-LD 10并且将用于另一准直透镜110a的调准的专用工具91d设置在要放置第一BS 32a的位置处。工具91d将从t-LD 10的后端面10B输出的第二CW光L2引到壳体2的外部。与第一准直透镜110a的调准类似，当在与壳体2分离的点监测第二CW光L2时，该过程将第二准直透镜110b调准在使被监测CW光L2变成准直光束的点处。最后，通过使紫外光可固化树脂固化将第二准直透镜110b固定在该点。
然后，该过程调准两个BS 32a和32b。首先，在通过第一m-PD 34a监测第二CW光L2时，使第一BS 32a沿与从第二准直透镜110b输出的第二CW光L2的光轴平行的方向从设计位置滑动。将第一BS 32a固定在沿着第二CW光L2的光轴与使被第一m-PD 34a监测到的第二CW光L2变得最大的临时位置略微分离的位置处。略微滑动第一BS 32a的原因在于，被第一BS32a反射并进入第二m-PD 34b的第二CW光L2被第二BS 32b折射。将m-PD 34a设置在与第二CW光L2的光轴略微偏离的位置处，这是由于经过第一BS 32a和标准具滤光器33的第二CW光L2受到折射。在第一BS 32a的上述调准期间，由于第二CW光L2被转换为具有相对大的场直径的准直光束，因此该过程不旋转BS 32a。以下述方式调准第二BS 32b：该过程首先在壳体2的第二输出端口3b上设置模拟端口，该模拟端口具有与用在调制器单元200的输出单元230的调准过程中的前述模拟端口相同的布置。调准第二BS 32b，使得被第二BS 32b反射并且通过模拟端口中的耦合光纤所检测到的光束变得最大。
光调制器1可以用棱镜类型的BS 32a和32b来替换平行板类型的BS 32a和32b。棱镜类型的BS粘贴有两个光学棱镜并且具有立方平面形状。可以通过与用于平行板类型的上述调准相同的过程来实现具有棱镜类型的BS的光学调准。即，在不实施棱镜BS的旋转调准的情况下，随着平行于和垂直于从第二准直透镜110b输出的第二CW光L2的光轴而滑动第一BS和第二BS来调准第一BS和第二BS，以发现使通过模拟端口所检测到的光功率变得最大的位置。具有棱镜类型的BS固有地具有约10：90的中等分离比率；即，入射光束中的10％可以透过BS，并且入射光束中的剩余90％可以被反射。因此，可在第二输出端口3b处获得的光输出功率减少到刚从t-LD 10输出的光束的80％。另一方面，具有平行板类型的BS显示出约5：95的分离比率，入射光束中的5％透过而剩余的95％被反射。因此，可在第二输出端口3b处获得的光输出功率变为刚从t-LD 10的后端面10B输出的光束的光输出功率的90％，这比棱镜类型的BS的可获得的光输出功率大约10％。用与模拟端口具有相同布置的耦合单元替代设置在第二输出端口3b上的模拟端口，并将耦合单元对准在输出端口3b上，从而恢复第二BS 32b与耦合端口之间的光耦合效率。
S6：RF的布线
最后，用于光学模块1的组装过程实施从后壁2B中的RF端子4到光调制器20上的信号焊盘41至44的布线。然而，RF焊盘41至44的布线可以与DC端子5a和5b的布线同时地执行。将壳体2封盖，完成组装光学模块1的过程。
变型例
上文所描述的过程按照激光器单元100、输入单元210、输出单元230和检测器单元300的顺序组装各个单元100至300。然而，该过程不限于该顺序。检测器单元300的调准可以在刚调准激光器单元100之后且在用于调制器单元200的过程之前执行。唯一被限制的顺序是输入单元210的调准必须在输出单元230的调准之前完成，这是由于后一调准要使用从光调制器20输出的光束M2b和M2c，而这些光束M2b和M2c源于从输入单元210提供的第一CW光。
如上文所描述的，光学模块1将激光器单元100、调制器单元200和检测器单元300安装在一个壳体2中，这导致了壳体2内的复杂布置。然而，可以简化应用了本发明的光学模块1的光相干收发器的布置。这种相干光收发器至少不必要独立地安装光源。另外，当相干光收发器安装有本发明的光学模块1时，单元之间的光学调准过程变得不必要。
上文所描述的光学模块1设置有针对激光器单元100、调制器单元200和检测器单元300独立的TEC 11至31。因此，根据各个单元100至300的发热量可以精确地控制各个单元100至300的温度。可以独立于光调制器20的温度和检测器单元300的温度而精确地控制t-LD 10的发射波长。可以可选地控制光调制器20的运行。检测器单元300可以精确地确定t-LD 10的发射波长。
准直透镜110a和110b的光学调准利用将从t-LD 10输出的光束引出到壳体2的外部的专用工具91d，这使得能够确定准直透镜的使从各个透镜110a和110b输出的光束变成准直光束的位置。另外，输入单元210设置有双透镜系统以使第一CW光L1与光调制器20的输入端口24耦合。双透镜系统可以补偿在紫外光可固化树脂的凝固期间固有地引起的偏差。
本实施例的光调制器20设置有监测端口25a和25b，监测端口25a和25b分别输出与输出光束M2b和M2c分离的被监测光束M2a和M2d。因此，被监测光束M2a和M2d可以用于输入单元210中的光学部件的主动调准。
在前述详细说明中，已参考本发明的具体示例性实施例对本发明的方法和模块进行了描述。然而，显而易见的是，在不背离本发明的更宽泛的要旨和范围的情况下，可以对本发明作出各种修改和改变。因此，本说明书和附图被视为示例性而非限定性的。

Claims (9)

1.一种光学模块，包括：
光源，其产生具有光轴的光束；
光学部件，其与所述光源光耦合，所述光学部件具有与所述光束的光轴偏离的另一光轴；
壳体，其具有底部，所述壳体构造为在所述壳体的底部上布置所述光源和所述光学部件；以及
移束器，其置于所述光源与所述光学部件之间，
其中，所述移束器使从所述壳体的底部起测量的所述光束的光轴与从所述壳体的底部起测量的所述光学部件的所述另一光轴对准。
2.根据权利要求1所述的光学模块，
还包括准直透镜，所述准直透镜构造为准直从所述光源输出的光束，
其中，所述移束器调平从所述壳体的底部起测量的从所述准直透镜输出的准直光束的光轴的高度与从所述壳体的底部起测量的所述光学部件的所述另一光轴的高度。
3.根据权利要求1所述的光学模块，
还包括会聚透镜，所述会聚透镜布置在所述移束器与所述光学部件之间。
4.根据权利要求3所述的光学模块，
还包括分束器(BS)，所述BS布置在所述移束器与所述会聚透镜之间，
其中，所述BS朝向所述会聚透镜反射所述准直光束，所述准直光束从所述准直透镜输出并且所述准直光束的高度被所述移束器偏移，所述准直透镜将被所述BS反射的光束会聚到所述光学部件上。
5.根据权利要求4所述的光学模块，
其中，所述BS为其上包括多层光学薄膜的平行六面体板的类型。
6.根据权利要求1所述的光学模块，
其中，所述移束器是具有彼此平行延伸的输入表面和输出表面的平行六面体块，所述输入表面具有与从所述光源输出的光束的光轴相倾斜的法线。
7.一种组装包括光源、移束器、光学部件、会聚透镜和壳体的光学模块的方法，所述光源产生光束，所述光学部件与所述光束光耦合，所述会聚透镜构造为将所述光束会聚在所述光学部件上，所述壳体构造为在其中封入所述光源、所述会聚透镜和所述光学部件并且包括底部，所述方法包括以下步骤：
将所述移束器布置在所述光源与所述会聚透镜之间，所述移束器使从所述壳体的所述底部起测量的光束的光轴与所述光学部件的光轴对准；以及
通过调准所述会聚透镜使从所述移束器输出的光束与所述光学部件光耦合。
8.根据权利要求7所述的方法，
其中，所述移束器具有平行六面体块，所述平行六面体块具有面向所述光源的输入表面和面向所述会聚透镜的输出表面，所述输入表面和所述输出表面彼此平行延伸，
布置所述移束器的步骤包括以下步骤：
评估从所述壳体的底部起测量的从所述光源输出的光束的光轴与所述会聚透镜的光轴之间的高度差；
根据所述高度差计算所述输入表面相对于所述壳体的底部的角度、计算所述输入表面与所述输出表面之间的厚度并且计算所述平行六面体块的折射率；以及
将所述移束器布置为以所述角度倾斜。
9.根据权利要求7所述的方法，
其中，所述光学模块还包括用于朝向所述会聚透镜反射从所述移束器输出的光束的分束器(BS)，
所述方法还包括以下步骤：在保持所述BS相对于从所述移束器输出的光束的光轴的角度的情况下，沿从所述分束器输出的光束的光轴的方向滑动所述BS。
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