CN108123362A - 激光发射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光发射器，包括热沉，包括热沉，固定于所述热沉之上的激光器以及连接装置，所述连接装置包括：下基板，其上表面设置有第一导电体，下表面设置有多个第二导电体；固定在所述下基板之上的上基板，其上表面设置有第三导电体，所述第三导电体和第二导电体连接；所述热沉固定在所述下基板的靠近所述第一导电体一端的侧面，所述激光器与第一导电体靠近所述热沉的一端连接。本发明的激光发射器，与现有技术相比，便于实现激光器和第一导电体首端之间形成符合阻抗匹配要求的连接。

Description

激光发射器

本申请为2015年3月30日提交的、申请号为201510145613.9、名称为激光发射器的分案申请。

技术领域

本发明涉及采用光纤传输信号领域，尤其涉及一种激光发射器。

背景技术

现有的激光发射器，如图1所示，包括光纤适配器101、腔体102及引脚103、104。激光发射器的用电器件包括位于腔体内的激光器及其他电器件，激光器发出的光通过光纤适配器进入光纤，引脚103、104焊接在同一块陶瓷基板的相对表面，引脚通过与外部电路的连接为激光器及其他电器件供电。

如图2所示，腔体内部包含热沉201、激光器204、陶瓷基板202、203。热沉201的表面贴有导电层，激光器204的阴极与导电层贴合；激光器204的表面具有阳极焊点206，激光器和热沉的另一端之间设置有与导电层绝缘的导电条；陶瓷基板202的表面具有导电体205A，导电体205A与引脚103焊接，陶瓷基板203的表面具有导电体205C，导电层与陶瓷基板203的具有导电体205C的表面位于同一水平面。

如图3、图4、图5所示，陶瓷基板202表面的导电体205B与引脚104焊接，引脚103与引脚104焊接在陶瓷基板202相对的表面，陶瓷基板203的表面具有导电体205C，具有导电体205B的表面与具有导电体205C的表面相贴合，使两表面的导电体205B、205C对接。

然而，高速率的信号传输要求激光发射器满足高频信号所需的阻抗匹配要求。阻抗匹配（Impedance matching）是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，以求达到所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提高高频信号的质量。

如图5所示，由于导电体较窄而制造工艺有限，这种中转连接方式使得导电体205B与205C在对接时发生错位，存在相对较大的误差，误差的存在破坏了为高频信号预设的阻抗匹配，这使得通过导电体205C、导电体205B及引脚104为激光器204提供高频信号不符合阻抗匹配要求。

如图2所示，如果通过导电体205A为激光器204提供高频信号，导电体205C、导电体205B及引脚104为其他电器件供电。为了其他电器件和导电体205C连接，需要在陶瓷基板202上设置缺口。在通过金线将激光器204的阴极通过导电层，阳极焊点通过导电条与导电体205A连接时，由于缺口的存在及导电层和导电条与导电体205A位于两个高度不同的平面，导致导电层和导电条与导电体205A之间的距离较大，所需的金线的长度较长，这使得通过导电体205A为激光器204提供高频信号不符合阻抗匹配要求。

发明内容

本发明提供了一种激光发射器，与现有技术相比，便于实现激光器和第一导电体形成符合阻抗匹配要求的连接。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种激光发射器，包括热沉，固定于所述热沉之上的激光器以及连接装置，所述连接装置包括：

下基板，其上表面设置有第一导电体，下表面设置有多个第二导电体；

固定在所述下基板之上的上基板，其上表面设置有第三导电体，所述第三导电体和第二导电体连接；

所述热沉固定在所述下基板的靠近所述第一导电体一端的侧面，所述激光器与第一导电体靠近所述热沉的一端连接。

本发明提供的激光发射器，激光器与第一导电体连接形成第一种线路，通过调整第一导电体的长度可以使激光发射器的第一种线路满足所需的阻抗匹配要求；所述热沉固定在所述下基板的靠近所述第一导电体一端的侧面使得激光器与第一导电体靠近所述热沉的一端之间的距离较小，便于实现激光器和第一导电体靠近所述热沉的一端之间形成符合阻抗匹配要求的连接；第三导电体和与第二导电体连接形成第二种线路，第二种线路与激光发射器的其他电器件连接。

附图说明

图1为现有的激光发射器的示意图；

图2为图1所示激光发射器腔体的内部结构示意图；

图3为图2所示陶瓷基板的连接关系示意图；

图4为图2所示陶瓷基板连接关系另一角度视图；

图5为图2所示陶瓷基板连接关系另一角度视图；

图6为本发明的一个实施例的激光发射器的内部结构示意图；

图7为图6所示的激光发射器的内部结构的透视图；

图8为图6所示的激光发射器的内部结构的侧视透视图；

图9为图6所示的激光发射器的内部结构的俯视图；

图10为图6所示的激光发射器的连接装置的下基板的俯视图；

图11为图10所示的激光发射器的连接装置的下基板的仰视图；

图12为图6所示的激光发射器的连接装置的上基板的示意图；

图13为图12所示的激光发射器的连接装置的上基板的另一角度的示意图；

图14为本发明的又一个实施例的激光发射器的内部结构的透视图；

图15为图14所示的激光发射器的内部结构的侧视透视图。

主要元件附图标记说明：

背景技术中：

201热沉，202、203陶瓷基板，204激光器，

205A、205B 、205C导电体，206阳极焊点，103、104引脚；

本发明中：

100热沉，110导电层，120导电条，200激光器，

310下基板，311第一连接孔，320上基板，321第二连接孔，

330上层板，331上层板通孔，340下层板，341下层板通孔，

410第一导电体，420第二导电体，430第三导电体，440转接导电体，

500引脚。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的第一个实施例的激光发射器，如图6，图7，图8和图9所示，包括热沉100，固定于所述热沉100之上的激光器200以及连接装置；所述连接装置包括：

如图10和图11所示，下基板310，其上表面设置有五个第一导电体410，下表面设置有四个第二导电体420且每个所述第一导电体和第二导电体的末端分别连接有引脚500；

如图12和图13所示，固定在所述下基板之上的上基板320，其上表面设置有与所述第二导电体一一对应的第三导电体430，第三导电体430和与之对应的第二导电体420连接；

所述热沉100固定在所述下基板的靠近所述第一导电体410首端的侧面，所述激光器200与第一导电体410的首端连接，所述激光发射器的其他用电器件与第三导电体连接；其中，上基板和下基板可以采用陶瓷基板。

这样，激光器与第一导电体的首端连接，在第一导电体的末端连接有引脚，形成了第一种线路；激光发射器的其他用电器件与第三导电体连接，第三导电体和与之对应的第二导电体连接，在第二导电体的末端连接有引脚，形成了第二种线路，其中，引脚通过与外部电路的连接为激光器及其他电器件供电。

激光发射器内的用电器件包括激光器和其他用电器件。其中，激光器是产生激光的装置，作为激光的发射源。激光器在产生激光的过程中，会产生大量的热，为了防止激光器的温度过高，通常将激光器固定在热沉上。热沉所起的作用是为激光器散热。

激光器和其他用电器件为了能够工作，需要与外部电路形成导电通路。为了能形成导电通路，激光发射器需要包括连接装置，通过连接装置将激光器和其他用电器件与外部电路连接。激光发射器至少应形成两种类型的导电线路，第一种是连接有激光器线路，第二种是连接有其他用电器件线路。在本实施例中，激光器和第一导电体连接形成第一种线路，其他用电器件和第二导电体及第三导电体连接形成第二种线路；两种线路各自的数量可以根据需要进行设置。

激光发射器的封装结构要求，连接装置需要采用上下设置的双层板结构实现，如本实施例中的连接装置是采用上下设置的上基板和下基板实现。在本实施例中，激光器和位于下基板上表面的第一导电体连接形成第一种线路，其他用电器件和位于下基板下表面的第二导电体及位于上基板上表面的第三导电体连接形成第二种线路；同时，热沉固定在下基板靠近所述第一导电体首端。这样选择的原因如下：

高速率的信号传输要求激光发射器的线路满足高频信号所需的阻抗匹配要求。阻抗匹配是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达到所有高频信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提高高频信号的质量。通过调整传输线的长度可以使一路线路满足阻抗匹配的要求。在本实施例中的激光发射器中，通过调整第一导电体的长度可以使激光发射器的第一种线路满足所需的阻抗匹配要求。同时，所述热沉固定在所述下基板的靠近所述第一导电体首端的侧面使得激光器与第一导电体首端之间的距离较小，便于实现激光器和第一导电体首端之间形成符合阻抗匹配要求的连接。

下基板上表面的第一导电体和上基板上表面的第二导电体是需要激光发射器的用电器件连接的，将热沉固定在下基板固定在所述下基板的靠近所述第一导电体首端的侧面，方便激光发射器的用电器件与第一导电体和上基板的第二导电体的连接。

需要说明的是，第一导电体和第二导电体的个数不限于上述数量，可以根据激光发射器的需要进行调整，此处仅用于举例说明。

作为一种具体的实现方式，如图6所示，激光器200设置在热沉100远离第一导电体410首端的位置。这样，激光器所产生的热量对第一导电体的影响较小。

作为一种具体的实现方式，所述下基板310还设置有第一连接孔311；所述上基板320还设置有第二连接孔321；第三导电体430和与之对应的第二导电体420通过导线穿过第二连接孔321和第一连接孔311连接。

这样，通过下基板的第一连接孔和上基板第二连接孔及导线，方便的实现了将第三导电体和与之对应的第二导电体连接。第一连接孔和第二连接孔分别是形成在下基板和上基板内的，导线穿过第一连接孔和第二连接孔连接，使得连接装置的外侧没有导线，整体简洁。

作为一种优选的方式，所述激光器和第一导电体首端可以通过金线连接。

金线在激光器和第一导电体首端之间起到导线连接的作用。当导通电流时，电流通过金线进入激光器，使激光器工作。金线具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点；相比较其他材质而言，其最大的优点就是抗氧化性。与现有技术相比，本实施例的激光发射器的激光器和第一导电体首端之间的距离较小，可以通过较短的金线实现连接，从而节省金线，降低成本。

在激光器和第一导电体首端通过金线连接的方式中，由于金线的成本较高，就需要使激光器和第一导电体首端之间的距离比较小以减小金线的长度，降低成本，并且降低高频信号的质量。具体的，可以采用下述方式：

如图6，图7和图9所示，所述热沉100的上表面形成有导电层110，所述导电层110与所述下基板的第一导电体410位于同一平面；所述激光器的阴极固定在所述导电层110上且激光器的表面具有阳极焊点，所述激光器和热沉的另一端之间设置有与所述导电层绝缘的导电条120；所述激光器的阳极焊点与导电条120通过金线连接，所述导电条120和导电层110与第一导电体410首端通过金线连接。

这样，激光器的阴极和第一导电体首端之间的连接通过将激光器的阴极固定在所述导电层上，再将位于同一平面的导电层和第一导电体通过金线连接实现；激光器的阳极焊点和第一导电体首端之间的连接通过将激光器的阳极焊点与导电条通过金线连接，再将导电条和第一导电体通过金线连接实现。由于导电层和导电条的存在，且导电层和第一导电体位于同一平面，导电层和导电条与第一导电体之间的距离很小，激光器的阳极焊点和导电条之间的距离也很小，即需要金线连接的距离都很小，缩短了所需的金线的长度，从而节省金线，降低成本。

进一步的，如图6，图7，图8和图9所示，所述第一连接孔311和第二连接孔321是通孔；所述第一连接孔311与第二导电体420一一对应；所述第二连接孔321与第三导电体430一一对应；

所述第三导电体430和与之对应的第二导电体420通过导线穿过相对应的第二连接孔321和第一连接孔311连接；其中，相对应的第二连接孔和第一连接孔是与所述第三导电体和与之对应的第二导电体分别相对应的第二连接孔和第一连接孔。

这样，每个第三导电体和与之对应的第二导电体通过一根导线穿过相对应的第二连接孔和第一连接孔实现连接，使得第三导电体和与之对应的第二导电体之间的连接变得更加简洁，激光发射器的组装变得更加简单易行。

更进一步的，如图6，图7，图8，图9和图11所示，所述第一连接孔311在所述下基板下表面的开口形成在与之对应的第二导电体420处；如图6，图7，图8，图9和图12所示，所述第二连接孔321在所述上基板上表面的开口形成在与之对应的第三导电体430处。

这样，导线从第一连接孔和第二连接孔穿出后，可以直接与第三导电头通路和第二导电体连接，每根导线的长度可以较短，同时使得第三导电体和与之对应的第二导电体之间的连接变得更加简洁，激光发射器的组装变得更加简单易行。

进一步地，如图6，图7，图8，图9和图10所示，所述第一连接孔311在所述下基板上表面的开口与第一导电体410错开。这样，第一连接孔对第一导电体没有影响，避免为激光器提供的高频信号不符合阻抗匹配要求。

如图2所示，如图6，图7，图8和图9所示，所述第二连接孔321和第一连接孔311是直上直下的孔且所述第二连接孔321位于相对应的第一连接孔311的正上方。

这样，穿过相对应的第一连接孔和第二连接孔将所述第三导电体和与之对应的第二导电体连接的导线的长度最短，可以降低成本，同时，上基板和下基板的结构也比较简单，便于制造和组装。

需要说明的是，所述第二连接孔和第一连接孔是直上直下的孔且第二连接孔位于相对应的第一连接孔的正上方只是一种具体实现形式，仅用于举例说明，只要所述第三导电体和与之对应的第二导电体通过导线穿过第二连接孔和第一连接孔连接即可。作为一种可选的方式，所述相对应的第一连接孔和第二连接孔相连通也可以实现第三导电体和与之对应的第二导电体通过导线穿过第二连接孔和第一连接孔电连接。

具体的，如图6，图7，图8和图9所示，所述第一导电体410的数量是奇数个。

如图9所示，当激光器是直调式激光器时，所述第一导电体用于高频信号的连接；从第一导电体的一侧开始编号，编号为奇数的第一导电体与导电层通过金线连接作为地线，编号为偶数的第一导电体与导电条通过金线连接作为信号线。

对于直调式激光器，只需要提供高频信号即可实现驱动，第一导电体只要与高频信号连接即可。上述连接方式满足了激光器高频信号连接需要遵循的两个地线（用G表示）包裹一个信号线（用S表示）的规则，常见的连接方式有GSG及GSGSG。

当激光器是外调式激光器时，所述第一导电体用于高频信号和直流信号的连接；从第一导电体的一侧开始编号，最外围编号为奇数的第一导电体用于连接直流信号，其他编号为奇数的第一导电体与导电层通过金线连接作为地线，编号为偶数的第一导电体与导电条通过金线连接作为信号线。

对于外调式激光器，不仅需要提供高频信号，还需要提供直流信号才能实现驱动。直流信号主要用于激光发射器内部半导体制冷器的供电、热敏电阻信号的回传、背光检测单元检测电流的回传。上述连接方式满足了为外调式激光提供高频信号和直流信号，同时激光器高频信号连接需要遵循的两个地线（用G表示）包裹一个信号线（用S表示）的规则，常见的连接方式有GSG及GSGSG。

本发明的第二个实施例的激光发射器，其与第一个实施例的激光发射器的区别在于：

如图14和图15所示，所述下基板包括上层板330和下层板340且两者之间设置有与第二导电体一一对应的转接导电体440；

所述第一连接孔311与第二导电体420一一对应，每个所述第一连接孔包括上层板通孔331和与之错开的下层板通孔341；所述第二连接孔321是通孔且与第三导电体430一一对应；

所述第三导电体430和与之对应的转接导电体441通过导线穿过相对应的第二连接孔321和上层板通孔331连接，所述转接导电体440和与之对应的第二导电体420通过导线穿过与第二导电体相对应的下层板通孔341连接；

其中，上层板通孔是形成在上层板中的通孔，下层板通孔是形成在下层板中的通孔；相对应的第三导电体和转接导电体与同一个第二导电体对应，相对应的第二连接孔和上层板通孔是与所述第三导电体和与之对应的第二导电体分别相对应的第二连接孔和第一连接孔的上层板通孔。

本实施例的激光发射器，所述第三导电体和与之对应的转接导电体通过导线穿过相对应的第二连接孔和上层板通孔连接，所述转接导电体和与之对应的第二导电体通过导线穿过与第二导电体相对应的下层板通孔连接。转接导电体的存在使得上层板通孔和下层板通孔的位置关系可以根据需要进行设置，以适应不同的激光发射器封装的要求。

进一步地，如图14和图15所示，所述下层板通孔341在所述下层板下表面的开口形成在与之对应的第二导电体420处，所述第二连接孔321在所述上基板上表面的开口形成在与之对应的第三导电体430处。

这样，导线从下层板通孔穿出后，可以直接和第二导电体连接；导线从第二连接孔穿出后，可以直接和第三导电体连接。每根导线的长度可以较短。

具体的，如图14和图15所示，所述下层板通孔341与连接在第二导电体420末端的引脚500的距离小于所述上层板通孔331与连接在第二导电体420末端的引脚500的距离。

这样，第二导电体可以设置的比较短，便于激光发射器的封装。

具体的，如图14和图15所示，所述上层板通孔331和第二连接孔321是直上直下的孔，且所述第二连接孔321位于相对应的上层板通孔331的正上方。

这样，所述第三导电体和与之对应的转接导电体通过一根导线穿过相对应的第二连接孔和和上层板通孔实现连接，使得第三导电体和与之对应的转接导电体之间的连接变得更加简洁，激光发射器的组装变得更加简单易行。

具体的，所述作为信号线中的第一导电体是微带线结构。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种激光发射器，其特征在于，包括 下基板、固定在所述下基板之上的上基板、激光器、热沉及其他用电器件；

所述激光器固定于所述热沉的上表面；

所述下基板的上表面具有第一导电体，所述第一导电体与所述激光器通过金线连接；

所述上基板的上表面具有第三导电体，所述第三导电体与所述其他用电器件连接。

2.如权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述第一导电体靠近所述热沉的一端与所述激光器通过金线连接，所述第一导电体远离所述热沉的另一端连接有引脚。

3.如权利要求1所述的激光发射器，其特征在于，所述下基板的下表面具有第二导电体，所述第三导电体与所述第二导电体连接。

4.如权利要求3所述的激光发射器，其特征在于，所述下基板设置有第一连接孔；所述上基板设置有第二连接孔；所述第三导电体和第二导电体通过第一连接孔和第二连接孔连接。

5.如权利要求3所述的激光发射器，其特征在于，所述上基板设置有第二连接孔，所述下基板包括上层板及下层板，所述上层板和下层板之间具有转接导电体，所述转接导电体与所述第二导电体通过所述下层板的通孔连接，所述转接导电体与所述第三导电体通过所述第二连接孔及所述上层板的通孔连接。