CN1395123A - 用于光电装置的光具座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一用于光电组件的光学装置，光电组件包括固定在伸长的支撑构件下侧与光电装置光学对准的光学纤维，其中所述支撑构件粘贴在一依次粘贴到焊接平台的定位元件上。在一个优选实施例中，长形的支撑构件是一个平面平行六面体。在进一步优选的实施例中，长形的支撑构件是一个具有轴向延长槽的平面平行六面体，其中光纤安装在与轴向延长槽充分平行的纵轴上。

Description

用于光电装置的光具座
发明背景
本发明涉及一个用于光通讯中的光电装置模块。
相关技术
在高功率光电装置中，例如激光器二极管，该装置通常安装在一个由高导热系数材料制成的底座上，例如金刚石，SiC或AlN。此底座被连接到电路板上，它可提供激光器组件内部装置其余的全部或一部分，例如热敏电阻，后场光电检测器和印刷电路。
用于耦合光信号到装置或者来自装置的光组件，特别是光纤和透镜，在保持和定位元件的帮助下固定在激光器前面的光学定位位置上(举例来说，套圈，支撑管，管托或者线夹，或者焊接模块)。保持和定位元件和光组件通常安装在一个基盘上，它也可以指光具座。为了使光耦合效率最大化，或者换句话说为了使光输出功率最大化，需要光纤的精确定位到光电装置里如激光器上。为了耦合单模光纤，亚微细米光纤定位容差必须典型的小于0.1-0.2μm。另外定位应该在时间过程中保持在最小的变化中并且对抗温度偏移。激光焊接是固定保持定位元件的常用选择处理。激光焊接通过聚焦激光束对结合部件局部加热而实现。当需要较高的精确定位时，为了将从冷却激光焊接点的收缩中得到的接头焊点偏移(PWS)最小化，应该小心处理。为了最小化置换偏移，光元件和焊接平台通常由具有低热膨胀系数的材料组成。为此目的通常采用科伐合金，不锈钢或者镍铁合金。
美国专利No.6184987描述了一种激光器焊接一个纤维光缆套圈到一个纤维模块线夹的方法。此公开的方法检测并纠正纤维光缆的运动以实现定位。此方法包括在焊接完成后用自动装置移动套圈并随后检测通过光纤传输的光束光功率的变化。此检测能在焊接过程期间随套圈的位移确定一个方向并且随后的套圈激光焊接能纠正此位移。
2000年10月24日由Mobarban K.S和Heyler R.，在Internet URL地址http：//www.newport.com/Support/Application Notes/APPNOTES3.pdf上发表的文章‘Laser Diode Packaging Technology：980nm EDFA Pump Lasers forTelecommunication Applications’描述了一种光学部件，它是基于氮化铝的微型光具座，包括激光器基片，激光器二极管底座，光电二极管和各种其它组件。此光学部件还包括一个在所有纤维引出端组件焊接的地方上的比较大的金属平台。
在PCT专利申请WO97/05513中，一个激光器二极管被放在一个铝基片上，它还支持不同电路和其它电子组件。电路板被安装在一个金属基座上，最好由如科伐合金这样的铬-镍合金制成。矫正和固定构件包括一个置于圆柱形套圈上的反向的U-形构件或者具有两个侧面垂直面的套圈。矫正和固定构件用与基座相同的材料制成以方便激光焊接并使得在各部之间的不均匀膨胀最小化。
US专利No.5570444描述了一种光纤光耦合到推进激光器的方法。一个带有激光器二极管的吸热器被安装在一个科伐合金基片上。一个带有透镜末端的光纤由焊接到一个伸长的支撑构件以槽式圆柱杆的形式紧紧固定起来，槽式杆的末端紧挨着光纤的末端总是由激光焊接紧紧固定在一个塑性可变形鞍状物上。
由Rassain M.和Beranek.M.W.发表在IEEE Transactions on AdvancedPackaging卷22(1999)第86-93页中的文章“Quantitative characterization of96.5Sn3.5Ag and 80Au20Sn optical fiber solder bond joints on silicon micro-opticalbench substrates”描述了对在对于平面热循环负载下，硅基底上光纤焊料焊接点和V-凹槽焊接点外形的重点分析。重点分析的结果被报道是光纤底部和硅基底之间距离的函数。
US专利Nos.6207950和6227724公开了一种具有弯曲部分的光电组件，将光纤定位到一个边缘辐射的光电元件上，例如激光器二极管。光纤附着在面对组件基底的弯曲部分的下部。弯曲部分由激光器微型焊接附着在一个电绝缘基底的金属架上。激光器二极管安装在一个位于基底上凸起的由高热导材料制成的平台(底座)上。
装置包括在该光电装置上的光具座，光纤保持定位元件，包括光纤和其他可能的辅助内部装置或者光学部件(例如，透镜)的该装置在本领域中通常涉及光学装置。为了在操作期间使激光器温度趋于稳定，该光学装置可以位于一热电冷却器(TEC)或者一散热片上。通过激光器产生的热量经由分支架和光具座传播最后到达TEC表面。申请人发现当该激光器位于分支架上时，各向同性均匀热扩散至少部分地被抑制，即使当该分支架由高导热率物质组成时。他们进一步注意到光学装置的热阻与该分支架的厚的一起增加。
该光学装置通常设在包括配有的输入/输出电导线金属箱的密封的组件中。目前，随着激光器组件的工业化，14-管脚蝶形组件变得标准化，例如对于用于纤维激光器或者Raman放大器的980纳米泵浦激光装置或者920纳米多模激光器，因为他们能使用户从多于一个供应者得到放射源。这标准组件通常配有的一个安装在组件壁外部的鼻管(喷嘴)，它围绕着一个器壁中使纤维端部分能插入该组件的孔。光纤经由该喷嘴的插入操作通常发生在纤维端部已经固定之后，例如，焊接到支撑构件中之后。插入可以借助于光纤装载机探头组合件或者一个夹子部件，例如，镊子而实现。申请者已经注意到，当该光纤安全的以光纤割面向上位于一个槽形杆中时，在光纤插入组件期间可以导致纤维断裂。
发明概述
在第一方面，本发明涉及一用于光电组件的光学装置，光电组件包括固定在伸长的支撑构件下侧与光电装置光学对准的光学纤维，其中所述支撑构件粘贴在一依次粘贴到焊接平台的定位元件上。更可取地，该拉长支架具有长宽比不小于1.5，最好是不小于3。在一最佳实施例中，该长形的支撑构件在与该衬底顶面充分地垂直的方向上延伸，不超过光纤的围绕表面50um。
本发明的一个优点是该光纤永久地固定在支撑构件的底面上，例如可通过激光焊接，在安装到该定位元件由此到该焊接平台以前在3D(例如x-y-z准线)方向定位。
特别地，发明涉及用于光电组件的光学装置，包括：
一个具有顶面的衬底；
一个具有纵轴的光学纤维；
一个安装在衬底顶面的第一部分上并且光学上与所述光学纤维联合的光电装置；
至少一个位于该衬底顶面第二部分上的焊接平台；
至少一个包括至少一个用于粘贴到该焊接平台的表面和一定位表面的定位元件；
一个在光学上与光电装置耦合在一起的保持光纤的长形的支撑构件，所述长形的支撑构件具有至少一个接触该定位元件定位表面的定位表面。这两个定位表面被定形以便在相位校准期间允许该定位元件和伸长的支撑构件的相对运动，所述伸长的支撑构件在定位调相以后粘贴到该定位元件上，
其中该光学纤维包括一个固定在所述长形的支撑构件底面上的尾部，其中所述长形的支撑构件面对该衬底的顶面。
在一个优选的实施例中，长形的支撑构件是一个平面的平行六面体。在一个进一步最佳实施例中，长形的支撑构件是一个具有轴向地延伸槽的平行六面体，其中该光学纤维与充分地平行于轴向延伸槽的纵轴紧固。
固定在光电装置和焊接平台上的衬底，也就是说该光具座，最好为导热性至少为140W/mK的物质构成。申请人注意到当用于光电装置的分支架的厚度减少到小于0.2毫米时，该组件的热性质显著提高。申请人还发现当激光器直接安装在高导热光具座上时，该组件的热阻可以最小。
光学装置适合于放在光电组件上，例如一个14-管脚蝶形的组件或者一个双列直插式组件。该光学装置尤其适合于被放在一个热控制光电组件上，包括一个冷却器，例如一个散热片或者一个热电冷却器(TEC)。
该发明还涉及具有光电装置的光学纤维的光学耦合方法，其中所述光学纤维具有一个纵轴并且包括一个尾部，所述光电装置放在一个组件机壳中，其中该机壳具有位于它的器壁的一个孔，所述方法包括步骤：
固定该光学纤维尾部在长形的支撑构件的表面上，以便使光纤的纵轴沿着该支撑构件伸长方向放置；
永久地在支撑构件表面上固定该光学纤维；
转动具有永久地固定光纤的支撑构件以便该光纤安置在支撑构件的底面上：
经由该组件机壳器壁中的孔轴向地加载该支撑构件，并且
定位具有光电装置的光学纤维并且粘贴它到定位安置中的组件上。
申请人发现通过操作底面固定光纤的支撑构件，充分地避免从支撑构件中撬出光纤的危险，因此减少纤维断裂的风险。
本发明从下列假设仅作为举例的详细说明中将更易理解，这些详细说明应该被认为和附图是一起的，其中；
图1是一个按照本发明第一实施例的一个具有光学装置的光电组件的透视图。
图2是图1的组件的部分的透视图。
图3是按照本发明第一实施例的光纤支撑构件的一个剖视图。
图4是按照本发明第二实施例的光纤支撑构件的一个剖视图。
图5(a)说明固定在长形的支撑构件顶面上的光纤的一个例子。
图5(b)说明固定在按照本发明的长形的支撑构件底面上的光纤的例子。
图6是按照本发明进一步实施例包括一个光学装置的组件的部分的透视图。
优选实施例的详细描述
没有任何对于本发明原理适用性通用性的损失，以下实施例指向一个激光器组件，特别的指一个用于激励光纤激光器或者Raman放大器的980纳米泵浦激光装置或者920纳米多模激光器。然而，可以理解本发明也可应用于任何光电装置，例如一个光接收器或者一个光学上与光学纤维耦合在一起的发光二极管。
图1和2分别地表示组件10的一个透视图和一个部分的透视图(从不同的角度选取)，例如一个14-管脚蝶形的组件，装有一个光具座4，该光具座焊接或者粘贴到一个TEC11上，在该情况下是一个珀耳帖成分电子冷却装置。换句话说，一个散热片能被作为冷却器使用代替一个TEC。组件10包括一个具有从组件侧面伸出的终端插脚12的金属外壳。激光器件5(例如，一个激光二极管芯片)位于一个装配在光具座4上的分支架6上。安装在分支架6上的激光器最好为一个导热物质，例如金刚石，SiC，AlN或者BN。光学纤维1沿着它的纵轴密闭地焊接在一个金属管里，例如，一个圆柱形套圈2，该套圈穿过在该组件壁里的一个孔延伸到组件外壳的外部。套圈2通过一个密封的密封剂焊接在一个保护的喷嘴13里，该喷嘴安装在该组件外部并且包围用于允许光纤经过的孔。组件内部，光学纤维的末尾处于激光器发射面积的前面，它的顶端接近于激光输出区域。光纤尾部沿着所述支撑构件的长度，永久地纵向地固定在长形的支撑构件3的底面上。可以在光纤顶端上建立或者安装一个微透镜以便最大化来自激光器的阻容耦合。换句话说，可以在光纤和激光器之间安插一个总是改进光耦合的透镜，例如一个渐变折射透镜。
支撑构件3具有长形的的平行六面体形状并且由允许激光焊接的任何物质组成，例如具有低热膨胀系数的物质，例如科伐合金。用于该支撑构件的替代物质的例子是镍铁合金或者不锈钢。光纤尾部永久地固定在底面上，也就是说，面对该支撑构件3的光具座4的顶面。支撑元件3通过激光焊接被固定到一个定位元件7上，在附图1和2中所示的例子中的夹子上，例如具有两个激光焊点9。
定位元件7例如由于焊点15激光焊接到该焊接平台8，图1和2中所示的两个空间分开的平板。例如，焊接平台8和定位元件7可以由允许激光焊接的物质组成，例如科伐合金。虽然图1和2中所示的夹子作为定位元件，凭借用于将要使用的光纤激光器光耦合的定位方法，可以理解定位元件或者元件组的不同设计是可以预期的。一个用于定位元件的替代设计可以包括，例如，一对焊接块体也就是说焊在该焊接平台并且该支撑构件可以焊接到其上的。此外，该焊接平台可以具有不同的形状，始终取决于定位方法，例如双滑车组具有凹槽或者用于装配一或多定位元件的肩角，一个马蹄形的平台，或者一个包括焊在多于一个定位元件上的超过一对焊接块体的装置。
图3是按照第一实施例并且在图1和2中阐明的支撑构件3的一个剖视图。支撑构件3具有一个矩形的横截面和具有一个在它的底面上的凹槽，以便容易安置并且安装该光纤。通过使用一个金属焊接剂，例如一个AuSn合金，或者玻璃焊剂16，光纤可以焊接到支撑构件3上。对于通过使用金属焊接剂焊接，有必要对光纤要焊接的部分喷涂金属。支撑构件3的横截面尺寸是按照光具座的设计，定位安置元件的结构(例如，焊接平台，夹子)和安装处理过程所选定的。当该支撑构件通过激光焊接被固定到定位安置元件上时，对于支撑构件尺寸的一般要求是它的高度h和它的宽度W(图3)应该足够大的到允许精确的激光焊接而不会损害该光纤。横截面尺寸(h和w)应该按照决定焊点尺寸的焊接激光器的工作条件(例如，激光功率，脉冲发生时间，聚焦等等.)选择。在图I和2.中所示的例子中，支撑构件通过两个焊点9.焊在夹子7上。支撑构件和焊点的示范性尺寸如下：焊点厚度200um，焊点直径400um，支撑构件的高度h至少大约300um，宽度w至少大约1毫米。
光纤支撑构件被拉长以便使它能插入标准光电组件，例如蝶形的或者双列直插式封装，并且在调准期间简化它的操作。更可取地，该支撑构件具有长宽比不小于大约1.5，最好不小于大约3。支撑构件3的平行六面体形状具有由尖角给予的有利的焊接几何形状，在该情况下是支撑构件和夹子的接触面。进一步支撑构件3具有一个该光纤要固定到的表面的平面的几何形状。那些表面可以具有一个凹槽或者可以是完全平坦的(即，不带凹槽)。光纤尾端通过粘合或者焊接可以永久地固定到支撑构件。焊接通常指利用粘合剂粘合，因为粘合剂包括可以污染该组件成分的那些结构元件。因为焊接在比较高的温度实行并且因为玻璃的热膨胀系数(收缩率)通常大大小于该支撑构件的热膨胀系数，所以当该焊接剂冷却下来，该光纤尾部经受由热造成的和机械应力两个力。此外，在操作期间，光纤可以承受组件内部温度变化引起的热机的应力。对于该支撑构件一个平面的几何形状是有利的，因为在光纤里的应力最小，作为焊接剂在空间不会受力变形，但是可以在熔化和凝固期间自由地膨胀。更可取地，(未遮蔽)光纤通过使用具有熔解温度低于大约400C的玻璃焊剂而粘合到该支撑构件上。
图4按照第二实施例表示一个用于光纤末尾部分的支撑构件。支撑构件40具有一个高度t宽度l的槽的平行六面体的形状。光纤1通过焊接剂16在它的顶端附近焊接在槽里。在焊接期间，槽的外侧壁限制焊接剂。更可取地，槽深t不能超过纤维直径d大约50um。最好是一个小的槽深，因为它在一个可允许的与工作台表面相对短距离处安装光纤。更可取地，依据这种第二实施例的支撑构件具有锋利的(例如，90°)角以便变得更为方便地激光焊接操作。支撑构件40安置在具有面向下的槽的光学座上，也就是，具有面对光学座顶面的光纤。更好地，选择槽宽l以便减少光纤中的热机的应力。图表I报告了应用于分析纤维端到具有不同设计的科伐合金支撑构件的焊接的三维有限单元模型的结果。强调光纤在焊接剂降温之后的Von Mises报告对于具有大约360℃熔解温度的玻璃焊剂和对于80Au20Sn合金(熔解温度大约280℃)以及对于该支撑构件的不同的形状：一个平面的平行六面体(图3)和一个开槽平行六面体(图4)。结果显示槽宽最好应该大于0.2毫米以便避免光纤焊接之后经受一个比较高的应力。
图表I
支撑构件                     焊接物质    光纤上的应力(N/mm2)
平面平行六面体                玻璃            129
平面平行六面体                AuSn            325
开槽平行六面体l＝0.6毫米      玻璃            129
开槽平行六面体l＝0.6毫米      AuSn            314
开槽平行六面体l＝0.4毫米      玻璃            129
开槽平行六面体l＝0.4毫米      AuSn            317
开槽平行六面体l＝0.2毫米      玻璃            140
开槽平行六面体l＝0.2毫米         AuSn          344
对于具有本发明范围的长形的支撑构件的进一步替代设计是可以预期的，例如，一个梯形的支撑构件横截面。
本发明的一个优点是安装在该支撑构件底面上可彻底地减少在操作期间光纤破裂的风险，尤其在光纤插入该组件期间。参考图1，焊接到该支撑构件3的光纤1需要穿过喷嘴13定位到在激光器的前面。申请人已经发现如果在操作期间，如图5(a)所示光纤面向上，光纤受到张力，使得支撑构件3由于重力作用趋向下垂。如具有虚线1′的图5(a)所示，光纤趋向撬出，因此断裂。当光纤焊接到该支撑构件一个与该支撑构件长度相比相对小的长度部分时，恰当的操作是特别困难的。在图1中所示的例子里，支撑构件3的长度大约7毫米并且焊接部分16大约1毫米。当该支架以光纤面向下操作时，如同在本发明里，支架只得依靠在光纤上并且重力便只会推进光纤进入支架之内而不是使其脱出。因此充分地避免光纤断裂。应该注意到在一个包括一个导孔，例如一个图1中所示的喷嘴13的组件里，支撑构件的插入操作使光纤固定在它的底面部分上，然后在它的向上地位置里转动支撑构件是困难的并且危险的。当光纤如同当前例子装在两个支承结构：一个导孔管(例如，套圈)和一个对于光纤尾端部分的支撑构件上时，是特别理想的。为了放置该支撑构件在具有光纤向上的光具座上，支撑构件和该管应该整体地旋转180C。
上述的论述容易地扩展到例如图4中所示的包括一个槽的支撑构件。
激光器件和该定位元件所安装在的光具座最好为由具有高导热率的电子绝缘材料构成，例如陶瓷材料。需要高导热率来改进热耗散，以便在激光器运转期间，热量可以从分支架放射地散布到陶瓷材料的工作台然后到TEC顶面。该光具座衬底最好为由基于AIN的物质组成。此处。基于AlN的物质意味除纯的AlN之外的陶瓷材料的合成物或者包括AlN的物理状态混合物。基于AlN物质的例子在美国专利Nos.5,102,749和5,133,403中提出。其他的用于衬底的可允许的选择的导热物质可以是氧化铍(BeO)或者半透明的正六面体氮化硼(Tc-BN)。也可以使用非陶瓷材料，例如热固性树脂。避免除有机的物质之外的物质，以防止在该组件里该装置的污染。在选择用于光具座衬底的物质时，一个主要要求是导热性足够高为了高效的功率耗散。该光具座衬底的导热性最好应该大于或者等于140W/mK。
在图I和2中所示的例子里，光具座4由单一的电绝缘衬底组成，例如AlN。单一衬底兼备对具有电路板功能的光学元件刚性支承的功能。更可取地，图1和2的光具座4具有外围的金属轨道14，该轨道在充分平行于该光纤纵轴的方向上至少部分的扩展。在一最佳实施例中，喷涂金属的轨道14扩展一个工作台4的面积，所述面积被沿着光纤纵轴在保留给安装该焊接平台的面积的一边或者两边上充分地拉长。在一最佳实施例中，光具座4因此起光具座和电路板两个作用。敷金属的轨道14可以从工作台表面上的焊盘导引到该组件中的任何通信引线插头12，因此避免长的电源接头，电线等等(从光具座到外部的插脚的电源接头没有在图1和2中示出)的存在，如同在由相同的申请人提出的专利申请EP001285964中详细描写的一样。在图1和2中所示的组件里，直外部的插脚贯穿该组件侧壁的孔隙。通常使用玻璃或者陶瓷材料的密封围绕着插脚提供对于焊接插脚到该组件的方法。光具座4也适合为具有陶瓷材料的终端导孔的类型的蝶形的或者双列直插式组件，例如在美国专利Nos.5,963,695，5,930,430，和5,195,102里所描述的。
本发明进一步的优点是安装在支撑构件底面上的光纤减少光纤和该光具座顶面之间的距离。这样，有可能减少相对于光具座顶面激光器件放置的高度。光纤和光具座表面之间的最短距离可以作为光纤的半径。如果无覆盖层的光纤直径大约125um，最短距离大约62.5um。实际上为了避免光纤遭受光具座的其他元件可以承受的张力并且保证一个三维光纤-激光调整(例如x-y-z调准)，使用一个对于该距离稍微高些的值。
当激光器安装在分支架上也就是说它本身安装在该光具座上时，热传递通过分支架和陶瓷材料的光具座发生。这至少部分地抑制来自激光器的热量的热扩散中的各向同性均匀性。因此，分支架的厚度有利地小。此外，减少分支架的厚度是有利的以便来自激光器到TEC表面的热阻减少。
举例来说组件设计在热阻上的影响，下列图表，图表II显示在安装有一个光具座的标准14-管脚蝶形的组件中的激光器的热模拟结果，其中该光具座包括一个厚1.8毫米的单一的AlN衬底。参考一个安装有图I和2中所示的类型的光学装置的组件设计，图表II报告在激光二极管芯片和该组件以及该组件热阻之间的温度梯度。图表II中给出对于两个激光器结构的值。第一个结构涉及一个980nm砷化镓激光二极管，它具有p-侧向上接合，与大约450毫瓦光强度和300毫瓦的消散热功率运转。第二个涉及一个980nm砷化镓激光二极管芯片，它具有p-侧向下接合，也与大约450毫瓦功率和300毫瓦消散热功率操作。在两个情况里，耦合到该光纤的光强度大约350毫瓦。
 图表II
激光器              分支架        ΔT芯片组件(℃)    热量R(℃/W)
p-侧向上芯片    0.6毫米SiC分支架      10.60          35.3
p-侧向上芯片    0.2毫米SiC分支架      10.57          35.2
p-侧向上芯片    没有分支架            4.26           14.2
p-侧向下芯片    0.6毫米SiC分支架      4.19           14.0
p-侧向下芯片    0.2毫米SiC分支架      4.16           13.9
p-侧向下芯片    没有分支架            2.90           9.6
在p-侧向下连接配置里，激光器的激活层位于接近于TEC表面，因此进一步改进热耗散。p-侧向下激光器最好安置在厚度至少为纤维半径的分支架上，以便避免放置光纤支撑构件太接近或者接触到该光具座表面，因此限制三维调准的可能性。如图表II中所示，该组件的热阻通过减少该分支架的厚度而改善。通常，对于一个p-侧向上激光器基片，直接安装在工作台表面导致相对于具有安装在0.6毫米厚的分支架上p-侧向上激光器60％热阻的缩小。如图表II中所示，热阻渐进地但是非线性地随分支架厚度的减少而减少。最小的热阻通过将激光器基片直接安装在光具座表面上而获得。申请人愿意陈述就光电组件的可靠性和寿命而言，如同每瓦特一度一样小(乃至更少的)的减少是显著的。
虽然例子是对于两个具体的激光器基片产生的，相对结果和论述扩展到任何具有p-侧向上或者p-侧向下结构的激光二极管芯片。可被用于本发明的不同的激光器设计在该领域里为大家所熟知并且不在本公开里进一步作详细说明。
本发明的进一步的实施例，图6.中所示，其中激光器件直接安装在光具座上，也就是说，不在激光器件和光具座之间插入一分支架。激光器件5直接安装在光具座4.上。作为实现本发明进一步实施例的一个例子，一个具有在0.14毫米高度来自芯片底面的发光面的激光器基片直接放置本光具座顶面。光纤尾端部分通过玻璃焊剂焊接在平面平行六面体支撑构件的底面上。该平面平行六面体支撑构件的示范性的尺寸如下：高度h大约300um，宽度w大约I毫米并且长度大约7毫米。在本例子里该支撑构件由科伐合金组成。纤维芯安置在距光具座表面大约0.14毫米的一个垂直距离与激光器光耦合里。光纤通过最大化光学输出的功率活动地定位在x-，y-和z-方向上。支撑元件通过激光焊接到定位元件而最终安装，其中该定位元件也已经通过激光焊接固定到焊接平台上。
通过直接放置该激光器在工作台表面上，从激光器到TEC表面的热量分布遵循一个相对短的热效率路径，也就是说，只穿过该光具座，因此减少热阻。伴随着该组件功率消耗的减少，改进了TEC冷却效率。
实现本发明的进一步地例子，一个具有在相对于该芯片底面大约0毫米高度的发光面的p-侧向下激光器基片位于一个0.16毫米的AlN分支架上。支撑构件和定位设计与在上述的例子中的描述相同。纤维芯安置在距光具座表面大约0.16毫米距离与激光器光耦合。虽然直接放置p-侧向下激光器基片在光具座表面上是热地有利的，实际上该结构要求在该光具座顶面的高度放置纤维芯，该光具座顶面除一个凹槽之外当然不可能建立在光具座衬底上。然而凹槽便会均匀热扩散，因此一个p-侧向下激光器最好为放置在一个厚度减少的分支架上，最好小于0.2毫米。作为一个薄的分支架减少在激光器和TEC表面之间的热效率路径，该组件的热阻也减少了。
上述详细说明仅说明该发明，并不局限于该最佳实施例。对于本领域技术人员来说，改进是明显的并且不会背离定义在从属权利要求中的本发明的范围。

Claims (20)

1.一个用于光电组件的光学装置，包括：
一个具有顶面的衬底；
一个具有纵轴的光纤；
一个安装在衬底顶面的第一部分上并且与所述光纤光学耦合的光电装置；
至少一个位于该衬底顶面第二部分上的焊接平台；
至少一个包括至少一个用于粘贴到该焊接平台的表面和一定位表面的定位元件；
一个与光电装置光学耦合在一起用于保持光纤的长形支撑构件，所述长形支撑构件具有至少一个接触该定位元件定位表面的定位表面，这两个定位表面被定形以便在定位期间允许该定位元件和长形支撑构件的相对运动，所述长形支撑构件在定位阶段以后粘贴到该定位元件上，
其中该光纤包括一个固定在所述长形支撑构件底面上的尾部，其中所述长形支撑构件面对该衬底的顶面。
2.按照权利要求1的光学装置，其中长形的支撑构件在与该衬底的顶面充分地垂直的方向扩展，超过该光纤的包围表面至多50um。
3.按照权利要求1或2所述的光学装置，其中长形的支撑构件具有长宽比大于或等于1.5，所述长度沿着该光纤的纵轴定义。
4.权利要求3的装置，其中长形的支撑构件具有大于或等于3的长宽比。
5.按照任何前面权利要求所述的光学装置，其中长形的支撑构件是一个平面平行六面体。
6.按照权利要求1到4中任何权利要求所述的光学装置，其中长形的支撑构件是一个具有轴向地延伸槽的平行六面体，其中确保该光纤的纵轴与轴向延伸槽充分平行。
7.按照权利要求6的光学装置，其中长形支撑构件的槽宽大于0.2毫米。
8.按照任何前面权利要求所述的光学装置，其中光电装置直接安装在衬底顶面上。
9.按照权利要求1到7任何的权利要求所述的光学装置，其中光电装置固定在分支架上，该分支架固定在衬底顶面上，所述分支架具有小于0.2毫米的厚度
10.任何前面权利要求中任何权利要求所述的光学装置，其中该衬底由具有大于或等于140W/mK的导热性物质组成。
11.权利要求10所述的光学装置，其中该衬底由基于氮化铝的物质组成。
12.按照任何前面权利要求所述的光学装置，其中所述光电装置是一个激光二极管芯片。
13.一个光电组件，其中安装有按照前面权利要求之一所述的光学装置。
14.一个按照权利要求13的光电组件，其中该组件包括：
一个具有用于围住所述光学装置的多个壁的外壳；
一个在所述外壳侧壁之一内用于将光纤插入该组件中的孔，和
一个与所述衬底和所述外壳耦合在一起的冷却器。
15.一个按照权利要求14所述的光电组件，其中所述冷却器是一个热电冷却器。
16.一种将光纤与光电装置光学耦合的方法，其中所述光纤具有一个纵轴并且包括一个尾部所述光电装置放在一个组件机壳中，其中该机壳的器壁中有一个孔，所述方法包括步骤：
固定该光纤尾部在长形支撑构件的表面上，以便使光纤的纵轴沿着该支撑构件伸长方向放置；
永久地在支撑构件表面上固定该光学纤维；
转动具有永久地固定光纤的支撑构件以便该光纤安置在支撑构件的底面上：
经由该组件机壳器壁中的孔轴向地加载该支撑构件，并且
使光纤对准光电装置并且粘贴它到定位位置中的组件上。
17.一种按照权利要求16的方法，其中以光耦合固定光纤与光电装置的步骤通过激光焊接方式实现。
18.按照权利要求16或者17的方法，其中永久地将光纤固定在支撑构件上的步骤通过焊接实现。
19.按照权利要求16到18任何权利要求的一种方法，在安置该光纤在长形支撑部件表面上以前，该方法进一步地包括步骤：将光纤插入具有一个穿孔的金属管中，以便留下从穿孔中伸出的光纤尾部，所述金属管适合于被安装在组件外壳壁的孔中，并且永久地固定该光纤在金属管的穿孔里。
20.按照权利要求19所述的方法，进一步地包括通过用于密封的密封剂固定该金属管到组件壁中的孔的步骤。
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