CN1530680A - 垂直腔面发射激光器的光收发一体模块 - Google Patents

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陈弘达
申荣铉
毛陆虹
吴荣汉
杜云
唐君
梁琨
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Abstract

本发明一种垂直腔面发射激光器的的光收发一体模块，包括：一用于集成发射和接收组件的高频印制电路板；一光发射组件，包括垂直腔面发射激光器及驱动电路，该垂直腔面发射激光器与驱动电路连接；一光接收组件，包括探测器及接收电路，该探测器与接收电路连接；该光发射组件和光接收组件固定在高频印制电路板上；该上述各部件封装在同一个管壳内，形成收发一体的光传输模块。

Description

垂直腔面发射激光器的光收发一体模块
技术领域
本发明涉及光通信用收发一体模块，更具体地说，是涉及垂直腔面发射激光器(VCSEL)的光收发一体模块。
背景技术
传统的光模块一般都根据光发射和光接收的功能不同设计成两个分离的模块，无法适应现代通信系统中双向数据传输的需求，因此人们设计出光收发一体模块，即将光发射和光接收单元集成在一个模块内，相比两个分离的光发射和光接收模块，结构紧凑合理，节省了加工成本，是实现低成本双向传输和光互连的理想方案。
目前生产的绝大多数光收发一体模块中，光源一般都采用边发射的激光器，而边发射激光器由于结构设计的复杂度决定了其高昂的成本，因此只适用于长距离的传输。近来随着人们对带宽需求的增加，光纤传输系统越来越多的应用在城域网甚至是局域网用户中，这其中大部分传输距离都在300m以内，因此我们想到用面发射激光器为光源，既能满足数据传输的需求，又能大幅度的降低成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种垂直腔面发射激光器的光收发一体模块，其是应用于甚短距离(300米以内)传输的光收发一体模块，发射部分采用具有良好的性价比的垂直腔面发射激光器为光源，接收部分采用的是PIN探测器，发射部分和接收部分再统一封装，从而实现低成本、高带宽的光传输系统。
本发明一种垂直腔面发射激光器的的光收发一体模块，其特征在于，包括：
一用于集成发射和接收组件的高频印制电路板；
一光发射组件，包括垂直腔面发射激光器及驱动电路，该垂直腔面发射激光器与驱动电路连接；
一光接收组件，包括探测器及接收电路，该探测器与接收电路连接；
该光发射组件和光接收组件固定在高频印制电路板上；
该上述各部件封装在同一个管壳内，形成收发一体的光传输模块。
其中的光发射组件里的光源采用的是波长为850nm的垂直腔面发射激光器，该激光器是用金属有机化学汽相沉积方法生长的，激光器的出光孔直径为5μm，其电极的尺寸为100×80μm2。
其中的垂直腔面发射激光器、PIN探测器、激光器驱动电路、探测器接收电路先分别封装，再将对应的引脚焊接集成在同一块高频印制电路板上。
其中的发射组件，接收组件集成后采用SIP9结构的可阀合金管壳统一封装，在管壳上的两个定位销用来实现安装时的定位，1×9的插针电接口用来实现与外部进行电信号交换。
其中所述模块的激光器的管芯与探测器的管芯的输出/输入端口均按照标准的FC型光纤连接插头结构设计，激光器，探测器均通过有源对准技术直接与多模光纤耦合。
附图说明
为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明于后，其中：
图1所示的是本发明实施例的内部结构示意图；
图2所示的是本发明实施例的外形结构示意图。
具体实施方式
现在参考图1，本发明垂直腔面发射激光器的光收发一体模块，包括：
一用于集成发射和接收组件的高频印制电路板104；
一光发射组件，包括垂直腔面发射激光器101及驱动电路108，该垂直腔面发射激光器101与驱动电路108连接；
一光接收组件，包括探测器105及接收电路106，该探测器105与接收电路106连接；
该光发射组件和光接收组件固定在高频印制电路板104上；
该上述各部件封装在同一个管壳201内，形成收发一体的光传输模块。
模块与外部通过印制板上面的1×9的插针状电接口107来实现电信号的输入/输出。发射时，输入的数据信号为低压差分信号(LVDS)，经过高频印制电路板104上的传输线到达驱动电路108，由于VCSEL工作需要的阈值电压高于电路板的输入信号电压，所以驱动电路106的功能是将低压差分信号转换为较高的电流信号注入到垂直腔面发射激光器电极，激光器101激射发光之后，通过FC型连接器插头结构102直接耦合进入多模光纤103里。接收时，探测器105将接收到的光信号转换为电信号，然后由接收电路106中的前置放大电路和主放大电路以及信号处理电路，将光信号还原成初始的电信号。
图2所示为本发明实施例的外形结构示意图。发射组件和接收组件都采用同一个SIP9型管壳201进行封装，发射端口为203，接收端口为204，管壳201上的两个定位销202用来在安装的时候准确定位，SIP9上面的1×9的插针结构205是用来完成数据信号的输入/输出。
本发明的最大特点是光源用垂直腔面发射激光器取代了传统的边发射激光器，大大降低了生产成本，同时减小了封装后的体积，因此非常适合应用于甚短距离(300米内)的光纤传输系统。
我们已经描述了本发明的特殊实施例，对于熟悉本领域的人可以做进一步的修改和改进。我们有理由认为，本发明不仅仅限于所描述的特殊形式。凡是本领域的技术人员看过本发明说明书后，所能想到的其它不超出本发明思路和范围的所有修改情形，都应看成是在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1、一种垂直腔面发射激光器的的光收发一体模块，其特征在于，包括：
一用于集成发射和接收组件的高频印制电路板；
一光发射组件，包括垂直腔面发射激光器及驱动电路，该垂直腔面发射激光器与驱动电路连接；
一光接收组件，包括探测器及接收电路，该探测器与接收电路连接；
该光发射组件和光接收组件固定在高频印制电路板上；
该上述各部件封装在同一个管壳内，形成收发一体的光传输模块。
2、根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器的光收发一体模块，其特征在于，其中的光发射组件里的光源采用的是波长为850nm的垂直腔面发射激光器，该激光器是用金属有机化学汽相沉积方法生长的，激光器的出光孔直径为5μm，其电极的尺寸为100×80μm2。
3、根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器的光收发一体模块，其特征在于，其中的垂直腔面发射激光器、PIN探测器、激光器驱动电路、探测器接收电路先分别封装，再将对应的引脚焊接集成在同一块高频印制电路板上。
4、根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器的光收发一体模块，其特征在于，其中的发射组件，接收组件集成后采用SIP9结构的可阀合金管壳统一封装，在管壳上的两个定位销用来实现安装时的定位，1×9的插针电接口用来实现与外部进行电信号交换。
5、根据权利要求1所述的垂直腔面发射激光器的光收发一体模块，其特征在于，其中所述模块的激光器的管芯与探测器的管芯的输出/输入端口均按照标准的FC型光纤连接插头结构设计，激光器，探测器均通过有源对准技术直接与多模光纤耦合。
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