CN202586075U - 一种高速同轴封装致冷型激光器组件 - Google Patents

一种高速同轴封装致冷型激光器组件 Download PDF

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朱宁宁
张胜利
刘恭志
梁泽
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Abstract

本实用新型提供一种高速同轴封装激光器组件，包括：一第一TO管座；一多个管脚形成的管脚组，该管脚组内设有一RF信号管脚，位于所述第一TO管座上表面还设有一第二TO管座，该第二TO管座底部设有沉降孔与所述第一TO管座密封连接固定，所述沉降孔顶部设有与管脚组相对应的多个孔使管脚组自第一TO管座下表面穿透至第二TO管座上表面伸出；所述第二TO管座上表面贴装一制冷器，高速激光器芯片安装于该制冷器制冷面的载体上。上述结构中的高速同轴封装激光器组件，是在现有可伐合金（KOVAR）材料第一TO管座上表面增加了一散热效率较高的第二TO管座，增强制冷器热端到第一TO管座表面的散热，使高速激光器芯片更有效地散热以便稳定工作。

Description

一种高速同轴封装致冷型激光器组件
技术领域
本实用新型涉及一种TO-Can（Transistor Outline Can）同轴封装致冷型激光器组件，尤其涉及一种高速同轴封装致冷型激光器组件。
背景技术
随着数据通信要求的提高，对同轴封装致冷型激光器组件提出了更高的要求，同轴封装致冷型激光器组件包括：一TO管座包括上、下两表面；多个管脚自TO管座下表面穿透至上表面；一贴装在TO管座上表面的制冷器TEC（Thermo Electric Cooler）；一与制冷器TEC制冷表面相接触的载体以及该载体上表面的一激光器芯片；一光功率监视光电二极管；一匹配激光器芯片的滤波电容；一用于实时反应致冷器TEC温度的热敏电阻和一用于气密封装的管帽，管帽上设有光窗。正常工作时，激光器芯片发出的光透过管帽上光窗耦合到光纤端面向外输出。激光器芯片温度过高时，波长可能会发生漂移，而激光器芯片只有在某一波长下才能正常工作。另外，同轴封装致冷型激光器组件对低功耗、高速率的要求也越来越高。所以，激光器芯片产生的热量只有有效及时导出，才能保证激光器组件的正常工作。现有技术同轴封装致冷型激光器组件，激光器芯片产生的热量首先传递到激光器芯片载体上，载体将热量传输到致冷器TEC冷端，致冷器TEC工作调节冷端温度，调节后，热量从致冷器TEC热端传递到TO管座的上表面，再经TO管座传递到光模块底座上。以上热量传递路径中，各传热器件本身的热阻，以及各个材料间的接触热阻的总和为激光器芯片到光模块底座的热阻，该热阻的大小直接影响激光器芯片产生的热量能否有效的导出，从而影响到光器芯片的正常工作。
发明内容
为克服以上缺点，本实用新型提供一种高速同轴封装致冷型激光器组件，其散热效率高，热阻小。
为达到以上发明目的，本实用新型提供一种高速同轴封装激光器组件，包括：一第一TO管座；一多个管脚形成的管脚组，该管脚组内设有一RF信号管脚，位于所述第一TO管座上表面还设有一第二TO管座，该第二TO管座底部设有沉降孔与所述第一TO管座密封连接固定，所述沉降孔顶部设有与管脚组相对应的多个孔使管脚组自第一TO管座下表面穿透至第二TO管座上表面伸出；所述第二TO管座上表面贴装一制冷器，高速激光器芯片安装于该制冷器制冷面的载体上。
所述第二TO管座的外部轮廓表面设有直平面用于向模块底座散热。
所述RF信号管脚穿过第一TO管座的管脚孔时以玻璃为填充介质同轴密封；穿过第二TO管座的管脚孔时以空气为介质同轴密封。
上述结构中的高速同轴封装激光器组件，是在现有可伐合金（KOVAR）材料第一TO管座上表面增加了一散热效率较高的第二TO管座，在散热方面，减小了制冷器的热端到原有第一TO管座表面的热阻，增强制冷器热端到第一TO管座表面的散热，使高速激光器芯片更有效地散热以便稳定工作。第一TO管座与第二TO管座，通过焊接等方式封接在一起，保证两层TO管座间的气密性。这样，第一TO管座与模块底座之间的热阻就会大大地减小。同时，该结构组件的第二TO管座与模块接触面为直平面，比传统的圆弧形接触面增大了散热面，改善其TO管座的散热，从而提高了散热效率，降低了热阻。
附图说明
图1表示本实用新型高速同轴封装激光器组件结构示意图；
图2表示图1所示高速同轴封装激光器组件爆炸结构示意图；
图3表示图1所示高速同轴封装激光器组件装配结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型最佳实施例。
如图1、如图2和图3所示，包括：一第一TO管座100；一多个管脚形成的管脚组200，该管脚组内设有一RF信号管脚，位于第一TO管座100上表面还设有一第二TO管座300，其材料为高导热材料，比如SPC,铜等，该第二TO管座底部设有沉降孔310与第一TO管座100密封连接固定，沉降孔310顶部设有与管脚组200相对应的多个孔使管脚组200自第一TO管座100下表面穿透至第二TO管座300上表面伸出，第二TO管座300的外部轮廓表面设有直平面320用于向模块底座散热。第二TO管座300上表面贴装一制冷器400，高速激光器芯片500安装于该制冷器制冷面的载体600上。在实际工作中，高速激光器芯片500工作产生热量，热量传递到激光器载体600，激光器载体600将热量传递到制冷器400的冷端即上端面。同时，电路中的热敏电阻监控高速激光器芯片500的温度，使制冷器400开始工作或者是工作电流增大，将制冷器400冷端的热量传递致下表面，热量传递到第二TO管座300，第二TO管座300再将热量传递到其外部轮廓以及第一TO管座100，最终将热量传递到TO管座外。保证高速激光器芯片500在设定的温度范围内工作。RF信号管脚穿过第一TO管座100的管脚孔时以玻璃为填充介质同轴密封，穿过第二TO管座300的管脚孔时以空气为介质同轴密封，在设计中，调节RF信号管脚的直径，长度等参数达到阻抗匹配，实现RF信号的高速传输。

Claims (3)

1.一种高速同轴封装激光器组件，包括：一第一TO管座（100）；一多个管脚形成的管脚组（200），该管脚组内设有一RF信号管脚，其特征在于，位于所述第一TO管座（100）上表面还设有一第二TO管座（300），该第二TO管座底部设有沉降孔（310）与所述第一TO管座（100）密封连接固定，所述沉降孔（310）顶部设有与管脚组（200）相对应的多个孔使管脚组（200）自第一TO管座（100）下表面穿透至第二TO管座（300）上表面伸出；所述第二TO管座（300）上表面贴装一制冷器（400），高速激光器芯片（500）安装于该制冷器制冷面的载体（600）上。
2.根据权利要求1所述的高速同轴封装激光器组件，其特征在于，所述第二TO管座（300）的外部轮廓表面设有直平面（320）用于向模块底座散热。
3.根据权利要求1或2所述的高速同轴封装激光器组件，其特征在于，所述RF信号管脚穿过第一TO管座（100）的管脚孔时以玻璃为填充介质同轴密封；穿过第二TO管座（300）的管脚孔时以空气为介质同轴密封。
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