CN218213546U

CN218213546U - 一种tosa光器件

Info

Publication number: CN218213546U
Application number: CN202222379288.0U
Authority: CN
Inventors: 黄杰
Original assignee: Xunyun Electronic Technology Zhongshan Co ltd
Current assignee: Xunyun Electronic Technology Zhongshan Co ltd
Priority date: 2022-09-07
Filing date: 2022-09-07
Publication date: 2023-01-03
Anticipated expiration: 2032-09-07

Abstract

本实用新型涉及一种TOSA光器件，其包括：热电制冷器、多路复用器、准直透镜罩、聚焦透镜、激光器、气密封装的印刷电路板；所述热电制冷器、聚焦透镜以及多路复用器沿第一预定直线方向依次设置在所述印刷电路板上；所述激光器设置在所述热电制冷器的上方。本申请通过将所述热电制冷器、聚焦透镜以及多路复用器沿第一预定直线方向依次设置在所述印刷电路板上，使各部件不会聚集，从而实现对印刷电路板和激光器单独进行气密封装，无需对其他将不需要气密封装的部件进行气密封装，节省大部分物料成本。另外，本申请还通过热电制冷器的设置控制激光器的温度，使激光器在高强度工作时不会出现过热的情况。

Description

一种TOSA光器件

技术领域

本实用新型涉及一种TOSA光器件。

背景技术

目前，光收发器用于发送和接收用于各种应用的光信号，包括互联网数据中心、有线电视宽带和光纤到户(fiber to the home， FTTH)应用等。光收发器包括光发射组件(transmitteroptical subassemblies，TOSA)，先前的TOSA或者BOX 把所有的光芯片全部封装在TO-CAN或者BOX内部，而BOX的壳体成本非常高，并且采用BOX的壳体实现气密封装占了绝大部分的成本，从而使得整个光发射组件的成本偏高。另外，传输距离较长的激光器容易发热，这导致激光器的损坏率较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种能够实现对印刷电路板和光发射芯片阵列单独进行气密封装，无需对其他将不需要气密封装的部件进行气密封装，节省大部分物料成本的TOSA光器件。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种TOSA光器件，其包括：热电制冷器、多路复用器、准直透镜罩、聚焦透镜、激光器、气密封装的印刷电路板；所述热电制冷器、聚焦透镜以及多路复用器沿第一预定直线方向依次设置在所述印刷电路板上；所述激光器设置在所述热电制冷器的上方；所述热电制冷器包括冷面和热面；所述冷面贴于所述激光器，当多个所述激光器的工作温度高于设定温度时，所述热电制冷器为所述激光器制冷；当所述激光器的工作温度低于设定温度时，所述热电制冷器为所述激光器制热；

所述准直透镜罩设在所述激光器和热电制冷器的外侧；所述激光器输出的光束依次入射所述准直透镜罩和聚焦透镜后汇聚至所述多路复用器。

可选的，还包括：用于监控所述激光器发热功率的背光探测器阵列；所述背光探测器阵列设置在所述热电制冷器上并位于所述准直透镜罩内；所述激光器的背光的发散光光斑打在所述背光探测器阵列的光敏面上。

可选的，所述激光器的数量为多个；多个激光器沿第二预定直线方向延伸；所述背光探测器阵列包括：多个沿第三预定直线方向延伸的探测器；多个所述激光器与多个所述探测器一一对应设置。

可选的，所述第二预定直线方向与所述第三预定直线方向相平行设置；所述第一预定直线方向分别与所述第二预定直线方向和第三预定直线方向相垂直。

可选的，所述准直透镜罩包括：罩体和准直透镜；所述罩体具有第一安装口和第二安装口；所述第一安装口的边缘与所述印刷电路板连接；所述准直透镜设置在所述第二安装口上；所述准直透镜朝向所述聚焦透镜。

可选的，所述罩体呈长方体状。

可选的，所述探测器和所述激光器贴装在所述印刷电路板上。

可选的，所述多路复用器气密性封装于所述印刷电路板上。

可选的，所述罩体气密性封装于所述印刷电路板上。

可选的，还包括：垫块；所述垫块设置在所述印刷电路板和多路复用器之间。

本实用新型实施例一种TOSA光器件与现有技术相比，其有益效果在于：

本申请通过将所述热电制冷器、聚焦透镜以及多路复用器沿第一预定直线方向依次设置在所述印刷电路板上，使各部件不会聚集，从而实现对印刷电路板和激光器单独进行气密封装，无需对其他将不需要气密封装的部件进行气密封装，节省大部分物料成本。另外，本申请还通过热电制冷器的设置控制激光器的温度，使激光器在高强度工作时不会出现过热的情况。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的爆炸示意图。

图中，1、热电制冷器；2、多路复用器；3、准直透镜罩；31、罩体；32、准直透镜；4、聚焦透镜；5、激光器；6、印刷电路板；7、背光探测器阵列；8、垫块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而改变。所以，不应将这些或其他方位用于理解为限制性用语。

应注意，术语“包括”并不排除其他要素或步骤，并且“一”或“一个”并不排除复数。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。

另外还应当理解的是，本文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

如图1所示，本实用新型实施例优选实施例的一种TOSA光器件，其包括：热电制冷器1(TEC，Thermal Electric Cooler)、多路复用器2、准直透镜罩3、聚焦透镜4、激光器5、气密封装的印刷电路板6。所述热电制冷器1、聚焦透镜4以及多路复用器2沿第一预定直线方向依次设置在所述印刷电路板6上。所述激光器5设置在所述热电制冷器1的上方。

所述热电制冷器1包括冷面和热面。所述冷面贴于所述激光器5，当多个所述激光器5的工作温度高于设定温度时，所述热电制冷器1 为所述激光器5制冷。当所述激光器5的工作温度低于设定温度时，所述热电制冷器1为所述激光器5制热，也即是，热电制冷器1的作用为控制激光器5的温度。所述准直透镜罩3设在所述激光器5和热电制冷器1的外侧。所述激光器5输出的光束依次入射所述准直透镜罩3和聚焦透镜4后汇聚至所述多路复用器2。

基于上述结构，本申请相较以往光发射组件 (transmitteropticalsubassemblies，TOSA)和光接收组件 (receiver optical subassemblies，ROSA)，本申请通过将激光器5单独设置，使激光器5能够单独通过准直透镜罩3气密封装，并且本申请将准直透镜功能集合在用于气密封装的准直透镜罩3中，既能实现对激光器5的气密封装功能，又能够实现将激光器5输出的光束变为平行光束的功能。并且本申请还单独将印刷电路板6进行气密封装，相较全部器件气密封装来说，本申请通过将所述热电制冷器1、聚焦透镜4以及多路复用器2沿第一预定直线方向依次设置在所述印刷电路板6上，使各部件不会聚集，从而实现对印刷电路板6和激光器5单独进行气密封装，节省大部分物料成本。另外，本申请基于传输距离较长的激光器，本申请将激光器5与热电制冷器1相贴合，从而达到通过控制热电制冷器1进而控制激光器5温度的效果。

本申请的激光器5和热电制冷器1单独气密封装在准直透镜罩3 内。

其中，准直透镜罩3用于将激光器5输出的光束变为平行光束，平行光束经聚焦透镜4汇聚成一点。

在上述实施例中，由于激光器5可直接与印刷电路板6连接，可大大降低链路信号的损耗，从而保证光模块优良的信号性能。

一种可能的实施例中，本实用新型实施例还包括：用于监控所述激光器发热功率的背光探测器阵列7。所述背光探测器阵列7设置在所述印刷电路板6上并位于所述准直透镜罩3内。所述光发射芯片的背光的发散光光斑打在所述背光探测器阵列7的光敏面上。光探测器用于检测激光器5发出或接收的激光，并可以检测激光输出的相应电信号，通过设置背光探测器阵列7，可以实时获取激光器5的工作参数，从而实现对激光器5的实时监测。

进一步地，所述激光器5的数量为多个：多个激光器5沿第二预定直线方向延伸。所述背光探测器阵列7包括：多个沿第三预定直线方向延伸的探测器。多个所述激光器5与多个所述探测器一一对应设置。

本申请的激光器5和探测器均气密封装在准直透镜罩3内。

进一步地，所述第二预定直线方向与所述第三预定直线方向相平行设置。所述第一预定直线方向分别与所述第二预定直线方向和第三预定直线方向相垂直。

一种可能的实施例中，所述准直透镜罩3包括：罩体31和准直透镜32。所述罩体31具有第一安装口和第二安装口。所述第一安装口的边缘与所述印刷电路板6连接，也即是，本申请的罩体31倒装在印刷电路板6上。所述准直透镜32设置在所述第二安装口上，所述准直透镜32朝向所述聚焦透镜4，本申请的罩体31呈长方体状，其能够实现保护探测器和激光器5的作用。本申请将完成贴装的印刷电路板6和罩体31完全烘烤去掉水分和氧分子。

进一步地，所述罩体31呈方形体状。

进一步地，所述探测器和所述激光器5贴装在所述印刷电路板6 上。

进一步地，所述多路复用器2气密性封装于所述印刷电路板6上。

进一步地，所述罩体31气密性封装于所述印刷电路板6上。

本申请中的激光器5设置在热电制冷器1上，因此激光器5存在一定的高度，为了适配热电制冷器1的高度，本申请还包括：垫块8。所述垫块8设置在所述印刷电路板6和多路复用器2之间，以使垫块8 和激光器5处于同一平面上。

进一步地，所述激光器5为四分之一波长相移光栅的分布反馈制激光器5，本申请的激光器5。在该实施方案中，激光器5芯片出光效率大于0.15mW/mA。

本申请的TOSA光器件的制作流程为：1、将激光器5及背光探测器阵列7贴装在印刷电路板6上；2、将完成贴装的印刷电路板6及准直透镜罩3完全烘烤去掉水汽及氧分子；3、将准直透镜罩3通过气密封装贴装于激光器5和背光探测器阵列7的印刷电路板6上；4、将多路复用器2贴装在完成气密封装的印刷电路板6上；5、将聚焦透镜4 耦合在多路复用器2和准直透镜罩3之间完成封装。

综上，本实用新型实施例提供一种TOSA光器件，本申请通过将所述热电制冷器1、聚焦透镜4以及多路复用器2沿第一预定直线方向依次设置在所述印刷电路板6上，使各部件不会聚集，从而实现对印刷电路板6和激光器5单独进行气密封装，无需对其他将不需要气密封装的部件进行气密封装，节省大部分物料成本。另外，本申请还通过热电制冷器1的设置控制激光器的温度，使激光器在高强度工作时不会出现过热的情况。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种TOSA光器件，其特征在于，包括：热电制冷器、多路复用器、准直透镜罩、聚焦透镜、激光器、气密封装的印刷电路板；所述热电制冷器、聚焦透镜以及多路复用器沿第一预定直线方向依次设置在所述印刷电路板上；所述激光器设置在所述热电制冷器的上方；所述热电制冷器包括冷面和热面；所述冷面贴于所述激光器，当多个所述激光器的工作温度高于设定温度时，所述热电制冷器为所述激光器制冷；当所述激光器的工作温度低于设定温度时，所述热电制冷器为所述激光器制热；

2.根据权利要求1所述的TOSA光器件，其特征在于，还包括：用于监控所述激光器发热功率的背光探测器阵列；所述背光探测器阵列设置在所述热电制冷器上并位于所述准直透镜罩内；所述激光器的背光的发散光光斑打在所述背光探测器阵列的光敏面上。

3.根据权利要求2所述的TOSA光器件，其特征在于，所述激光器的数量为多个；多个激光器沿第二预定直线方向延伸；所述背光探测器阵列包括：多个沿第三预定直线方向延伸的探测器；多个所述激光器与多个所述探测器一一对应设置。

4.根据权利要求3所述的TOSA光器件，其特征在于，所述第二预定直线方向与所述第三预定直线方向相平行设置；所述第一预定直线方向分别与所述第二预定直线方向和第三预定直线方向相垂直。

5.根据权利要求1所述的TOSA光器件，其特征在于，所述准直透镜罩包括：罩体和准直透镜；所述罩体具有第一安装口和第二安装口；所述第一安装口的边缘与所述印刷电路板连接；所述准直透镜设置在所述第二安装口上；所述准直透镜朝向所述聚焦透镜。

6.根据权利要求5所述的TOSA光器件，其特征在于，所述罩体呈长方体状。

7.根据权利要求3所述的TOSA光器件，其特征在于，所述探测器和所述激光器贴装在所述印刷电路板上。

8.根据权利要求1所述的TOSA光器件，其特征在于，所述多路复用器气密性封装于所述印刷电路板上。

9.根据权利要求5所述的TOSA光器件，其特征在于，所述罩体气密性封装于所述印刷电路板上。

10.根据权利要求1所述的TOSA光器件，其特征在于，还包括：垫块；所述垫块设置在所述印刷电路板和多路复用器之间。