CN220553017U - 一种双发光组件及一种光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种双发光组件及一种光模块，该双发光组件至少包括壳体、半导体制冷器、第一波长COC基板、第二波长COC基板、第一激光器芯片、第二激光器芯片、第一透镜、第二透镜及合波器，其中：第一激光器芯片设置于第一波长COC基板，第二激光器芯片设置于第二波长COC基板；半导体制冷器包括一个下基板和分立设置的第一上基板、第二上基板；下基板固定于壳体；第一波长COC基板、第一透镜设置于第一上基板上，第二波长COC基板、第二透镜设置于第二上基板上。本双发光组件能分别对第一激光器芯片、第二激光器芯片的温度进行控制，且便于耦合第一透镜、第二透镜的高度，能保证双发光组件的性能。

Description

一种双发光组件及一种光模块

技术领域

本实用新型涉及光器件技术领域，特别涉及一种双发光组件及一种光模块。

背景技术

光发射组件主要用于将电信号转化成光信号(E/O转换)，一般包括半导体致冷器、透镜、COC基板(Chip on Carrier，可承载芯片的基板，可以为氮化铝等材料)、激光器芯片(LD芯片)、光探测器芯片(MPD芯片)等器件。对于应用于不同通信场景而采用BOX封装的双激光器芯片的双发光组件，现有产品结构一般是两激光芯片、透镜、光探测器芯片(MPD芯片)等器件直接设置在一个半导体致冷器上。

实用新型内容

在实际应用中，发明人发现现有双发光组件还存在性能不佳的情况，因此有必要研发出工作性能更好的双发光组件。本实用新型提出的技术方案如下：

一种双发光组件，至少包括壳体、半导体制冷器、第一波长COC基板、第二波长COC基板、第一激光器芯片、第二激光器芯片、第一透镜、第二透镜及合波器，其中：

所述第一激光器芯片设置于所述第一波长COC基板，所述第二激光器芯片设置于所述第二波长COC基板；

所述半导体制冷器包括一个下基板和分立设置的第一上基板、第二上基板，各上基板和下基板之间都设有热电粒子；

所述下基板固定于所述壳体；

所述第一波长COC基板、所述第一透镜设置于所述第一上基板上，所述第二波长COC基板、所述第二透镜设置于所述第二上基板上，所述合波器设置于所述第一上基板或所述第二上基板。

进一步的，所述壳体上设置有若干引脚，所述第一上基板上还设有转接电路块，所述第二波长COC基板通过金线与所述转接电路块连接，所述转接电路块还通过金线与所述引脚连接。

进一步的，所述壳体上设置有若干引脚，所述第一上基板上镀设有用于转接的电路线路，所述第二波长COC基板通过金线与所述电路线路连接，所述电路线路还通过金线与所述引脚连接。

进一步的，所述第一激光器芯片的工作频率所述大于第二激光器芯片，所述壳体上设置有高频调制引脚，所述第一波长COC基板上设置有所述第一高频调制焊盘，所述第一激光器芯片包括第二高频调制焊盘，所述第一高频调制焊盘与所述第二高频调制焊盘通过打线连接，所述第一高频调制焊盘与所述高频调制引脚电连接。

进一步的，所述第一高频调制焊盘与所述高频调制引脚通过多根金线连接。

进一步的，所述高频调制引脚为加宽结构，所述第一波长COC基板上还设置有电路转接基板，该电路转接基板的一端共晶焊接于所述第一高频调制焊盘，另一端共晶焊接于所述高频调制引脚。

进一步的，所述高频调制引脚为加宽结构，所述第一高频调制焊盘的侧面设有镀金，所述第一高频调制焊盘与所述高频调制引脚间共晶焊接。

进一步的，所述第一高频调制焊盘的侧面的镀金高度为所述第一波长COC基板的一半。

进一步的，所述双发光组件还包括第一支架、第二支架，所述第一透镜焊接于所述第一支架内部，所述第二透镜焊接于所述第二支架内部，所述第一支架、所述第二支架分别位于所述第一上基板和所述第二上基板上。

另一方面，本实用新型还公开了一种包含上述双发光组件的光模块。

基于上述技术方案，本发明较现有技术而言的有益效果为：

本双发光组件的半导体制冷器包括一个下基板和分立设置的第一上基板、第二上基板采用共用下基板，第一激光器芯片设置于第一波长COC基板，第二激光器芯片设置于第二波长COC基板，第一波长COC基板、第一透镜设置于第一上基板上，第二波长COC基板、第二透镜设置于第二上基板上。由于第一波长COC基板、第二波长COC基板是分别设置于第一上基板、第二上基板的，因此能分别对第一激光器芯片、第二激光器芯片的温度进行控制，以保证不同的激光器芯片均能处于最佳性能或者发射波长稳定性最好。而第一波长COC基板与第一透镜布置在第一上基板，第二波长COC基板与第二透镜布置在第二上基板，能保证第一透镜与第一波长COC基板之间、第二透镜与第二波长COC基板之间的高度一致性，便于耦合第一透镜、第二透镜的高度，保证双发光组件的性能。

附图说明

图1是本发明实施例中，一种双发光组件的立体结构示意图；

图2是本发明实施例中，一种双发光组件的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例中，一种双发光组件的侧面剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

结合图1至图3所示，一种双发光组件，至少包括壳体1、半导体制冷器2、第一波长COC基板31、第二波长COC基板32、第一激光器芯片311、第二激光器芯片321、第一透镜4、第二透镜4及一合波器5，其中：

第一激光器芯片311设置于第一波长COC基板31，第二激光器芯片321设置于第二波长COC基板32。半导体制冷器2包括一个下基板21和分立设置的第一上基板22、第二上基板23，各上基板和下基板21之间都设有热电粒子24。下基板21固定于壳体1。第一波长COC基板31、第一透镜4设置于第一上基板22上，第二波长COC基板32、第二透镜4设置于第二上基板23上，合波器5设置于第一上基板22或第二上基板23。

在本实施例中，第一波长COC基板31、第二波长COC基板32具有不同波长，其中第一波长COC基板31为高频COC基板。两波长COC光路通过第一透镜4、第二透镜4及一合波器5实现光路整形及合分波。可以理解的，实际的双发光组件还应该包括光探测器芯片等元件，但光探测器芯片等元件与本发明的发明点关联性不高，因此在本实施例中不做相关介绍。

本双发光组件的半导体制冷器2包括一个下基板21和分立设置的第一上基板22、第二上基板23采用共用下基板21，第一激光器芯片311设置于第一波长COC基板31，第二激光器芯片321设置于第二波长COC基板32，第一波长COC基板31、第一透镜4设置于第一上基板22上，第二波长COC基板32、第二透镜4设置于第二上基板23上。由于第一波长COC基板31、第二波长COC基板32是分别设置于第一上基板22、第二上基板23的，因此能分别对第一激光器芯片311、第二激光器芯片321的温度进行控制，以保证不同的激光器芯片均能处于最佳性能或者发射波长稳定性最好。

另外，透镜4的高度需求是根据对应的激光器芯片来确定的，如果COC基板和透镜4设置在不同部件上，那么它们之间的高度一致性很难保证(比如，存在不同部件物料本身高度偏差、贴装偏差等等问题)，若高度差不能保证，则透镜4相对于激光器芯片的高度位置就不保证，容易影响透镜4的耦合效果。而且，一般透镜4通过胶水与基板固定，如果已经存在了高度偏差，则需要多涂胶水以增加胶水厚度，弥补高度差。但固定透镜4的胶水厚度越厚，越容易吸收水汽，又会导致高度变化，最终依然会影响光路耦合的可靠性。在本发明实施例中，第一波长COC基板31与第一透镜4布置在第一上基板22，第二波长COC基板32与第二透镜4布置在第二上基板23，能保证第一透镜4与第一波长COC基板31之间、第二透镜4与第二波长COC基板32之间的高度一致性，便于耦合第一透镜4、第二透镜4的高度，保证双发光组件的性能。

在一些实施例中，优选的，双发光组件还包括第一支架、第二支架，第一透镜4焊接于第一支架内部，第二透镜4焊接于第二支架内部，第一支架、第二支架分别位于第一上基板22和第二上基板23上。可以通过第一支架、第二支架来调整第一透镜4、第二透镜4的高度位置，以期望降低胶水厚度，保证光路耦合的可靠性，提升保证双发光组件的性能。

实施例二

结合图1至图3所示，一种双发光组件，至少包括壳体1、半导体制冷器2、第一波长COC基板31、第二波长COC基板32、第一激光器芯片311、第二激光器芯片321、第一透镜4、第二透镜4及一合波器5，其中：

第一激光器芯片311设置于第一波长COC基板31，第二激光器芯片321设置于第二波长COC基板32。半导体制冷器2包括一个下基板21和分立设置的第一上基板22、第二上基板23，各上基板和下基板21之间都设有热电粒子。下基板21固定于壳体1。第一波长COC基板31、第一透镜4设置于第一上基板22上，第二波长COC基板32、第二透镜4设置于第二上基板23上，合波器5设置于第一上基板22或第二上基板23。

壳体1上设置有若干用于实现不同功能的引脚11，比如至少包括用于对高频激光器芯片进行调制的高频调制引脚11。第一上基板22上还设有转接电路块(图中未示出)，第二波长COC基板32通过金线与转接电路块连接，转接电路块还通过金线与引脚11连接。

由于第一波长COC基板31、第二波长COC基板32是分别设置于第一上基板22、第二上基板23的，因此能分别对第一激光器芯片311、第二激光器芯片321的温度进行控制，以保证不同的激光器芯片均能处于最佳性能或者发射波长稳定性最好。而第一波长COC基板31与第一透镜4布置在第一上基板22，第二波长COC基板32与第二透镜4布置在第二上基板23，能保证第一透镜4与第一波长COC基板31之间、第二透镜4与第二波长COC基板32之间的高度一致性，便于耦合第一透镜4、第二透镜4的高度，保证双发光组件的性能。

在另一些实施例中，由于转接电路块是一个物体，会从环境中吸收热量，相当于被动热负载，因此需要考虑无需引入转接电路块，以避免引入转接电路块这一被动热负载，保证控温效率和精准度。优选的，本实施例直接在第一上基板22上镀设有用于转接的电路线路，第二波长COC基板通过金线与电路线路连接，电路线路还通过金线与引脚11连接。因为电路线路本身在半导体制冷器2上，半导体制冷器2制冷时对其上的元件都是一样制冷的，所以半导体制冷器2的元部件越少越好，能降低能耗、减少物料、简化工序、提升控温效率。

实施例三

结合图1至图3所示，一种双发光组件，至少包括壳体1、半导体制冷器2、第一波长COC基板31、第二波长COC基板32、第一激光器芯片311、第二激光器芯片321、第一透镜4、第二透镜4及一合波器5，其中：

第一激光器芯片311设置于第一波长COC基板31，第二激光器芯片321设置于第二波长COC基板32。半导体制冷器2包括一个下基板21和分立设置的第一上基板22、第二上基板23，各上基板和下基板21之间都设有热电粒子。下基板21固定于壳体1。第一波长COC基板31、第一透镜4设置于第一上基板22上，第二波长COC基板32、第二透镜4设置于第二上基板23上，合波器5设置于第一上基板22或第二上基板23。

壳体1上设置有若干引脚11，第一上基板22上镀设有用于转接的电路线路，第二波长COC基板通过金线与电路线路连接，电路线路还通过金线与引脚11连接。

由于第一波长COC基板31、第二波长COC基板32是分别设置于第一上基板22、第二上基板23的，因此能分别对第一激光器芯片311、第二激光器芯片321的温度进行控制，以保证不同的激光器芯片均能处于最佳性能或者发射波长稳定性最好。而第一波长COC基板31与第一透镜4布置在第一上基板22，第二波长COC基板32与第二透镜4布置在第二上基板23，能保证第一透镜4与第一波长COC基板31之间、第二透镜4与第二波长COC基板32之间的高度一致性，便于耦合第一透镜4、第二透镜4的高度，保证双发光组件的性能。

在本实施例中，第一激光器芯片311的工作频率大于第二激光器芯片321即第一激光器芯片311为前文提到高频芯片，壳体1上设置有高频调制引脚11，第一波长COC基板31上设置有第一高频调制焊盘312，第一激光器芯片311包括第二高频调制焊盘312，第一高频调制焊盘312与第二高频调制焊盘312通过打线连接，第一高频调制焊盘312与高频调制引脚11电连接。

具体的，第一高频调制焊盘312与高频调制引脚11可以通过多根金线连接。但发明人发现，由于金线很细，连通面积很小，因此该双发光组件的高频性能一般不太好。在本实施例中，发明人将高频调制引脚11设置为加宽结构，在第一波长COC基板31上还设置电路转接基板6，该电路转接基板6的一端共晶焊接(或者导电胶粘接)于第一高频调制焊盘312，另一端共晶焊接(或者导电胶粘接)于高频调制引脚11。加宽的高频调制引脚11能对应支撑电路转接基板6并增加导通面积，该双发光组件的高频性能更好。

优选的，高频调制引脚11为加宽结构，第一高频调制焊盘312的侧面设有镀金，第一高频调制焊盘312与高频调制引脚11间通过焊料共晶焊接。即对第一高频调制焊盘312侧面进行镀金处理，第一高频调制焊盘312侧面镀金区与壳体1上对应的高频调制引脚11之间的间隙直接塞焊料，以实现第一高频调制焊盘312与高频调制引脚11间共晶焊接。本实施例无需使用电路转接基板6，更进一步提升电气连接性能，提升高频带宽。

由于第一波长COC基板31本身的厚度很薄，第一高频调制焊盘312侧面镀金的高度其实是镀金带的宽度，若镀金带的宽度窄了，则连接效果不好；如果镀金带宽度大了，则剩余的绝缘带就窄了，离半导体制冷器2的基板太近，可能存在与半导体制冷器2的基板的导通问题。综合上述因素，在本实施例中，第一高频调制焊盘312的侧面的镀金高度约为第一波长COC基板31的一半左右。

实施例四

本实用新型还公开了一种光模块，包括如实施例一至三任意一种双发光组件，还包括光接收组件等结构。本实施例的光模块能实现不同需求的精准控温、能提升透镜4的耦合效率及可靠性，提升了光模块的工作性能。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式级似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (10)

1.一种双发光组件，其特征在于，至少包括壳体、半导体制冷器、第一波长COC基板、第二波长COC基板、第一激光器芯片、第二激光器芯片、第一透镜、第二透镜及合波器，其中：

所述第一激光器芯片设置于所述第一波长COC基板，所述第二激光器芯片设置于所述第二波长COC基板；

所述半导体制冷器包括一个下基板和分立设置的第一上基板、第二上基板，各上基板和下基板之间都设有热电粒子；

所述下基板固定于所述壳体；

所述第一波长COC基板、所述第一透镜设置于所述第一上基板上，所述第二波长COC基板、所述第二透镜设置于所述第二上基板上，所述合波器设置于所述第一上基板或所述第二上基板。

2.如权利要求1所述的双发光组件，其特征在于，所述壳体上设置有若干引脚，所述第一上基板上还设有转接电路块，所述第二波长COC基板通过金线与所述转接电路块连接，所述转接电路块还通过金线与所述引脚连接。

3.如权利要求1所述的双发光组件，其特征在于，所述壳体上设置有若干引脚，所述第一上基板上镀设有用于转接的电路线路，所述第二波长COC基板通过金线与所述电路线路连接，所述电路线路还通过金线与所述引脚连接。

4.如权利要求2或3所述的双发光组件，其特征在于，所述第一激光器芯片的工作频率大于所述第二激光器芯片，所述壳体上设置有高频调制引脚，所述第一波长COC基板上设置有第一高频调制焊盘，所述第一激光器芯片包括第二高频调制焊盘，所述第一高频调制焊盘与所述第二高频调制焊盘通过打线连接，所述第一高频调制焊盘与所述高频调制引脚电连接。

5.如权利要求4所述的双发光组件，其特征在于，所述第一高频调制焊盘与所述高频调制引脚通过多根金线连接。

6.如权利要求4所述的双发光组件，其特征在于，所述高频调制引脚为加宽结构，所述第一波长COC基板上还设置有电路转接基板，该电路转接基板的一端共晶焊接于所述第一高频调制焊盘，另一端共晶焊接于所述高频调制引脚。

7.如权利要求4所述的双发光组件，其特征在于，所述高频调制引脚为加宽结构，所述第一高频调制焊盘的侧面设有镀金，所述第一高频调制焊盘与所述高频调制引脚间共晶焊接。

8.如权利要求7所述的双发光组件，其特征在于，所述第一高频调制焊盘的侧面的镀金高度为所述第一波长COC基板的一半。

9.如权利要求1至3任一所述的双发光组件，其特征在于，所述双发光组件还包括第一支架、第二支架，所述第一透镜焊接于所述第一支架内部，所述第二透镜焊接于所述第二支架内部，所述第一支架、所述第二支架分别位于所述第一上基板和所述第二上基板上。

10.一种光模块，其特征在于，包含权利要求1至9任一的双发光组件。