CN2560166Y - 光电集成通信模块 - Google Patents

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Abstract

一种光电集成通信模块，包括基板、光纤，所述光纤装在所述基板上，其特征是：在所述基板上蚀刻V型槽，将所述光纤定位并用胶或焊接固定在所述V形槽中，并在所述的基板上固定有半导体激光器和/或光电探测器的裸芯片以及在光路上装有匹配液、聚焦球。本实用新型结构紧凑体积小，元器件的安装调试对准容易，减少了主动耦合的难度，耦合效率高，提高光电通信模块的可靠性并降低了成本。

Description

光电集成通信模块
技术领域
本实用新型涉及一种通信用工具，特别是一种光电集成通信模块。
背景技术
随着社会的不断进步和发展，通信技术广泛地应用在各个技术领域和人们生活中，通信技术中，用光电元器件组成集成模块来进行传输工作中的发射和接收，已得到很大发展。但现有的光电集成通信模块的各元器件的配置不够集中，体积过大，光电元器件安装时对准较困难，致使光电器件的生产效率较低，成本较高。
本实用新型的内容
本实用新型的目的是提供一种光电集成通信模块，其结构紧凑体积小，元器件的安装调试对准较容易，减少主动耦合的难度，从而降低了光电通信模块的成本。
本实用新型的内容是按如下技术方案实现的。本实用新型为一种光电集成通信模块，包括基板、光纤，所述光纤装在所述基板上，其特征是：
在所述基板上蚀刻V型槽，将所述光纤定位并用胶或焊接固定在所述V形槽中，并在所述的基板上固定有半导体激光器和/或光电探测器的裸芯片。在所述模块的光路上装有折射率匹配液。在所述模块的光路上装有聚焦球或提高耦合效率，或用在高速如10Gb/s的模块上。在所述基板上还可进一步装有激光器的驱动芯片和/或信号处理前置放大芯片以进一步地混合集成，提高产品的综合性能，在高度混合集成中，所述基板可为分体的，由不同的元器件集成在各自的基板上，各基板安装在主基板上。所述基板或/和主基板的材料为硅、陶瓷、玻璃、PCB板材中的一种。所述光纤为单模或多模光纤。所述V形槽可为单个或多个。
本实用新型光电集成模块是在一块硅片片或其他可以精确刻蚀V型槽的材料上，把光纤，半导体激光器裸芯片，光电探测器裸芯片，其他驱动与信号处理裸芯片等高密度集成起来，其中光纤固定放在V型槽上，通过结构设计，可以把半导体激光器发出来的光耦合到V型槽的光纤上，或者把从光纤上出来的光耦合到光电探测器上，这样可以实现光电器件的被动耦合或者减少主动耦合的难度，提高耦合的一致性。此种结构不限于半导体激光器或光电探测器的高度集成，还可以实现光无源器件与有源器件的混合集成。
综上所述，本实用新型采用V形槽定位，采用聚光球、匹配液、反射槽、分体基板，并将多个其它元器件如激光器的驱动芯片、信号处理前置放大芯片等集成到一起，使模块达到体积小、成本低、功能强、耦合效率高的目的。
附图说明
图1为本实用新型的发射模块的结构示意图，
图2为图1中的有匹配液的模块示意图，
图3为本实用新型的接收模块的结构示意图，
图4为图3中装有匹配液的模块示意图，
图5为使用聚集球的本实用新型发射模块示意图，
图6为将激光器的驱动芯片集成在基板上的发射模块示意图，
图7为将前置放大器集成在基板上的接收模块示意图，
图8为分体基板的发射模块示意图。
图中代号1基板            1A V形槽             2激光探测器3激光器          4光纤                5匹配液6胶或焊点        7聚焦球              8镀膜9激光器驱动芯片  10主基板             11、12分体基板13前置信号放大器
实施例
如图1、2，本实用新型集成通信模块包括基板1、光纤4，光纤4装在基板1上。在基板1上蚀刻一V形槽1A，以将光纤4定位并用胶6或焊接固定在V形槽1A中，并在基板1上固定有半导体激光器3和激光探测器2的裸芯片。在模块的光路上装有折射率匹配液5。图1中，图1-2为图1-1的K向视图，图1-3为图1-1的A-A剖视图。
在基板上通过半导体的蚀刻工艺或机械加工出V型槽1A，将V型槽的宽度进行精确加工，这样放在V型槽1A里的光纤4(125UM)的中心的位置就能精确定位，激光器芯片3可以焊接在设计的平台上，通过结构的设计，我们可以使得光纤的中心与激光器的出光面的中心精确对准，这样实现激光器与光纤的被动耦合；激光器的探测器2为背向光探测器，背向光探测器可以为两种，一种为边探测器，一种为面探测器，对于两种探测器可以采用两种不同的结构，对于面探测器，在硅基板的设计中我们可以采用V型槽的一个斜面作为反射镜，线L为光线路径标识，如图1。
对于边探测器，背向光探测器2可以直接放在激光器3的后面，从激光器3后面出来的余光直接由背向光探测器接收。
在激光器芯片3与光探测器2在设计的位置上焊接好后，把光纤4用微调夹具放置在硅基板1的V型槽1A中，并用紫外固化胶或热固化胶6或焊接把光纤4固定在硅基板1上。在光纤4与激光器芯片3和探测器2的光路上，涂上折射率匹配液5，此折射率匹配液5为光透明材料，可以大大提高光纤4与激光器芯片3的耦合效率。如图2为有匹配液的模块示意图，这样封装出来的激光器只有1.5mm×1.0mm左右，实现了光电器件的微型封装，并且把光电器件封装中最难的耦合工艺最大限度的进行了简化。
如图3、4，其中图3-2为图3-1中的J向视图，在接收模块中，光探测器2的光敏面朝下，光纤4放在基板1的V型槽1A上，入射光通过V型槽的自然解理面的镀金层反射进入探测器2的光敏面，在光纤4放在适当位置时，用胶6或焊接把光纤4固定在V型槽1A上。并涂上匹配液5。
如图5，在模块的光路上装有聚焦球7，在基板1上精确地加工一个V型槽1A来固定聚焦球7，这样我们可以不用匹配液，用聚焦球7把激光器3出来的光聚焦光纤上，这样可以提高耦合效率。在一些用于电信领域的光电产品，可以采用这种结构，内置在气密封装的外壳里。
如图6、7，在基板1上还装有激光器3的驱动芯片9和信号处理前置放大芯片13。其中，图6-3为图6-1、图6-2的N向视图。图7-3为图7-1、图7-2中的P向视图。在这里把激光器的驱动芯片9(IC(DIE))集成上去，以提高频响特性与集成度。在图7中，把信号前置放大器13集成在基板上，前置放大器13与探测器装配在一起，可以提高器件的整体性能。
在大功率激光器的装配中把驱动芯片所在的基板与激光器所在的基板分开。如图8，基板11、12为分体的，由不同的元器件2、4集成在各自的分基板11、12上，各分基板11、12安装在主基板10上。上述的基板1、分体基板11、12或/和主基板10的材料可为硅、陶瓷、玻璃、PCB板材中的一种。光纤4可为单模或多模光纤。V形槽1A可做成多个。

Claims (8)

1、一种光电集成通信模块，包括基板、光纤，所述光纤装在所述基板上，其特征是：
在所述基板上蚀刻V型槽，将所述光纤定位并用胶或焊接固定在所述V形槽中，并在所述的基板上固定有半导体激光器和/或光电探测器的裸芯片。
2、根据权利要求1所述的光电集成通信模块，其特征是：在所述模块的光路上装有折射率匹配液。
3、根据权利要求1所述的光电集成通信模块，其特征是：在所述模块的光路上装有聚焦球。
4、根据权利要求1所述的光电集成通信模块，其特征是：在所述基板上还装有激光器的驱动芯片和/或信号处理前置放大芯片。
5、根据权利要求1所述的光电集成通信模块，其特征是：所述基板为分体的，由不同的元器件集成在各自的基板上，各基板安装在主基板上。
6、根据权利要求1或5所述的光电集成通信模块，其特征是：所述基板或/和主基板的材料为硅、陶瓷、玻璃、PCB板材中的一种。
7、根据权利要求1所述的光电集成通信模块，其特征是：所述光纤为单模或多模光纤。
8、根据权利要求1所述的光电集成通信模块，其特征是：所述V形槽为单个或多个。
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