DE102012223460B4

DE102012223460B4 - Eine modifizierte Transistor Kontur Gehäuse Baueinheit zur Verwendung in optischen Kommunikationen

Info

Publication number: DE102012223460B4
Application number: DE102012223460.8A
Authority: DE
Inventors: Laurence R. McColloch; Michael K. Barnoski; Robert R. Vallance; Shuhe LI; King-Fu Hii
Original assignee: Nanoprecision Products Inc N D Ges D Staates Delaware; Nanoprecision Products Inc ND Ges D Staates Delaware
Current assignee: Nanoprecision Products Inc
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2021-07-22
Anticipated expiration: 2032-12-18
Also published as: DE102012223460A1; US20130155642A1; US20150192747A1; US9011025B2; JP2013127620A; JP6046475B2; US9400360B2

Abstract

Modifizierte Transistor Kontur (TO) Gehäuse Baueinheit (10), umfassend:ein Kopfteil (13), welches zumindest eine obere Oberfläche (13a) und eine untere Oberfläche (13b) hat, wobei die untere Oberfläche (13b) des Kopfteils (13) zu der unteren Oberfläche (13b) der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10) korrespondiert,eine optische Unter-Baueinheit, welche auf der oberen Oberfläche (13a) des Kopfteils (13) angeordnet ist, wobei die optische Unter-Baueinheit zumindest eine optoelektronische Vorrichtung (21) enthält,eine Manschette (31), welche zumindest eine obere Oberfläche (31a), eine untere Oberfläche (31b), eine innere Oberfläche (310) und eine äußere Oberfläche (3id) hat, wobei die innere Oberfläche (310) und die äußere Oberfläche (3id) der Manschette (31) eine Seitenwand der Manschette (31) definieren;ein Buchsenteil (40), welcher zumindest eine oberste Oberfläche (4oa), eine unterste Oberfläche (40b) und eine äußere Wand (40c) hat, wobei ein Abschnitt der äußeren Wand (40c) des Buchsenteils (40) mechanisch mit einem Abschnitt der inneren Oberfläche (310) der Manschette (31) gekoppelt ist, undwobei eine Öffnung (31e) in der Seitenwand der Manschette (31) ausgebildet ist und eine Öffnung (31e) in der Seitenwand des Buchsenteils zum Aufnehmen eines Abschnitts einer optischen Faser (11) in der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10) bei einem von Null verschiedenen Gradwinkel α relativ zu einer Achse der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10), die normal zu der oberen Oberfläche (31a) und der unteren Oberfläche (31b) der Manschette (31) und der obersten Oberfläche (40a) und der untersten Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) ist, ausgebildet ist;eine Abdeckung (15), welche zumindest eine obere Oberfläche (15a), eine untere Oberfläche (15b), eine innere Oberfläche (150) und eine äußere Oberfläche (i5d) hat, wobei die innere Oberfläche (150) und die äußere Oberfläche (i5d) der Abdeckung (15) eine Seitenwand der Abdeckung (15) definieren, wobei ein Abschnitt der unteren Oberfläche (15b) der Abdeckung (15) mechanisch mit einem Abschnitt der oberen Oberfläche (13a) des Kopfteils (13) gekoppelt ist; undein Fenster (16), welches zumindest eine obere Oberfläche (16a) und eine untere Oberfläche (16b) hat, wobei die obere Oberfläche (16a) des Fensters mechanisch mit der inneren Oberfläche (150) der Abdeckung (15) um einen peripheren Abschnitt des Fensters (16) gekoppelt ist, wobei das Fenster (16) für eine Betriebswellenlänge der optoelektronischen Vorrichtung transparent ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Transistor Kontur Gehäuse Baueinheiten (transistor outline (TO)-can assemblies). Insbesondere betrifft die Erfindung eine modifizierte Transistor Kontur (TO) Gehäuse Baueinheit zur Verwendung in optischen Kommunikationen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In optischen Netzwerken wird eine Vielfalt von optischen Kommunikationsmodulen verwendet, um optische Datensignale über die Netzwerke zu senden und zu empfangen. Ein optisches Kommunikationsmodul kann ein optisches Empfängermodul sein, welches eine Fähigkeit zum optischen Empfangen aber nicht eine Fähigkeit zum optischen Senden hat. Alternativ kann ein optisches Kommunikationsmodul ein optisches Sendemodul sein, welches eine Fähigkeit zum optischen Senden aber nicht eine Fähigkeit zum optischen Empfangen hat. Alternativ kann ein optisches Kommunikations-modul ein optisches Transceiver Modul sein, welches sowohl eine Fähigkeit zum optischen Senden als auch eine Fähigkeit zum optischen Empfangen hat.
Ein typisches optisches Sende- oder Transceiver Modul hat eine Sender optische Unterbaueinheit (transmitter optical subassembly (TOSA)), welche eine Laser Treiberschaltung, zumindest eine Laserdiode und verschiedene andere elektrische Komponenten beinhaltet. Die Laser Treiberschaltung gibt ein elektrisches Treibersignal zu jeder einzelnen Laserdiode aus um zu bewirken, dass die entsprechende Laserdiode moduliert wird. Wenn die Laserdiode moduliert wird, gibt sie optische Signale aus, die Leistungspegel haben, die zu logischen Einsen und logischen Nullen korrespondieren. Ein optisches System des Modules fokussiert die optischen Signale, die von jeder Laserdiode produziert werden, in das Ende einer entsprechenden Sende optischen Faser, welche innerhalb eines optischen Konnektormoduls gehalten ist, welches sich mit dem optischen Sende- oder Transceiver Modul konnektiert.
Ein typisches optische Empfangs- oder Transceiver Modul hat eine Empfänger optische Unterbaueinheit (receiver optical subassembly (ROSA)), welche zumindest eine Empfänger Photodiode und verschiedene andere elektrische Komponenten beinhaltet. Ein optisches System der ROSA fokussiert ein optisches Datensignal, das von dem Ende der optischen Faser ausgegeben wird, auf eine Photodiode der ROSA. Die Photodiode konvertiert die einkommenden optischen Datensignale in ein elektrisches analoges Signal. Eine elektrische Detektionsschaltung, wie zum Beispiel ein Transimpedanz Verstärker (transimpedance amplifier (TIA)), empfängt das von der Photodiode produzierte elektrische Signal und gibt ein korrespondierendes verstärktes elektrisches Signal aus, welches von anderen Schaltungen des ROSA prozessiert wird, um die Daten zurück zu erlangen.
Ein gut bekannter Typ eines optischen Kommunikationsmoduls ist eine TO Gehäuse Baueinheit. 1 illustriert eine perspektivische Ansicht von einer bekannten TO Gehäuse Baueinheit 2, welche eine typische TO Gehäuse Baueinheit Konfiguration hat. Die TO Gehäuse Baueinheit 2 enthält ein Kopfteil (header) 3, einen Ring 4, eine Abdeckung (cap) 5, eine Manschette (collar) 6 und ein Buchsenteil (receptacle) 7. Der Kopfteil 3, der Ring 4, die Abdeckung 5, die Manschette 6 und das Buchsenteil 7 sind typischerweise aus einem Metall hergestellt, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl, um ihnen zu ermöglichen, zusammen geschweißt zu werden. Die TO Gehäuse Baueinheit 2 ist in ihrer Form im Allgemeinen zylindrisch. Der Kopfteil 3 hat eine obere Montageoberfläche 3a, auf welcher ein TOSA und/oder ein ROSA und andere elektrischen Komponenten montiert sind. Diese Komponenten sind in Bezug auf den Ring 4 intern und sind deshalb in 1 nicht sichtbar. Elektrische Drähte (nicht dargestellt) oder elektrische Kontakte (nicht dargestellt) sind auf einer unteren Oberfläche 3b des Kopfteils 3 angeordnet zum elektrischen Verbinden der TOSA oder ROSA der Baueinheit 2 mit einer externen elektrischen Schaltung, wie zum Beispiel einer elektrischen Schaltung einer Leiterplatte (printed circuit board (PCB)) (nicht dargestellt). Ein Abschnitt einer flexiblen Schaltung (flex circuit) ist manchmal auf dem Kopfteil 3 montiert, wobei in diesem Fall die elektrischen und optoelektronischen Komponenten der TO Gehäuse Baueinheit auf der flexiblen Schaltung montiert sind und zu dieser elektrisch verbunden sind.
Der Ring 4 hat ein erstes Ende 4a und ein zweites Ende 4b. Das zweite Ende 4b des Rings 4 ist fest an der oberen Oberfläche 3a des Kopfteils 3 befestigt. Die Abdeckung 5 hat ein erstes Ende 5a und ein zweites Ende 5b. Das zweite Ende 5b der Abdeckung 5 ist fest an dem ersten Ende 4a des Rings 4 befestigt. Die Manschette 6 hat ein erstes Ende 6a und ein zweites Ende 6b. Das zweite Ende 6b der Manschette 6 ist fest an dem ersten Ende 5a der Abdeckung 5 befestigt. Der Buchsenteil 7 hat ein erstes Ende 7a und ein zweites Ende 7b. Das zweite Ende 7b des Buchsenteils 7 sitzt innerhalb des ersten Endes 6a der Manschette 6 und ist fest an dem ersten Ende 6a der Manschette 6 befestigt. Der Buchsenteil 7 ist eine röhrenartige Struktur, welche einen Abschnitt von einer optischen Faser (nicht dargestellt) aufnimmt, welcher durch das erste Ende 7a des Buchsenteils 7 durchgeführt ist und welcher darin befestigt ist. Die optoelektronische Komponente (nicht dargestellt), die auf der oberen Oberfläche 3a des Kopfteils 3 montiert ist, kann entweder eine optoelektronische Lichtquelle wie zum Beispiel ein Laser oder ein optoelektronischer Lichtsensor wie zum Beispiel eine Photodiode sein, abhängig davon ob die TO Gehäuse Baueinheit 2 einen TOSA oder einen ROSA enthält.
Die optische Achse der TO Gehäuse Baueinheit 2 ist mittels einer gestrichelten Linie 8 dargestellt. Wenn die TO Gehäuse Baueinheit 2 eine TOSA enthält, dann pflanzt sich von der Laserdiode (nicht dargestellt) der TOSA emittiertes Licht entlang der optischen Achse 8 in das Ende der optischen Faser (nicht dargestellt) fort. Wenn die TO Gehäuse Baueinheit 2 eine ROSA enthält, dann pflanzt sich Licht, welches aus dem Ende der optischen Faser (nicht dargestellt) austritt, entlang der optischen Achse 8 fort und wird von der Photodiode der ROSA empfangen.
Bevor die Manschette 6 fest an der Abdeckung 5 befestigt wird und bevor der Buchsenteil 7 an der Manschette 6 befestigt wird, wird die Position der Manschette 6 in einer x-y Ebene eines x-y-z kartesischen Koordinatensystems justiert, um das Ende der optischen Faser, welche in dem Buchsenteil 7 befestigt ist, mit der Laserdiode oder der Photodiode des TOSA bzw. der ROSA optisch auszurichten. Sobald eine optische Ausrichtung in der x-y Ebene erreicht ist, wird die Position des Buchsenteils 7 entlang der z-Achse justiert, um den gewünschten Fokus zu erreichen. Zum Beispiel wird bei dem Fall einer TOSA die Position des Buchsenteils 7 entlang der z-Achse solange justiert, bis der optische Strahl, welcher von der Laserdiode emittiert wird, in einen Fokuspunkt auf dem Ende der optischen Faser gebracht ist. In dem Fall einer ROSA wird die Position des Buchsenteils 7 entlang der z-Achse solange justiert, bis der optische Strahl, welcher aus dem Ende der optischen Faser austritt, in einen Fokuspunkt auf dem Licht empfangenden Abschnitt der Photodiode gebracht ist. Sobald die geeignete z-Achsen Ausrichtung erreicht worden ist, wird das zweite Ende 7b des Buchsenteils 7 fest an dem ersten Ende 6a der Manschette 6 befestigt.
Ein Laserschweißprozess wird typischerweise verwendet, um das Buchsenteil 7 fest an der Manschette 6 zu befestigen, und, um die Manschette 6 fest an der Abdeckung 5 zu befestigen. Ein Buckelschweißprozess wird typischerweise verwendet, um die Abdeckung 5 fest an dem Ring 4 zu befestigen. Buckelschweißen bildet typischerweise eine hermetische Dichtung, wohingegen Laserschweißen typischerweise keine hermetische Dichtung bildet. Da eine hermetische Dichtung zwischen der Abdeckung 5 und dem Ring 4 benötigt wird, wird für diesen Zweck typischerweise Buckelschweißen verwendet.
Es ist aus 1 ersichtlich, dass der Buchsenteil 7 der TO Gehäuse Baueinheit 2 eine relativ lange Länge L in der z-Dimension hat. Die Länge L ist ungefähr 1,905 cm (0,75 inches). Aufgrund der relativ langen Länge L des Buchsenteils 7 ist die TO Gehäuse Baueinheit 2 aufgrund von räumlichen Beschränkungen zur Verwendung in vielen Modulen nicht geeignet. Konsequenterweise sind TO Gehäuse Baueinheiten von dem Typ, der in 1 dargestellt ist, beschränkt auf die Verwendung in Modulen, die in der Lage sind, die langen Längen von deren Buchsenteilen aufzunehmen. Es wäre wünschenswert, eine TO Gehäuse Baueinheit bereit zu stellen, welche eine größere Vielseitigkeit in Bezug auf räumliche Beschränkungen hat, so dass sie in einem größeren Bereich von Anwendungen und Umgebungen verwendet werden kann.
US 2002/0028049 A1 offenbart eine optische Netzwerkeinheit beinhaltet eine Vielzahl von optischen Komponenten, die auf einem Substrat montiert sind, das aus einem für Strahlung in einem Frequenzbereich transparenten Material besteht, wobei mindestens eine der optischen Komponenten ist an dem Substrat durch ein härtbares Bindematerial eines Typs befestigt, der als Reaktion auf die Einwirkung von Strahlung in dem Frequenzbereich härtbar ist.
US 7184669 B2 offenbart ein optisches System mit einem optischen Sender-Empfänger mit einer optischen Quelle und einem optischen Empfänger, wobei das System auch einen Lichtwellenleiter beinhaltet und mindestens eine der optischen Quellen und der optische Empfänger sind optisch mit einem Zwischenabschnitt des Lichtwellenleiters gekoppelt.
US 5485538 A offenbart ein bidirektionales Wellenlängenmultiplex-Sender-Empfänger-Modul umfassend einen Montageblock, der mindestens erste und zweite darin gebildete Positionierungsnuten aufweist; Lichterzeugungsmittel, die an einem ersten Ende des Montageblocks anliegen, um Licht einer ersten Wellenlänge zu erzeugen, das in einer Richtung zu einer Endfläche einer optischen Faser emittiert wird; Lichtfokussiermittel, die angrenzend an die Lichterzeugungsmittel montiert sind, um das erzeugte Licht zu empfangen, um das erzeugte Licht zu empfangen und zu fokussieren, auf die Endfläche der optischen Faser.
US 4611884 A offenbart einen bidirektionalen, faseroptischen Koppler, der zum Empfangen von moduliertem Licht von einer optischen Faser zum Erfassen derselben und zum Aufbringen von moduliertem Licht auf dieselbe Faser zur Übertragung an einen entfernten Ort betriebar ist, wobei der Koppler aus einem Körper besteht, der bequem und wirtschaftlich als einheitliches Kunststoffelement geformt werden kann und in dem ein V-Kanal zur Aufnahme und sicheren Halterung der Glasfaser ausgebildet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist auf eine modifizierte Transistor Kontur (TO) Gehäuse Baueinheit gerichtet, welche eine oberste Oberfläche, eine unterste Oberfläche und eine Seitenwand hat. Die oberste Oberfläche und die unterste Oberfläche sind im Wesentlichen parallel zu einer x-y Ebene eines x-y-z kartesischen Koordinatensystems, welches durch eine x-Achse, eine y-Achse und eine z-Achse definiert ist. Die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit hat eine zentrale Achse, die im Wesentlichen koaxial mit der z-Achse ist. Die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit hat eine Öffnung, die in der Seitenwand der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit ausgebildet ist, zum Aufnehmen eines Abschnitts einer optischen Faser in der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit bei einem von Null verschiedenen Gradwinkel α relativ zu der z-Achse.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform weist die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit ein Kopfteil, eine optische Unter-Baueinheit (optical subassembly, OSA), eine Abdeckung, ein Fenster, eine Manschette und ein Buchsenteil auf. Die optische Unter-Baueinheit ist auf einer oberen Oberfläche des Kopfteils angeordnet und enthält zumindest eine optoelektronische Vorrichtung. Ein Abschnitt der unteren Oberfläche der Abdeckung ist mechanisch mit einem Abschnitt der oberen Oberfläche des Kopfteils derart gekoppelt, dass zwischen diesen Oberflächen eine hermetische Dichtung gebildet ist. Die obere Oberfläche des Fensters ist mechanisch mit der inneren Oberfläche der Abdeckung um einen peripheren Abschnitt des Fensters gekoppelt. Das Fenster ist transparent für eine Betriebswellenlänge der optoelektronischen Vorrichtung. Ein Abschnitt der unteren Oberfläche der Manschette ist mechanisch mit einem Abschnitt der oberen Oberfläche der Abdeckung gekoppelt. Das Buchsenteil hat zumindest eine oberste Oberfläche, eine unterste Oberfläche und eine äußere Wand. Ein Abschnitt der äußeren Wand des Buchsenteils ist mechanisch mit einem Abschnitt der inneren Oberfläche der Manschette gekoppelt. Die unterste Oberfläche des Buchsenteils hat eine darin ausgebildete Nut, die eine Längsachse hat. Die Nut ist eingerichtet, einen Abschnitt von einer optischen Faser aufzunehmen, der durch eine Öffnung hindurchgetreten ist, die in der äußeren Wand des Buchsenteils ausgebildet ist. Der Abschnitt der optischen Faser, welche in der Nut aufgenommen ist, hat eine optische Achse, die parallel zu der Längsachse der Nut ist. Die Längsachse der Nut steht mit einem von Null verschiedenen Gradwinkel α relativ zu einer z-Achse eines kartesischen Koordinatensystems, welches durch eine x-Achse, durch eine y-Achse und durch eine z-Achse definiert ist. Deshalb steht die optische Achse des Abschnitts der optischen Faser ebenso in dem Winkel α relativ zu der z-Achse der optischen Faser. Die oberste Oberfläche und die unterste Oberfläche des Buchsenteils sind im Wesentlichen parallel zu einer x-y Ebene, die durch die x-Achse und die y-Achse definiert ist.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung, den folgenden Zeichnungen und den folgenden Ansprüchen.
Figurenliste

1 illustriert eine perspektivische Ansicht von einer bekannten TO Gehäuse Baueinheit, welche in der optischen Kommunikationsindustrie üblicherweise verwendet wird.
2 illustriert eine perspektivische Ansicht von der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit in Übereinstimmung mit einer illustrativen Ausführungsform der Erfindung.
3 illustriert eine Querschnittsansicht von einem Abschnitt der in 2 gezeigten TO Gehäuse Baueinheit aufgenommen entlang der Linie A-A'.
4 illustriert eine perspektivische Ansicht von unten von einem modifizierten Buchsenteil der in den 2 und 3 gezeigten TO Gehäuse Baueinheit.
5 illustriert eine seitliche Draufsicht von dem Abschnitt der optischen Faser, der in der in den 2 und 3 gezeigten modifizierten TO Gehäuse Baueinheit angeordnet ist, und demonstriert die Art und Weise in welcher der Reflektor den optischen Pfad der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit faltet.
6 illustriert eine Querschnittsansicht der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit in Übereinstimmung mit einer anderen illustrativen Ausführungsform, welche ein modifiziertes Buchsenteil hat, das unterschiedlich zu dem in 4 gezeigten modifizierten Buchsenteil ist.
7 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben von einem QSFP-Modul (quad small form factor pluggable modul), wobei ein Abschnitt seines Gehäuses entfernt wurde, um zu erlauben, dass das Innere des Moduls gesehen werden kann, welches vier der in 2 gezeigten modifizierten TO Gehäuse Baueinheiten enthält.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON EINER ILLUSTRATIVEN
AUSFÜHRUNGSFORM
In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Erfindung wird eine modifizierte Transistor Kontur (TO) Gehäuse Baueinheit bereit gestellt, welche eine größere Vielseitigkeit in Bezug auf räumliche Beschränkungen hat und welche geeignet ist, in einem großen Bereich von Anwendungen und Umgebungen verwendet zu werden. Die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit hat ein Buchsenteil, welcher modifiziert worden ist, um eine optische Faser durch seine Seite anstelle durch sein Ende aufzunehmen. Innerhalb der TO Gehäuse Baueinheit ist der optische Pfad gefaltet, um das Licht zwischen der optoelektronischen Komponente einer Sender optischen Unterbaueinheit oder einer Empfänger optischen Unterbaueinheit und dem Ende der optischen Faser zu koppeln. Die Kombination von diesen Merkmalen stellt die TO Gehäuse Baueinheit mit einem kompakten Profil bereit, welche sie vielseitiger in Bezug auf räumliche Beschränkungen und demzufolge geeignet für einen breiteren Bereich von Anwendungen und Umgebungen macht. Illustrative oder beispielhafte Ausführungsformen werden nun mit Bezug auf die 2 bis 7 beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren repräsentieren gleiche Elemente oder Komponenten.
2 illustriert eine perspektivische Ansicht von der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10 in Übereinstimmung mit einer illustrativen Ausführungsform der Erfindung. 3 illustriert eine Querschnittsansicht von einem Abschnitt der in 2 gezeigten TO Gehäuse Baueinheit 10, aufgenommen entlang der Linie A-A'. 4 illustriert eine perspektivische Ansicht von unten von einem modifizierten Buchsenteil 40 der in den 2 und 3 gezeigten TO Gehäuse Baueinheit 10. In den 2 und 3 ist die TO Gehäuse Baueinheit 10 verbunden mit einem Ende einer optischen Faser 11 eines optischen Faser Kabels 12 gezeigt. Ein Abschnitt der optischen Faser 11 tritt durch die Seite der Baueinheit 10 hindurch und ist in dem Inneren der Baueinheit 10 angeordnet. Der Abschnitt der optischen Faser 11, der in dem Inneren der Baueinheit 10 angeordnet ist, hat eine optische Achse in einem von Null verschiedenen Gradwinkel α relativ zu der z-Achse eines x-y-z kartesischen Koordinatensystems, welches durch in den 2 bis 4 gezeigten x-Achse, y-Achse und z-Achse definiert ist.
Ein Kopfteil 13 ist vorgesehen, welches eine obere Oberfläche 13a, eine untere Oberfläche 13b und eine Seitenwand 13c hat. Die obere Oberfläche 13a des Kopfteils 13 fungiert als eine Montageoberfläche zum Montieren der Komponenten der Empfänger optischen Unterbaueinheit (receiver optical subassembly, ROSA) oder Sender optischen Unterbaueinheit (transmitter optical subassembly, TOSA) der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10, wie nachfolgend detaillierter beschrieben. Ein Ring 14 der Baueinheit 10 ist in seiner Form im Allgemeinen zylindrisch und hat eine obere Oberfläche 14a, eine untere Oberfläche 14b, eine innere Oberfläche 14c und eine äußere Oberfläche 14d. Die innere Oberfläche 14c und die äußere Oberfläche 14d des Rings 14 definieren eine Seitenwand des Rings 14. Die untere Oberfläche 14b des Rings 14 ist an der oberen Oberfläche 13a des Kopfteils 13 befestigt.
Eine Abdeckung 15 der Baueinheit 10 ist in ihrer Form im Allgemeinen zylindrisch und hat eine obere Oberfläche 15a, eine untere Oberfläche 15b, eine innere Oberfläche 15c und eine äußere Oberfläche 15d. Die innere Oberfläche 15c und die äußere Oberfläche 15d der Abdeckung 15 definieren eine Seitenwand der Abdeckung 15. Ein innerer Kranz 15e erstreckt sich nach innen in Richtung der Mitte der Abdeckung 15 von ihrer oberen Oberfläche 15a bzw. von ihrer inneren Oberfläche 15c. Der Kranz 15e hat eine Dicke, die in der z-Dimension als eine Funktion der x- und y-Koordinaten der Positionen des Kranzes 15e variiert. Diese Variationen in der Dicke resultieren in einer Variation in dem Abstand in der z-Dimension zwischen der unteren Oberfläche 15e' des Kranzes 15e und der oberen Oberfläche 13a des Kopfteils 13 als eine Funktion der x- und y-Koordinaten. Ein Fenster 16, welches aus einem transparenten Material wie zum Beispiel Glas hergestellt ist, hat eine obere Oberfläche 16a, die an der unteren Oberfläche 15e' des Kranzes 15e um einen peripheren Abschnitt des Fensters 16 befestigt ist. Die Variation in der Dicke der Kranzes 15e verursacht, dass das Fenster 16 relativ zu der oberen Oberfläche 13a des Kopfteils 13 verkippt ist. Die untere Oberfläche 15b der Abdeckung 15 ist an der oberen Oberfläche 14a des Rings 14 befestigt.
Die Kombination der oberen Oberfläche 13a des Kopfteils 13, der inneren Oberfläche 14c des Rings 14, der inneren Oberfläche 15c der Abdeckung 15 und des transparenten Fensters 16 stellt eine hermetisch abgedichtete Kammer 17 innerhalb der Baueinheit 10 bereit. Innerhalb dieser hermetisch abgedichteten Kammer 17 befinden sich die folgenden Komponenten: Ein hermetisch abdichtendes Substrat 18, welches auf der oberen Oberfläche 13a des Kopfteils 13 montiert ist; ein integrierter Schaltung (IC) Chip 19, welcher auf der oberen Oberfläche 18a des Substrates 18 montiert ist; eine optoelektronische Komponente 21, welche auf der oberen Oberfläche 18a des Substrates 18 montiert ist; eine Kugellinse 22, welche auf der oberen Oberfläche 18a des Substrates 18 montiert ist; ein Reflektor 23, welcher auf der oberen Oberfläche 18a des Substrates 18 montiert ist; Bonddrähte 24, welche das Substrat 18 und den IC Chip 19 miteinander verbinden; und Bonddrähte 25, welche den IC Chip 19 und die optoelektronische Komponente 21 miteinander verbinden. Die unterste Oberfläche 18b des Substrates 18 hat darauf elektrische Kontakte 27, die mit Lotkugeln 28 verbunden sind, welche nachfolgend verwendet werden können, um das Substrat 18 mit einer Schaltungsplatte (nicht dargestellt) elektrisch zu verbinden, die in Bezug zu der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit extern ist. Das Substrat ist aufgrund der hermetisch dichtenden Qualitäten von solchen Keramiken typischerweise aus einem keramischen Material hergestellt, wie zum Beispiel Aluminiumoxid (AIO).
Das Substrat 18 und die Komponenten 19, 21, 22, 23, 24 und 25 sind Teil entweder von einer TOSA oder von einer ROSA, abhängig davon, ob die TO Gehäuse Baueinheit 10 als ein optischer Sender oder als ein optischer Empfänger konfiguriert ist. Wenn die TO Gehäuse Baueinheit 10 als ein optischer Sender konfiguriert ist, dann sind das Substrat 18 und die Komponenten 19, 21, 22, 23, 24 und 25 ein Teil einer TOSA, in welchem Fall die optoelektronische Komponente 21 eine Laserdiode ist und der IC Chip 19 eine Laserdiode Treiber IC zum Treiber oder Ansteuern der Laserdiode ist. Wenn die TO Gehäuse Baueinheit 10 als ein optischer Empfänger konfiguriert ist, dann sind das Substrat 18 und die Komponenten 19, 21, 22, 23, 24 und 25 ein Teil einer ROSA, in welchem Fall die optoelektronische Komponente 21 eine Photodiode und der IC Chip 19 eine Empfänger IC zum Empfangen und prozessieren von elektrischen Signalen ist, die von der Photodiode produziert werden. Die hermetisch abgedichtete Kammer 17 stellt eine luftdichte Umgebung bereit, welche die Komponenten der TOSA oder der ROSA vor Feuchtigkeit, Gasen und anderem sich in der Luft befindlichen Material schützt.
Eine Manschette 31 der Baueinheit 10 ist in der Form im Allgemeinen zylindrisch und hat eine obere Oberfläche 31a, eine untere Oberfläche 31b, eine innere Oberfläche 31c und eine äußere Oberfläche 31d. Die innere Oberfläche 31c und die äußere Oberfläche 31d der Manschette 31 definieren eine Seitenwand der Manschette 31. Die untere Oberfläche 31b der Manschette 31 ist an der oberen Oberfläche 15a der Abdeckung 15 befestigt. Die Manschette 31 hat U-förmige Öffnungen 31e und 31f, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Manschette 31 ausgebildet sind und die sich durch deren untere Oberfläche 31, innere Oberfläche 31c und obere Oberfläche 31 erstrecken.
Das Buchsenteil 40 der Baueinheit 10 ist innerhalb der Manschette 31 angeordnet und ist an Abschnitten der inneren Oberfläche 31c der Manschette 31 befestigt. Das Buchsenteil 40 hat eine oberste Oberfläche 40, eine unterste Oberfläche 40b und eine äußere Wand 40c. Eine Nut 41, welche in der untersten Oberfläche 40b des Buchsenteils 40 ausgebildet ist, ist derart geformt und dimensioniert, um einen Abschnitt der optischen Faser 11 aufzunehmen, welcher mit der Nut 41 befestigt ist. Die Nut 41 erstreckt sich zwischen einer Öffnung 42, welche in der äußeren Wand 40c des Buchsenteils 40 ausgebildet ist, und einer Aussparung 43, welche in der untersten Oberfläche 40b des Buchsenteils 40 ausgebildet ist, wie es deutlicher gesehen werden kann in der perspektivischen Ansicht von unten des Buchsenteils 40, welches in 4 gezeigt ist. Die Aussparung 43 ist definiert durch eine erste Wand 44, eine zweite Wand 45, eine dritte Wand 46, eine vierte Wand 47 und eine fünfte Wand 48. Die dritte Wand 46 ist ein Reflektor, der verwendet wird um den optischen Pfad zu falten, wie nachstehend noch detaillierter beschrieben ist. Der Reflektor 46 liegt dem Ende 11a der optischen Faser 11 gegenüber.
Wie aus den 2 und 3 ersichtlich, tritt die optische Faser 11 in die äußere Wand 40c des Buchsenteils 40 ein und aus der äußeren Wand 40c des Buchsenteils 40 unter dem oben genannten von Null verschiedenen Gradwinkel α in Bezug zu der z-Achse aus. Die z-Achse ist im Allgemeinen normal zu den Oberflächen 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, 31a, 31b, 40a und 40b. Daher ist die z-Achse eine zentrale Achse der modifizierte TO Gehäuse Baueinheit 10. Die x-Achse und die y-Achse sind im Allgemeinen parallel zu den Oberflächen 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, 31a, 31b, 40a und 40b. Die Nut 41 hat eine Achse 45 in Längsrichtung, die relativ zu der z-Achse in dem gleichen von Null verschiedenen Gradwinkel α steht wie die optische Achse des Abschnitts der optischen Faser, die in der Nut 41 angeordnet ist. In einer Ausführungsform reicht der von Null verschiedene Gradwinkel α von ungefähr 70° bis ungefähr 110° relativ zu der z-Achse. In der in den 2 und 3 gezeigten illustrativen Ausführungsform ist der von Null verschiedene Gradwinkel α 90° relativ zu der z-Achse. Daher steht in Übereinstimmung mit der illustrativen Ausführungsform die optische Achse des Abschnitts der optischen Faser 11, der innerhalb der Nut 41 angeordnet ist, in einem rechten Winkel relativ zu der z-Achse und relativ zu der zentralen Achse der Baueinheit 10. Die optische Achse des Abschnitts der optischen Faser 11, welcher innerhalb der Nut 41 angeordnet ist, ist parallel und in manchen Fällen koaxial mit der Längsachse 45 der Nut 41.
Weil die optische Faser 11 durch die äußere Wand 40c des Buchsenteils 40 in einem von Null verschiedenen Gradwinkel α in Bezug zu der z-Achse in die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit 10 eintritt und in einem von Null verschiedenen Gradwinkel α in Bezug zu der z-Achse aus der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10 austritt, anstelle parallel zu der z-Achse zu verlaufen, wie bei der in 1 gezeigten bekannten TO Gehäuse Baueinheit 2, hat die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit 10 eine Länge L in der z-Dimension, die signifikant kürzer ist als die Länge L in der z-Dimension der in 1 gezeigten bekannten TO Gehäuse Baueinheit 2. Die Länge L der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10 reicht von ungefähr 0,305 cm (0,12 Inch) bis ungefähr 0,51 cm (0,2 Inch). Daher ist die Länge L der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10 mehr als 50% kürzer als die Länge L der bekannten TO Gehäuse Baueinheit 2. Diese kürzere Länge der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10 gibt ihr ein sehr kompaktes Profil, was sie vielfältiger macht in Bezug auf räumliche Beschränkungen von Modulen und daher besser geeignet ist für die Verwendung in einem weiteren Bereich Anwendungen als die bekannte TO Gehäuse Baueinheit 2, die in 1 gezeigt ist.
Aufgrund von diesen Modifikationen ist jedoch der optische Pfad innerhalb der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10 gefaltet, wie nun mit Bezug auf 3 beschrieben wird. Angenommen für beispielhafte Zwecke, dass die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit 10 konfiguriert ist, um als optischer Sender betrieben zu werden, treibt die Laserdioden Treiber IC 19 die Laserdiode 21 mit elektrischen Signalen an, um zu veranlassen, dass die Laserdiode 21 ein optisches Signal emittiert. Das optische Signal wird durch die Kugellinse 22 in einen kollimierten Lichtstrahl kollimiert, welcher von dem Reflektor 23 in Richtung des Fensters 16 reflektiert wird, welches transparent für die Wellenlänge des kollimierten Lichtstrahls ist. Die oben erwähnte Verkippung des Fensters 16 hilft zu verhindern, dass ein Teil des kollimierten Lichtstrahls in die Öffnung (aperture) der Laserdiode 21 zurück reflektiert wird. Es ist bekannt verkippte Fenster in TO Gehäuse Baueinheiten zu verwenden, um hermetische Dichtungen bereit zu stellen, während eine Rückreflexion auf die Laserdiode oder Photodiode verhindert wird.
Ein optischer Isolator 26, welcher ebenfalls eine bekannte Vorrichtung ist, die manchmal in bekannten TO Gehäuse Baueinheiten verwendet wird, kann verwendet werden, um dazu beizutragen, dass eine Rückreflexion verhindert wird. Der optische Isolator 26 wird typischerweise in Fällen gebraucht, wo die optische Verbindung relativ lang ist (zum Beispiel größer oder gleich 10 Kilometer), aber typischerweise wird der nicht gebraucht in Fällen wo die optische Verbindung relativ kurz ist (zum Beispiel weniger als 10 Kilometer).
Der kollimierte Lichtstrahl durchdringt den Isolator 26 und trifft auf den Reflektor 46 auf. Der Reflektor 46 reflektiert den kollimierten Lichtstrahl um einen Winkel α relativ zu der z-Achse und fokussiert den reflektierten Lichtstrahl in ein Ende 11a der optischen Faser. Wie vorstehend angegeben, ist in Übereinstimmung mit der illustrativen Ausführungsform α gleich 90°. Daher wird in Übereinstimmung mit der illustrativen Ausführungsform der optische Pfad innerhalb des modifizierten Buchsenteils 40 um einen ungefähren Winkel von 90° relativ zu der z-Achse gefaltet. Falls α zum Beispiel 70° wäre, dann würde der Reflektor 46 den optischen Pfad innerhalb des modifizierten Buchsenteils 40 um einen Winkel von 70° falten. Der Lichtstrahl pflanzt sich dann entlang der optischen Faser 11 aus der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10 heraus fort.
Wenn die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit 10 konfiguriert ist, um als optischer Empfänger betrieben zu werden, trifft ein Lichtstrahl, der aus dem Ende 11a der optischen Faser 11 austritt, auf den Reflektor 46, welcher den Lichtstrahl um einen Winkel α reflektiert, so dass der reflektierte Lichtstrahl in einer Richtung, die parallel zu der z-Achse ist, durch den Isolator 26 und durch das Fenster 16 auf den Reflektor 23 gerichtet ist. Der Reflektor 23 richtet dann den Lichtstrahl auf die Kugellinse 22, welche dann den Lichtstrahl auf die Photodiode 21 fokussiert. Die Photodiode 21 konvertiert den Lichtstrahl in ein elektrisches Signal, welches dann über die Anschlussdrähte 25 zu der Empfänger IC 19 übergeben wird zum weiteren Verarbeiten durch die Empfänger IC 19.
5 ist eine seitliche Draufsicht von dem Abschnitt der optischen Faser 11, der in der Nut 41 angeordnet ist, und demonstriert die Art und Weise, auf welche der Reflektor 46 den optischen Pfad der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10 faltet, die in den 2 und 3 gezeigt ist. Weil der Reflektor 46 den optischen Pfad auf die gleiche Art und Weise in der Senderichtung und der Empfangsrichtung faltet, wird für beispielhafte Zwecke nur die Senderichtung beschrieben. Ein Lichtstrahl 49, welcher von der Laserdiode (nicht gezeigt) der optischen Unter-Baueinheit (optical subassembly, OSA) (nicht gezeigt) erzeugt wird, trifft auf den Reflektor 46. Der Abschnitt des optischen Pfades, welcher sich zwischen dem OSA und dem Reflektor 46 erstreckt, ist typischerweise parallel zu der z-Achse. In Übereinstimmung mit diesem Beispiel, steht die Längsachse 45 der Nut 41 in einem Winkel von 110° relativ zu der z-Achse. Dies bedeutet, dass α = 110° ist. Wie vorstehend angegeben, ist α typischerweise gleich 90°. Dies ist aber nicht notwendigerweise der Fall. Der Reflektor 46 reflektiert den Lichtstrahl 49 um einen Winkel α, welcher in diesem Beispiel 110° ist, so dass der reflektierte Lichtstrahl 49 in das Ende 11a der optischen Faser 11 gerichtet wird.
Mit Bezug erneut auf 3, wird, bevor die Manschette 31 an der Abdeckung 15 befestigt wird, die Manschette 31 in der x-y Ebene entlang der oberen Oberfläche 15a der Abdeckung 15 bewegt, bis eine optische Ausrichtung in der x-y Ebene erreicht worden ist. Sobald eine optische Ausrichtung in der x-y Ebene erreicht worden ist, wird die untere Oberfläche 31b der Manschette 31 fest an der oberen Oberfläche 15a der Kappe 15 befestigt. Vor dem Befestigen des Buchsenteils 40 an der Manschette 31, wird das Buchsenteil 40 entlang der z-Achse innerhalb der Manschette 31 bewegt, um zu erreichen, dass der Fokuspunkt des Reflektors 46 auf dem Ende 11a der optischen Faser 11 zentriert ist. Sobald der geeignete Fokus erreicht worden ist, wird die äußere Wand 40c des Buchsenteils 40 fest an der inneren Oberfläche 31c der Manschette 31 befestigt.
Obwohl die Erfindung nicht beschränkt ist auf die Materialien, aus denen das Kopfteil 13, der Ring 14, die Abdeckung 15, die Manschette 31 und das Buchsenteil 40 gefertigt sind, werden diese Komponenten typischerweise aus rostfreiem Stahl hergestellt. Andere Materialien, wie zum Beispiel eine Vielfalt von Metallen oder sogar harten Kunststoffen, können auch für diesen Zweck verwendet werden. Ein Herstellen dieser Teile aus metallischen Materialien wie zum Beispiel rostfreiem Stahl, ermöglicht den entsprechenden Oberflächen zusammen verbunden zu werden unter Verwendung von bekannten Schweißtechniken wie zum Beispiel (a) dem Buckelschweißprozess, der verwendet wird, um die entsprechenden Oberflächen des Kopfteils 3, des Rings 4 und der Abdeckung 5 zusammen zu fügen, und (b) dem Laserschweißprozess, der verwendet wird, um die entsprechenden Oberflächen von der Abdeckung und der Manschette 6 und von der Manschette 6 und dem Buchsenteil 7 der bekannten TO Gehäuse Baueinheit 2, die in 1 gezeigt ist, zusammen zu fügen. Die Löcher 51 und 52 werden in der obersten Oberfläche 40a des Buchsenteils 40 ausgebildet, um einer Person, welche das optische Ausrichten und die Schweißprozesse ausführt, zu erlauben, das Buchsenteil 40 zu geeigneten Zeiten und bei geeigneten Orten während des Ausrichtens und des Schweißprozesses zu halten, zu bewegen und los zu lassen.
Fritten Bonden (frit bonding), was ebenso eine gut bekannte Technik zum Verbinden von Teilen ist, wird typischerweise verwendet, um die obere Oberfläche 16a des Fensters 16 an der unteren Oberfläche 15e' des inneren Kranzes 15e anzubringen. Fritten Bonden wird typischerweise auch verwendet, um die optische Faser 11 an der Nut 41 anzubringen. Obwohl andere Techniken auch für diesen Zweck geeignet sind, ist Fritten Bonden gut geeignet zum Erzeugen einer starken Bindung zwischen Glas und Stahl. Weil das Fenster 16 und die optische Faser 11 typischerweise aus Glas hergestellt sind und die Abdeckung 15 und das Buchsenteil 40 typischerweise aus rostfreiem Stahl hergestellt sind, ist Fritten Bonden gut geeignet um diese Bindungen zu erzeugen.
Die optische Faser ist gespalten, um das Ende 11a auszubilden, typischerweise mittels Verwenden eines hochpräzisen Laser Spaltprozesses (laser cleaving process). Das Buchsenteil 40 ist typischerweise geprägt, um in der untersten Oberfläche 40b des Buchsenteils 40 die Aussparung 43 auszubilden. Die Wand, die den Reflektor 46 bildet, kann goldplatiniert sein, um zu verhindern, dass der Reflektor 46 oxidiert wird. Der Reflektor 46 kann flach oder eben sein, wobei er in diesem Fall keine optische Leistung hat, oder er kann auf eine vorbestimmte Art und Weise gebogen sein, so dass er eine vorausgewählte Menge von optischer Leistung bereit stellt.
Es sollte angemerkt werden, dass innerhalb des Umfangs der Erfindung viele Änderungen an der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 10, die in den 2 bis 4 gezeigt ist, vorgenommen werden können. Zum Beispiel könnten sich das Substrat 18 und die IC 19 außerhalb der Baueinheit 10 befinden, in welchem Fall elektrische Drähte (nicht dargestellt) durch das Kopfteil 13 hindurch treten würden, um die optoelektronische Vorrichtung 21 mit den elektrischen Kontakten eines externen Schaltungsbretts (nicht dargestellt) oder eines externen Substrates elektrisch zu verbinden. Auch könnte die optoelektronische Vorrichtung 21 auf einer Montagestruktur (nicht gezeigt) in der Baueinheit 10 mit einer Orientierung montiert werden, welche die Notwendigkeit für einen Reflektor 23 vermeidet. Der Reflektor 23 wird in der illustrativen Ausführungsform gebraucht, um den optischen Pfad aufgrund der Komponenten der TOSA oder ROSA, welche auf dem Substrat 18 innerhalb der Baueinheit 10 montiert sind, zu falten. Aufgrund von dieser illustrativen Montageanordnung wird der optische Pfad zusätzlich zu dem Falten, welches von dem Reflektor 46 vorgenommen wird, noch einmal gefaltet. Durch ein Orientieren der optoelektronischen Vorrichtung 21, so dass diese in der x-Dimension, der y-Dimension und der z-Dimension mit dem Reflektor 46 optisch ausgerichtet ist, würde die Notwendigkeit für den Reflektor 23 entfallen.
Das Buchsenteil 40 kann ebenso eine Vielfalt von Konfigurationen haben. Zum Beispiel illustriert 6 eine Querschnittsansicht einer modifizierten TO Gehäuse Baueinheit 60 in Übereinstimmung mit einer anderen illustrativen Ausführungsform, welche ein modifiziertes Buchsenteil 70 hat, das unterschiedlich zu dem in den 2 bis 4 gezeigten modifizierten Buchsenteil 40 ist. Das Buchsenteil 40, welches in den 2 bis 4 gezeigt ist, ist im Allgemeinen wie eine Platte geformt. Das Buchsenteil 70, welches in 6 gezeigt ist, ist in der Struktur ähnlich zu dem Buchsenteil 40, außer dass das Buchsenteil 70 einen Flansch 71 hat. Der Flansch 71 stellt eine zusätzliche äußere Oberflächenfläche auf dem Buchsenteil 70 für eine Justierung in der z-Dimension während der Ausrichtungs- und Schweißarbeitsgänge bereit.
Es kann aus den verschiedenen Konfigurationen der Buchsenteile 40 und 70 gesehen werden, dass die Ziele der Erfindung unter Verwendung einer Vielfalt von Buchsenteil-Konfigurationen erreicht werden können. Nahezu jede Buchsenteil-Konfiguration, welche die optische Faser von der Seite anstelle von der Oberseite in die TO Gehäuse Baueinheit einbringt und welche den optischen Pfad um einen Winkel faltet, der ausreiched ist, um die optischen Signale zwischen den Enden der optischen Faser und der TOSA oder ROSA der TO Gehäuse Baueinheit zu koppeln, ist geeignet, um mit der Erfindung verwendet zu werden.
Zum Beispiel, obwohl die Nut 41 ein geeigneter Mechanismus ist zum Anbringen oder Befestigen der optischen Faser 11 an dem Buchsenteil 40 oder 70 und zum Sicherstellen, dass die optische Faser 11 mit dem Reflektor 46 der Aussparung 43 ausgerichtet ist, gibt es viele andere Wege, um diese Aufgabe auszuführen. Zum Beispiel könnte die Nut 41 eliminiert werden und die Faser 11 könnte an der untersten Oberfläche 40b des Buchsenteils 70 angebracht oder befestigt sein. Im dem letzten Fall könnte die Aussparung 43 ebenso eliminiert werden und ein Reflektor (nicht gezeigt) könnte befestigt werden an oder integral ausgebildet werden auf der untersten Oberfläche 40b, so dass der Reflektor und das Ende 11a der Faser 11 optisch ausgerichtet sind, um dieselben Ziele zu erreichen, die vorstehend mit Bezug auf die 2 bis 4 beschrieben worden sind.
Wie oben angedeutet, besteht einer der Vorteile der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit gemäß der Erfindung darin, dass sie ein kompakteres Profil oder einen kompakteren Umriss hat als bekannte TO Gehäuse Baueinheiten, was sie vielfältiger macht in Bezug auf räumliche Beschränkungen und daher geeignet macht zur Verwendung in einem weiteren Bereich von Anwendungen als bekannte TO Gehäuse Baueinheiten. 7 illustriert eine perspektivische Ansicht von oben von einem QSFP-Modul (quad small form factor pluggable modul) 100, wobei ein Abschnitt seines Gehäuses entfernt wurde, um zu erlauben, dass das Innere des Moduls 100 gesehen werden kann. Das QSFP Modul 100 ist ein Beispiel eines Moduls, welches räumliche Beschränkungen hat, die TO Gehäuse Baueinheiten des Typs von 1 ungeeignet machen um mit dem QSFP Modul 100 verwendet zu werden.
Vier der modifizierten TO Gehäuse Baueinheiten 10, die in den 2 und 3 gezeigt sind, sind direkt auf die Leiterplatte 101 des Moduls 100 montiert. Jede dieser Baueinheiten 10 ist mit einer optischen Faser 102 verbunden. Aufgrund der relativ kurzen Länge L der Baueinheiten 10 und weil die Fasern 102 in die entsprechenden Baueinheiten 10 von ihrer Seite eintreten, sind die Baueinheiten 10 in der Lage trotz der räumlichen Beschränkungen in dem Modul 100 verwendet zu werden.
Die Lotkugeln 28 der Baueinheiten 10 sind verbunden mit entsprechenden elektrischen Kontakten (aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt) der Leiterplatte 101, um elektrische Verbindungen zwischen den Baueinheiten 10 und der Leiterplatte 101 bereit zu stellen. Durch das Verwenden der Lotkugeln 28, um diese Verbindungen herzustellen, anstelle von dem Verwenden von langen Drähten, die in bekannten TO Gehäuse Baueinheiten verwendet werden, haben die Verbindungen eine konstantere Impedanz, was den Baueinheiten 10 ermöglicht, relativ hohe Datenraten (zum Beispiel mehr als 10 Gigabit pro Sekunde (Gbps)) zu erreichen. Aufgrund all dieser Gründe, ist die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit gemäß der Erfindung gut geeignet, in verschiedenen Typen von SFP Modulen und anderen Typen von Modulen verwendet zu werden. Die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit ist jedoch nicht darauf beschränkt in einem bestimmten Typ von optischem Kommunikationsmodul verwendet zu werden.
Es sei angemerkt, dass die Erfindung in Bezug auf illustrative Ausführungsformen für die Zwecke des Demonstrierens der Prinzipien und der Konzepte der Erfindung beschrieben worden ist. Viele Modifikationen können an den illustrativen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Die Komponenten der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit der Erfindung können modifiziert werden, solange sie dennoch der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit erlauben die Ziele der Erfindung zu erreichen. Zum Beispiel könnte der Ring 14 eliminiert werden und die untere Oberfläche 15b der Abdeckung 15 könnte direkt an die obere Oberfläche 13a des Kopfteils 13 angebunden werden. In der Tat kann der Ring 14 lieber als eine separate Komponente angesehen werden ein integraler Teil von dem Kopfteil 13 oder von der Abdeckung 15 zu sein. Personen, die in der Technik geübt sind, werden in Anbetracht der hier zur Verfügung gestellten Beschreibung verstehen, dass alle solche Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen.

Claims

Modifizierte Transistor Kontur (TO) Gehäuse Baueinheit (10), umfassend: ein Kopfteil (13), welches zumindest eine obere Oberfläche (13a) und eine untere Oberfläche (13b) hat, wobei die untere Oberfläche (13b) des Kopfteils (13) zu der unteren Oberfläche (13b) der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10) korrespondiert, eine optische Unter-Baueinheit, welche auf der oberen Oberfläche (13a) des Kopfteils (13) angeordnet ist, wobei die optische Unter-Baueinheit zumindest eine optoelektronische Vorrichtung (21) enthält, eine Manschette (31), welche zumindest eine obere Oberfläche (31a), eine untere Oberfläche (31b), eine innere Oberfläche (310) und eine äußere Oberfläche (3id) hat, wobei die innere Oberfläche (310) und die äußere Oberfläche (3id) der Manschette (31) eine Seitenwand der Manschette (31) definieren; ein Buchsenteil (40), welcher zumindest eine oberste Oberfläche (4oa), eine unterste Oberfläche (40b) und eine äußere Wand (40c) hat, wobei ein Abschnitt der äußeren Wand (40c) des Buchsenteils (40) mechanisch mit einem Abschnitt der inneren Oberfläche (310) der Manschette (31) gekoppelt ist, und wobei eine Öffnung (31e) in der Seitenwand der Manschette (31) ausgebildet ist und eine Öffnung (31e) in der Seitenwand des Buchsenteils zum Aufnehmen eines Abschnitts einer optischen Faser (11) in der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10) bei einem von Null verschiedenen Gradwinkel α relativ zu einer Achse der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10), die normal zu der oberen Oberfläche (31a) und der unteren Oberfläche (31b) der Manschette (31) und der obersten Oberfläche (40a) und der untersten Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) ist, ausgebildet ist; eine Abdeckung (15), welche zumindest eine obere Oberfläche (15a), eine untere Oberfläche (15b), eine innere Oberfläche (150) und eine äußere Oberfläche (i5d) hat, wobei die innere Oberfläche (150) und die äußere Oberfläche (i5d) der Abdeckung (15) eine Seitenwand der Abdeckung (15) definieren, wobei ein Abschnitt der unteren Oberfläche (15b) der Abdeckung (15) mechanisch mit einem Abschnitt der oberen Oberfläche (13a) des Kopfteils (13) gekoppelt ist; und ein Fenster (16), welches zumindest eine obere Oberfläche (16a) und eine untere Oberfläche (16b) hat, wobei die obere Oberfläche (16a) des Fensters mechanisch mit der inneren Oberfläche (150) der Abdeckung (15) um einen peripheren Abschnitt des Fensters (16) gekoppelt ist, wobei das Fenster (16) für eine Betriebswellenlänge der optoelektronischen Vorrichtung transparent ist.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß Anspruch 1, wobei der Gradwinkel α von 70° bis 110° relativ zu der Achse der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10), die normal zu der oberen Oberfläche (31a) und der unteren Oberfläche (31b) der Manschette (31) und der obersten Oberfläche (40a) und der untersten Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) ist, reicht.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß Anspruch 2, wobei der Gradwinkel α 90° ist.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß Anspruch 3, ferner aufweisend: zumindest einen Reflektor (46), welcher einen optischen Pfad innerhalb der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10) um den Winkel α faltet.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die unterste Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) eine darin ausgebildete Nut (41) hat, die eine Längsachse (45) hat, wobei die Nut (41) angepasst ist, um den Abschnitt der optischen Faser (11) aufzunehmen, der von der äußeren Wand (40c) des Buchsenteils (40) ausgebildeten Öffnung (42) aufgenommen wird.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend: einen ersten Reflektor (46), welcher einen optischen Pfad innerhalb der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10) um den Winkel α faltet.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß Anspruch 6, wobei die untere Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) eine darin ausgebildete Aussparung (43) gegenüber einem Ende der Nut (41) hat, und wobei der erste Reflektor (46) in dem Buchsenteil (40) gegenüber dem Ende der Nut (41) angeordnet ist.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Kombination der Öffnung (42), welche in der Seitenwand (40c) des Buchsenteils (40) ausgebildet ist, und der Öffnung (31e), welche in der Seitenwand (31c, 31d) der Manschette (31) ausgebildet ist, die genannte Öffnung aufweist, welche in der Seitenwand der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10) ausgebildet ist.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die unterste Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) eine darin ausgebildete Nut (41) hat, die eine Längsachse (45) hat, und wobei der Abschnitt der optischen Faser (11), der an der untersten Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) angebracht ist, innerhalb der Nut (41) angeordnet ist, so dass die optische Achse des Abschnitts der optischen Faser (11) parallel zu der Längsachse (45) der Nut (41) ist.
Modifizierte Transistor Kontur (TO) Gehäuse Baueinheit (10), aufweisend: ein Kopfteil (13), welches zumindest eine obere Oberfläche (13a) und eine untere Oberfläche (13b) hat, eine optische Unter-Baueinheit (21), welche auf der oberen Oberfläche (13a) des Kopfteils (13) angeordnet ist, wobei die optische Unter-Baueinheit (21) zumindest eine optoelektronische Vorrichtung (21) enthält, eine Abdeckung (15), welche zumindest eine obere Oberfläche (15a), eine untere Oberfläche (15b), eine innere Oberfläche (150) und eine äußere Oberfläche (i5d) hat, wobei die innere Oberfläche (150) und die äußere Oberfläche (i5d) der Abdeckung (15) eine Seitenwand der Abdeckung (15) definieren, wobei ein Abschnitt der unteren Oberfläche (15b) der Abdeckung (15) mechanisch mit einem Abschnitt der oberen Oberfläche (13a) des Kopfteils (13) gekoppelt ist, ein Fenster (16), welches zumindest eine obere Oberfläche (16a) und eine untere Oberfläche (16b) hat, wobei die obere Oberfläche (16a) des Fensters (16) mechanisch mit der inneren Oberfläche (150) der Abdeckung (15) um einen peripheren Abschnitt des Fensters (16) gekoppelt ist, wobei das Fenster (16) für eine Betriebswellenlänge der optoelektronischen Vorrichtung (21) transparent ist, eine Manschette (31), welche zumindest eine obere Oberfläche (31a), eine untere Oberfläche (31b), eine innere Oberfläche (310) und eine äußere Oberfläche (3id) hat, wobei die innere Oberfläche (310) und die äußere Oberfläche (3id) der Manschette (31) eine Seitenwand der Manschette definieren, wobei ein Abschnitt der unteren Oberfläche (31b) der Manschette (31) mechanisch mit einem Abschnitt der oberen Oberfläche (15a) der Abdeckung (15) gekoppelt ist, und ein Buchsenteil (40), welcher zumindest eine obere Oberfläche (40a), eine untere Oberfläche (40b) und eine äußere Wand (40c) hat, wobei ein Abschnitt der äußeren Wand (40c) des Buchsenteils (40) mechanisch mit einem Abschnitt der inneren Oberfläche (310) der Manschette (31) gekoppelt ist, wobei die unterste Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) eine darin ausgebildete Nut (41) hat, die eine Längsachse (45) hat, wobei die Nut (41) eingerichtet ist, einen Abschnitt von einer optischen Faser (11) aufzunehmen, der durch eine Öffnung hindurchtritt, die in der äußeren Wand (40c) des Buchsenteils (40) ausgebildet ist und eine Öffnung (31e), die in der Seitenwand (31c, 31d) der Manschette (31) ausgebildet ist, und wobei der Abschnitt der optischen Faser (11) eine optische Achse hat, die parallel zu der Längsachse (45) der Nut (41) ist, wobei die Längsachse (45) der Nut (41) mit einem von Null verschiedenen Gradwinkel α relativ zu einer Achse der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10), die normal zu der oberen Oberfläche (31a) und der unteren Oberfläche (31b) der Manschette (31) und der obersten Oberfläche (40a) und der untersten Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) ist.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß Anspruch 10, wobei der Gradwinkel α von 70° bis 110° relativ zu der Achse, die normal zu der oberen Oberfläche (31a) und der unteren Oberfläche (31b) der Manschette (31) und der obersten Oberfläche (40a) und der untersten Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) ist, reicht.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß Anspruch 11, wobei der Gradwinkel α 90° ist.
Die modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß Anspruch 10 oder 11, ferner aufweisend: einen ersten Reflektor (46), welcher einen optischen Pfad innerhalb der modifizierten TO Gehäuse Baueinheit (10) um den Winkel α faltet.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß Anspruch 13, wobei die unterste Oberfläche (40b) des Buchsenteils (40) eine darin ausgebildete Aussparung (43) gegenüber einem Ende der Nut (41) hat, und wobei der erste Reflektor (46) in dem Buchsenteil (40) gegenüber dem Ende der Nut (41) angeordnet ist.
Modifizierte TO Gehäuse Baueinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die optoelektronische Vorrichtung (21) eine Laserdiode ist und/oder wobei die optoelektronische Vorrichtung (21) eine Photodiode ist.