TWI690127B - 高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構 - Google Patents

高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構 Download PDF

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Abstract

一種高速垂直共振腔面射型雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，簡稱VCSEL)封裝結構，主要是藉由一由數個稜鏡構成之透鏡總成來將VCSEL雷射元件發射的雷射光加以分光，使其一小部份光可被導回一監視用檢光器(Monitor PhotoDiode；簡稱MPD)、其他大部分的光則被導向從光軸射出。此一獨特透鏡總成的設計不僅可讓雷射元件的位置無須位在光軸正下方，而能讓雷射元件更接近接腳以縮短打線距離以降低訊號損耗，且更可改善從封蓋上之透鏡(或透光片)所反射回來的反射光的問題。

Description

高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構
本發明係相關於一種高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，尤指一種藉由一透鏡總成來將雷射元件的光加以分光，使其一小部份光可被導回一監視用檢光器，同時更可讓雷射元件的位置無須位在光軸正下方、而能更接近接腳以縮短打線距離的雷射封裝結構。
垂直共振腔面射型雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，簡稱VCSEL，又譯垂直腔面發射激光器)是一種半導體元件，其雷射垂直於頂面射出，與一般用切開的獨立晶元製成、且雷射由邊緣射出的邊射型雷射有所不同。習知技術上對於VCSEL雷射元件的TO-CAN罐型封裝元件，都是把VCSEL雷射元件設置在封裝元件的正中央，也就是光軸正下方，使得由VCSEL雷射元件頂面垂直射出的雷射可直接沿著光軸行進。然而，這種傳統習知的罐型封裝方式有兩個缺點；一來，在罐型封裝元件的封蓋上的光窗上通常設置有透鏡或透光片，由於VCSEL雷射元件是位在封裝元件的正中央朝上垂直發射雷射光，所以會有一小部分的雷射光會被封蓋上的透鏡或透光片所反射回VCSEL雷射元件，造成干擾；二來，由於VCSEL雷射元件是位在封裝元件的正中央，所以VCSEL雷射元件與封裝元件上所設置負責傳輸訊號的接腳的距離相對較遠，換言之，於封裝過程中將需要以打線方式使用較長的金線來電性連接VCSEL雷射元件與相對應的接腳，因而增高了訊號傳輸的損耗程度。因此，這種傳統習知的罐型封裝方式已漸無法符合光通訊產業對於高速VCSEL雷射元件的高速傳輸速率的需求，而有待進一步改良。
緣此，本發明之主要目的係在提供一種高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，藉由一透鏡總成來將雷射元件的光加以分光，使其一小部份光可被導回一監視用檢光器。藉此，可讓雷射元件的位置無須位在光軸正下方、而能更接近接腳以縮短打線距離以降低訊號損耗，且更可改善從封蓋上之透鏡(或透光片)所反射回來的反射光的問題。
為達上述目的，本發明係提供一種高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，包括：一基座，具有一上表面及一下表面；一封蓋，蓋合於該基座上，且在該封蓋與該基座之間形成一容置空間；於該封蓋上設有一光窗，並定義有穿過該光窗且與該基座之該上表面垂直的一光軸；一雷射元件，位於該基座之該上表面，可發出一雷射光；一監視用檢光器(MPD，Monitor PhotoDiode)，位於該基座之該上表面，可用於接受由該雷射元件發出的一部份該雷射光，以供監視與回授控制該雷射元件的發光功率大小；一透鏡總成，位於該基座之該上表面上、且是位於該雷射元件與該光窗之間、且是位於該監視用檢光器與該光窗之間；其中，該雷射元件與該監視用檢光器都不是位於該光軸上；該透鏡總成具有一半反射半透射面；由該雷射元件發出之該雷射光是射向該透鏡總成，並經由該半反射半透射面將該雷射光區分成朝向兩不同方向行進的一第一光線及一第二光線；該第一光線是沿著該光軸穿過該光窗而射出，而該第二光線則是射向該監視用檢光器。
於一實施例中，該透鏡總成於一剖面方向上是呈一梯形結構且具有包括有：一底面、一第一全反射面、一頂面、一第二全反射面、以及該半反射半透射面；該底面是與該基座之該上表面相互平行；該第一全反射面的一端是連接於該底面的一端、且該第一全反射面是以一第一傾角自該底面朝向該頂面延伸並使該第一全反射面的另一端連接於該頂面；該頂面是與該底面平行；該第二全反射面的一端是連接於該底面的另一端、 且該第二全反射面是以一第二傾角自該底面朝向該頂面延伸並使該第二全反射面的另一端連接於該頂面；該半反射半透射面是夾設於該透鏡總成內部，並且，該半反射半透射面與該第一全反射面平行；其中，由該雷射元件發出之該雷射光是以垂直方向自該底面射入該透鏡總成後，經由該第一全反射面將該雷射光折向該半反射半透射面；大部分的該雷射光會被該半反射半透射面反射並折向由該頂面射出至該光窗以構成該第一光線；其餘小部分的該雷射光則會透射過該半反射半透射面以構成該第二光線；該第二光線經由該第二全反射面反射折向由該底面射出並由該監視用檢光器接收。
於一實施例中，該透鏡總成是由一第一稜鏡及一第二稜鏡所組合構成；該第一稜鏡於該剖面方向上是呈一平行四邊形結構，且該第二稜鏡於該剖面方向上是呈一等腰三角形結構；該第一稜鏡及該第二稜鏡兩者相鄰靠之面就是該半反射半透射面。
於一實施例中，於該半反射半透射面上是藉由鍍上至少一層光學膜以提供半反射半透射的功能；其中，至少有一層該光學膜的光折射係數是大於該第一稜鏡與該第二稜鏡的光折射係數。
於一實施例中，該第一稜鏡與該第二稜鏡的材質是BK7硼矽酸鹽玻璃，其光折射係數為1.5168；其中，至少有一層該光學膜的光折射係數是介於1.52~2.5之間；其中，該第一傾角是該第一全反射面與該底面之間的內夾角，其角度為45°，並且，該第二傾角是該第二全反射面與該底面之間的內夾角，其角度為45°；其中，該第一光線的光強度約為該雷射元件發出之該雷射光的80%~95%之間，且其餘的光強度是做為該第二光線。
於一實施例中，本發明之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構更包括有：一透光元件，設置於該光窗；以及複數個接腳，設置於該基座且穿透該基座之該上表面及該下表面；其中，該雷射元件是鄰近於其中之一接腳，且是直接藉由打線而電性連接於鄰近的該接腳上的一打線墊。
於一實施例中，本發明之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結 構更包括有：一次基板，設置於該基座的該上表面，且該雷射元件及該監視用檢光器都是設置在該次基板上；以及一凸台，設置於該次基板上且位於該雷射元件與該監視用檢光器之間，並且，該凸台的高度比該雷射元件與該監視用檢光器兩者都更高；其中，該透鏡總成是設置於該凸台上。
20‧‧‧封裝結構
21‧‧‧基座
211‧‧‧上表面
212‧‧‧下表面
213‧‧‧外週緣
214‧‧‧打線墊
215‧‧‧打線
22‧‧‧雷射元件
23‧‧‧監視用檢光器
24‧‧‧透鏡總成
241‧‧‧第一稜鏡
242‧‧‧第二稜鏡
2411‧‧‧第一全反射面
2410‧‧‧右底面
2413‧‧‧頂面
2422‧‧‧第二全反射面
2423‧‧‧左底面
2412、2421‧‧‧半反射半透射面
251、252‧‧‧接腳
26‧‧‧封蓋
261‧‧‧下緣
262‧‧‧側壁
263‧‧‧頂面
264‧‧‧透光元件
27‧‧‧次基板
271‧‧‧凸台
90‧‧‧光軸
91、911、912、913‧‧‧雷射光
92‧‧‧第一光線
93‧‧‧第二光線
圖一是本發明之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構的一實施例的剖面示意圖。
圖二是本發明之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構的一實施例的俯視示意圖。
圖三是本發明之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構中的透鏡總成的一實施例的剖面示意圖。
為了能更清楚地描述本發明所提出之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，以下將配合圖式詳細說明之。
本發明之高速垂直共振腔面射型雷射(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，簡稱VCSEL)封裝結構，主要是藉由一由數個稜鏡構成之透鏡總成來將VCSEL雷射元件發射的雷射光加以分光，使其一小部份光可被導回一監視用檢光器(Monitor PhotoDiode；簡稱MPD)、其他大部分的光則被導向從光軸射出。此一獨特透鏡總成的設計不僅可讓雷射元件的位置無須位在光軸正下方，而能讓雷射元件更接近接腳以縮短打線距離以降低訊號損耗，且更可改善從封蓋上之透鏡(或透光片)所反射回來的反射光的問題。
請參閱圖一及圖二，分別為本發明之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構的一實施例的剖面示意圖與俯視示意圖。於本實施例中，本發明之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構20是一個光收發裝置，其大體 上包括了：一基座21、一垂直共振腔面射型雷射元件22(VCSEL雷射元件；簡稱雷射元件)、一監視用檢光器23(Monitor PhotoDiode；簡稱MPD)、一透鏡總成24、複數個接腳251、252、一封蓋26、一透光元件264、以及一次基板27。
該基座21(Header)是用來承放、裝設、或組合其他元件的基座21，其具有一上表面211、一下表面212、以及位於上表面211外圍的一外週緣213。該封蓋26(Cap)是一個中空內凹蓋子狀的元件，其蓋合於該基座21上，且在該封蓋26與該基座21之間形成一容置空間。於本實施例中，該封蓋26具有一環狀的下緣261、從該下緣261向上延伸之一環狀側壁262、以及位於該側壁262頂部之一頂面263。該封蓋26的該下緣261是以膠合、超音波黏合、緊配卡合、或是焊接等方式固定於該基座21的外週緣213。於該封蓋26的頂面263上設有貫穿的一光窗，並定義有穿過該光窗且與該基座21之該上表面211垂直的一光軸90。該光軸90就是雷射元件22所發出之雷射光離開封裝結構20時的光路徑，於本發明中，該光軸90的方向是垂直於該基座21的該上表面211。該透光元件264是設置於該光窗，其材質可以是透明的玻璃或塑膠，除了可以封閉光窗以減少濕氣侵入該容置空間之外，若有需要時，於該透光元件264上也可以選擇性地設置例如透鏡等之光學結構。
該雷射元件22是位於該基座21之該上表面211，可發出一雷射光。於本發明中，該雷射元件22是VCSEL雷射元件，可朝向雷射元件22的正上方發射雷射光。該監視用檢光器23(MPD，Monitor PhotoDiode)，也位於該基座21之該上表面211，可用於接受由該雷射元件22發出的一小部份該雷射光，以供監視與回授控制該雷射元件22的發光功率大小。於本發明中，該雷射元件22與該監視用檢光器23都不是位於該光軸上，其兩者(該雷射元件22與該監視用檢光器23)的中心點分別與該光軸90在水平方向上具有d1與d2的偏移距離。換言之，由該雷射元件22發出的雷射光並非直接垂直向上筆直地沿著光軸90射出封裝結構20之外，而是需先經由該透鏡總成24來將雷射光導向、偏移至該光軸90的方向後，再沿著光軸90射出封裝結構20之外。
於本發明中，該透鏡總成24是位於該基座21之該上表面211上，且是位於該雷射元件22與該光窗(透光元件264)之間，且是位於該監 視用檢光器23與該光窗(透光元件264)之間。該透鏡24總成具有一半反射半透射面。由該雷射元件22發出之該雷射光是射向該透鏡總成24，並經由該透鏡總成24內部的該半反射半透射面將該雷射光區分成朝向兩不同方向行進的一第一光線及一第二光線。其中，該第一光線是沿著該光軸90穿過該光窗(透光元件264)而射出，而該第二光線則是射向該監視用檢光器23。
於本發明中，該次基板27(Sub-Mount)是設置於該基座21的該上表面211，且該雷射元件22及該監視用檢光器23都是設置在同一個該次基板27上。具體來說，於該次基板27上更設有一凸台271，該凸台271是設置於該次基板27的上表面上且是位於該雷射元件22與該監視用檢光器23之間；並且，該凸台271的高度(厚度)比該雷射元件22與該監視用檢光器23兩者都更高。其中，該透鏡總成24是設置於該凸台271上所以該透鏡總成24高度會高於該雷射元件22與該監視用檢光器23，並使得該雷射元件22與該監視用檢光器23分別位於該透鏡總成24正下方偏右、左兩側的位置處。
請參閱圖三，為本發明之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構中的透鏡總成的一實施例的剖面示意圖。於本實施例中，該透鏡總成24於一剖面方向上，其整體觀之是呈一梯形結構，且具有包括有：一底面、一第一全反射面2411、一頂面2413、一第二全反射面2422、以及該半反射半透射面2412。其中，該底面係由包括一右底面2410及一左底面2423兩者所組合構成，所以，於以下之說明中，該右底面2410及該左底面2423合併稱為該底面2410、2423。該底面2410、2423是與該基座21之該上表面211相互平行。該第一全反射面2411的一端(下端)是連接於該右底面2410的右端，且該第一全反射面2411是以一第一傾角自該右底面2410朝向該頂面2413延伸並使該第一全反射面2411的另一端(上端)連接於該頂面2413的右端。該頂面2413是與該底面2410、2423平行。該第二全反射面2422的一端(下端)是連接於該左底面2423的左端，且該第二全反射面2422是以一第二傾角自該左底面2423朝向該頂面2413延伸並使該第二全反射面2422的另一端(上端)連接或鄰靠於該頂面2413的左端。該半反射半透射面2412是夾設於該透鏡總成24內部，並且，該半反射半透射面2412與該第一全反射面2411平行。其中，由該雷射元件22發出之該雷射光91是以垂直方向自該右底面2410由下向上射入該透鏡總成24後，經由該第一全反射面2411將 該雷射光91折向使其水平射向該半反射半透射面2412(如圖三中的雷射光911所示)。之後，大部分的該雷射光會被該半反射半透射面2412反射並折向使其垂直朝上並沿著該光軸90由該頂面2413射出至該光窗以構成該第一光線92(如圖三中的雷射光912所示)，其餘小部分的該雷射光則會透射過該半反射半透射面2413以構成該第二光線93(如圖三中的雷射光913所示)。該第二光線93水平射向該第二全反射面2422並經由該第二全反射面2422反射後折向由該左底面2423垂直向下射出並由該監視用檢光器23接收(如圖三中的第二光線93所示)。
於本實施例中，該透鏡總成24是由一第一稜鏡241及一第二稜鏡242所組合構成。該第一稜鏡241於該剖面方向上是呈一平行四邊形結構，且該第二稜鏡242於該剖面方向上是呈一等腰三角形結構。該第一稜鏡241及該第二稜鏡242兩者相鄰靠之面就是該半反射半透射面2412。其中，於該半反射半透射面2412上是藉由鍍上至少一層光學膜以提供半反射半透射的功能；而這至少一層光學膜可以是鍍在該第一稜鏡241的半反射半透射面2412上，也可以是鍍在該第二稜鏡242的半反射半透射面2421上。其中，至少有一層該光學膜的光折射係數(n-index)是大於該第一稜鏡241與該第二稜鏡242本身材質的光折射係數。於本發明的一實施例中，該第一稜鏡241與該第二稜鏡242的材質是BK7硼矽酸鹽玻璃，其光折射係數為1.5168。其中，至少有一層該光學膜的光折射係數是介於1.52~2.5之間。並且，該第一傾角是該第一全反射面2411與該右底面2410之間的內夾角，其角度為45°，並且，該第二傾角是該第二全反射面2422與該左底面2423之間的內夾角，其角度為45°。其中，該第一光線的光強度約為該雷射元件22發出之該雷射光的80%~95%之間，且其餘的光強度則是做為該第二光線，而這第一光線與第二光線的百分比例則可以藉由該半反射半透射面2412上所鍍的該至少一層光學膜的結構與光折射係數來控制。
如圖一及圖二所示，於本發明中，該複數個接腳251、252是設置於該基座21且穿透該基座21之該上表面211及該下表面212後向下延伸一預定長度。該複數個接腳251、252中至少包含了用於訊號傳輸之訊號接腳251、以及接地接腳252。本發明之封裝結構，藉由該透鏡總成24的設置，可讓該雷射元件22的水平位置偏離光軸90並因此更鄰近於訊號接腳 251，且是直接藉由打線215而電性連接於鄰近的該接腳251上的一打線墊214。相較於習知直接位於光軸的雷射元件，本發明之封裝結構的雷射元件20位置可更接近訊號接腳251，所以可縮短打線215的距離以降低訊號損耗；並且，也因為本發明之雷射元件20的位置不在光軸90下，所以從封蓋26上之透光元件264(透鏡或透光片)所反射回來的反射光會因為該透鏡總成24的存在而降低對於雷射元件22的直接影響，確實可改善習知技術的種種問題。
唯以上所述之實施例不應用於限制本發明之可應用範圍，本發明之保護範圍應以本發明之申請專利範圍內容所界定技術精神及其均等變化所含括之範圍為主者。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。
20‧‧‧封裝結構
211‧‧‧上表面
212‧‧‧下表面
213‧‧‧外週緣
214‧‧‧打線墊
215‧‧‧打線
22‧‧‧雷射元件
23‧‧‧監視用檢光器
24‧‧‧透鏡總成
241‧‧‧第一稜鏡
242‧‧‧第二稜鏡
251、252‧‧‧接腳
26‧‧‧封蓋
261‧‧‧下緣
262‧‧‧側壁
263‧‧‧頂面
264‧‧‧透光元件
27‧‧‧次基板
271‧‧‧凸台
90‧‧‧光軸

Claims (6)

  1. 一種高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，包括：一基座，具有一上表面及一下表面；一封蓋，蓋合於該基座上，且在該封蓋與該基座之間形成一容置空間；於該封蓋上設有一光窗，並定義有穿過該光窗且與該基座之該上表面垂直的一光軸；一雷射元件，位於該基座之該上表面，可發出一雷射光；一監視用檢光器(MPD，Monitor PhotoDiode)，位於該基座之該上表面，可用於接受由該雷射元件發出的一部份該雷射光，以供監視與回授控制該雷射元件的發光功率大小；一透鏡總成，位於該基座之該上表面上、且是位於該雷射元件與該光窗之間、且是位於該監視用檢光器與該光窗之間；其中，該雷射元件與該監視用檢光器都不是位於該光軸上；該透鏡總成具有一半反射半透射面；由該雷射元件發出之該雷射光是射向該透鏡總成，並經由該半反射半透射面將該雷射光區分成朝向兩不同方向行進的一第一光線及一第二光線；該第一光線是沿著該光軸穿過該光窗而射出，而該第二光線則是射向該監視用檢光器；其中，該透鏡總成於一剖面方向上是呈一梯形結構且具有包括有：一底面、一第一全反射面、一頂面、一第二全反射面、以及該半反射半透射面；該底面是與該基座之該上表面相互平行；該第一全反射面的一端是連接於該底面的一端、且該第一全反射面是以一第一傾角自該底面朝向該頂面延伸並使該第一全反射面的另一端連接於該頂面；該頂面是與該底面平行；該第二全反射面的一端是連接於該底面的另一端、且該第二全反射面是以一第二傾角自該底面朝向該頂面延伸並使該第二全反射面的另一端連接於該頂面；該半反射半透射面是夾設於該透鏡總成內部，並且，該半反射半透射面與該第一全反射面平行；其中，由該雷射元件發出之該雷射光是以垂直方向自該底面射入該透鏡總成後，經由該第一全反射面將該雷射光折向該半反射半透射面；大部分的該雷射光會被該半反射半透射面反射並折向由該頂面射出至該光窗以構成該第一光線；其餘小部分的該雷射光則會透射過該半反射 半透射面以構成該第二光線；該第二光線經由該第二全反射面反射折向由該底面射出並由該監視用檢光器接收。
  2. 如中請專利範圍第1項所述之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，其中，該透鏡總成是由一第一稜鏡及一第二稜鏡所組合構成；該第一稜鏡於該剖面方向上是呈一平行四邊形結構，且該第二稜鏡於該剖面方向上是呈一等腰三角形結構；該第一稜鏡及該第二稜鏡兩者相鄰靠之面就是該半反射半透射面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，其中，於該半反射半透射面上是藉由鍍上至少一層光學膜以提供半反射半透射的功能；其中，至少有一層該光學膜的光折射係數是大於該第一稜鏡與該第二稜鏡的光折射係數。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，其中，該第一稜鏡與該第二稜鏡的材質是BK7硼矽酸鹽玻璃，其光折射係數為1.5168；其中，至少有一層該光學膜的光折射係數是介於1.52~2.5之間；其中，該第一傾角是該第一全反射面與該底面之間的內夾角，其角度為45°，並且，該第二傾角是該第二全反射面與該底面之間的內夾角，其角度為45°；其中，該第一光線的光強度約為該雷射元件發出之該雷射光的80%~95%之間，且其餘的光強度是做為該第二光線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，更包括有：一透光元件，設置於該光窗；以及複數個接腳，設置於該基座且穿透該基座之該上表面及該下表面；其中，該雷射元件是鄰近於其中之一接腳，且是直接藉由打線而電性連接於鄰近的該接腳上的一打線墊。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之高速垂直共振腔面射型雷射封裝結構，更包括有：一次基板，設置於該基座的該上表面，且該雷射元件及該監視用檢光器都是設置在該次基板上；以及一凸台，設置於該次基板上且位於該雷射元件與該監視用檢光器之間，並且，該凸台的高度比該雷射元件與該監視用檢光器兩者都更高； 其中，該透鏡總成是設置於該凸台上。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111834302B (zh) * 2020-07-28 2022-03-11 武汉邮埃服光电科技有限公司 一种晶体管管座及晶体管气密封装结构
CN112787205A (zh) * 2021-01-21 2021-05-11 昆山丘钛光电科技有限公司 激光发射模组及电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5761229A (en) * 1996-01-25 1998-06-02 Hewlett-Packard Company Integrated controlled intensity laser-based light source
US20030081645A1 (en) * 2001-10-30 2003-05-01 Uebbing John J. Optical turn for monitoring light from a laser

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031952A (en) * 1998-11-13 2000-02-29 Dicon Fiberoptics, Inc. Broadband coupler
US6895147B2 (en) * 2003-06-26 2005-05-17 Intel Corporation Laser power monitoring tap

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5761229A (en) * 1996-01-25 1998-06-02 Hewlett-Packard Company Integrated controlled intensity laser-based light source
US20030081645A1 (en) * 2001-10-30 2003-05-01 Uebbing John J. Optical turn for monitoring light from a laser

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