[发明专利]冷却式激光模块

说明书

技术领域

本发明涉及光电子转换器，且更特定来说涉及在具有电连接器或接口的计算机或通信单元与例如在光纤通信链路中使用的光纤之间提供通信接口的集成式激光组合件或模块。

背景技术

此项技术中已知多种光电子收发器。此类装置通常包含光学传输器部分(其将电信号转换成耦合到光纤的经调制光束)及接收器部分(其接收来自光纤的光学信号且将其转换成电信号)。传统上，光学接收器区段包含光学组合件以将来自光纤的光聚焦或引导到光电检测器上，所述光电检测器又连接到电路板上的放大器/限幅器。所述光电检测器或光电二极管通常封装于经气密密封的封装中以保护其免受苛刻环境条件的影响。

同轴激光模块已用于光纤电信及CATV应用中。此类模块通常使用晶体管外形(TO)封装且在一些市场中提供相对低成本的解决方案。然而，对于其中激光器消耗相对大量的电力或在宽广的周围温度上操作激光器的应用中，必须对激光二极管(LD)及其它光学组件进行冷却以满足极窄频谱及稳定LD性能的要求。外部强制空气冷却已成为精选方法。

由于TO管座内的有限空间及其中存在的有源和无源组件的大小，将内部冷却与TO封装一起使用已证明是困难的。在这点上，一种先前努力涉及使用极小的定制热电冷却器(TEC)来冷却转换器模块且局限于仅冷却有源组件(即，LD)而不冷却无源组件(即，透镜及隔离器)。已发现，在涉及宽广的操作温度范围时，仅冷却有源组件导致不稳定的光学性能。

第7,118,292号美国专利论述装纳激光二极管、监测器光电二极管(MPD)及透镜-隔离器组合(其全部安装成与热电冷却器热接触)的TO封装中。透镜-隔离器组合的使用使热负载升高，且还由于相对大通光孔径的要求而使成本升高。在第7,118,292号美国专利中所论述的TO封装中，经由安装于楔形物上的镜将光从LD的后小面引导到MPD。此具有降低安装于冷板上的组件的轮廓的优点，从而改进机械及热稳定性。但所述镜及所述楔形物的添加也增加成本。

发明内容

本发明的目标是提供一种使用集成式热电冷却器及其它光学子组合件的经改进光学传输器。

此目标及其它目标由一种光电子装置提供，所述光电子装置包含：管座，其具有从中延伸的多个引脚；热电冷却装置，其邻近于所述管座的一侧而安装；及光电子组合件，其安装于所述热电冷却装置上。所述光电子组合件包括：发光装置，其可操作以响应于由所述多个引脚中的至少一者接收的电信号而发射光学信号；及透镜组合件，其具有一透镜且可操作以接收由所述发光装置发射的光中的至少一些光。帽大致包封所述热电冷却装置及所述光电子组合件。所述帽具有可操作以透射由所述光电子组合件发射的光的窗口。所述透镜是所述透镜组合件中的唯一光学组件。

附图说明

图1是所提议的同轴冷却式激光模块的透视图。

图2(a)及2(b)是TO包壳封装及具有平坦窗口的图1的帽的典型视图；

图3显示图1的TO管座及其引脚定向；

图4显示形成图1的模块的一部分的激光二极管及监测器光电二极管的配置；

图5显示图4中所图解说明的激光二极管及监测器光电二极管配置的侧视图；

图6显示替代激光二极管及监测器光电二极管配置的侧视图；

图7显示形成图1的模块的一部分的光学透镜组合件；

图8显示包含图4及5的激光二极管及监测器光电二极管配置和图7的透镜组合件的光电子组合件；

图9显示替代光学透镜组合件；且

图10显示包含图6的激光二极管及监测器光电二极管配置和图8的透镜组合件的替代光电子组合件。

应注意，以上图中所示的尺寸及比例并不精确且仅出于图解说明及解释目的。类似地，所述图中所示的组件还出于图解说明及解释目的。实际的组件可变化。为简单起见，本文中省略组件之间的线接合。

具体实施方式

现在将描述本发明的细节，包含其实例性方面及实施例。

记住此，图1显示具有TO包壳10及光纤尾纤模块12(具有近端及远端)的同轴冷却式激光模块，所述光纤尾纤模块用于对准TO包壳10与光纤之间的光传输轴。

TO包壳10由如图2(a)中所示的TO管座子组合件14及如图2(b)中所示的具有平坦窗口18的密封帽16组成。在此实施例中，平坦窗口18与激光束的轴具有几度的倾斜以减少背反射，但此并非必不可少的。