[发明专利]同轴封装带制冷DFB激光发射器

说明书

技术领域

本发明属于光通信器件，特别涉及激光发射器。

背景技术

半导体激光器是光纤通信中的光源器件，具有电光直接转换、响应速度快、体积小、寿命长等特点。半导体激光器信号的调制方式主要有直接调制激光器（DFB激光器）和外调制激光器（EML激光器）两种。直接调制激光器是通过改变输入电流来调制激光器的输出，DFB激光器由于具有动态单模、响应速度快的特点，已经成为光纤通信中的主要光源。DFB激光器结构简单、易于实现，但调制电流会引起有源层折射率的变化，导致光的相位受到调制，从而使工作频率展宽，且目前大部分DFB激光器都没有进行温度控制，容易产生啁啾(Chirp)效应，难以实现波分复用达到长距传输。部分DFB激光器封装成受温度控制激光器，专利号为200420046800.9的实用新型专利公开了一种DFB激光器组件，激光器内部带有热电制冷器，可抑制啁啾效应，但因其采用的是壳体封装，所以存在封装尺寸大、成本高的缺点。电吸收调制激光器（EA调制激光器）传输性能更优于DFB激光器，但是由于受EA芯片的限制，成本一直比较高。EML激光器芯片一直受国外芯片公司的垄断，价格昂贵。

发明内容

为了解决市场上DFB激光发射器存在的无问题，本发明采用TO同轴封装结构，通过封装制冷器于DFB激光发射器内部，达到温度精准控制、抑制啁啾的目的，且具有体积小、成本低的优点，可以大量应用在长途干线网络中，有利于实现激光高速、长距离、稳定波长的传输。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：提出一种同轴封装带制冷DFB激光发射器，包括腔体，腔体内设置有贴装在激光芯片热沉上的DFB激光芯片及贴装在探测芯片热沉上的背光探测芯片，采用TO封装结构，腔体内同轴封装有管座、管帽、光隔离器、适配器、透镜和45°全反片，热电制冷器的一侧贴装在激光芯片热沉的下方，另一侧贴装在管座上。

所述DFB激光芯片与45°全反片的贴装距离小于0.1mm，且DFB激光芯片发出的镭射线与45°全反片的中心对准。

所述背光探测芯片与DFB激光芯片之间的贴装角度为6°-8°。

所述热电制冷器与管座采用环氧胶贴装，热电制冷器与激光芯片热沉采用环氧胶贴装。。

本发明的有益效果具体体现在：采用TO封装结构，管座、管帽、光隔离器、适配器及45°全反片均采用同轴封装，尺寸更小，成本更低，有利于制作尺寸更小的光发射次模块（TOSA），以满足小型化光学收发器（XFP/SFP+）的要求。由于同轴封装带制冷DFB激光发射器采用集成化结构，其承载芯片的热沉、管壳体积非常小，与其配套的通信设备体积也可相应缩小，有利于实现光通讯设备的小型化、集成化。

DFB激光芯片的热沉下方贴装热电制冷器，热电制冷器与TO底座紧贴并采用环氧胶粘接，可以为DFB激光芯片进行有效的散热；采用热电制冷器可以使温度控制达到商业级温度（-5°~75°），且功耗小于0.2W；热电制冷器能够精确控制DFB激光芯片的温度，且DFB激光器工作的温度与波长一一对应，因此控制DFB激光芯片的温度即可使DFB激光器发射出波长稳定的激光，有效抑制啁啾效应，提高激光的传输距离，大大减少长距离光通讯设备的铺设成本。

在DFB激光发射器中采用了45°全反片来改变光路，克服了DFB激光发射器采用TO封装所带来的光路结构难题； DFB激光芯片与45°全反片均贴装在激光芯片热沉上，且二者的贴装距离小于0.1mm，上电后DFB激光芯片的镭射线正对全反片的中心，从而可以得到更好的耦合效率。

背光探测芯片的贴装和DFB激光芯片贴装角度为6°-8°，有利于得到最佳的背光电流，且不会引入反射光，可以更好地监测激光芯片的工作状态。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中Ⅰ处的局部放大图；

图3为本发明的光路图；

图中：1-管座，2-管帽，3- DFB激光芯片，4-热敏电阻，5-激光芯片热沉，6-背光探测芯片7-，探测芯片热沉，8-热电制冷器， 9-45°全反片，10-壳体，11-光隔离器，12-金属套筒，13-适配器，14-软带，15-凸透镜。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。