[發(fā)明專利]供在光學通信模塊中使用的光學器件系統(tǒng)模塊、光學通信系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410171460.0
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN104345406B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 達·K·王;鐘-伊·蘇;弗蘭克·葉歇
• 申請（專利權）人: 安華高科技通用IP(新加坡)公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G02B6/43
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 林斯凱

技術領域

本發(fā)明涉及光學通信模塊。更特定來說，本發(fā)明涉及一種供在光學通信模塊中使用的光學器件系統(tǒng)模塊、一種并入有所述光學器件系統(tǒng)模塊的光學通信模塊及一種方法。

背景技術

在光學網絡中使用多種光學通信模塊來在所述網絡上發(fā)射及接收光學數據信號。光學通信模塊可為(1)具有光學接收能力但不具有光學發(fā)射能力的光學接收器模塊，(2)具有光學發(fā)射能力但不具有光學接收能力的光學發(fā)射器模塊，或(3)具有光學發(fā)射能力及光學接收能力兩者的光學收發(fā)器模塊。

典型的光學發(fā)射器模塊具有發(fā)射器模塊外殼、安置于所述外殼內的電子組合件(ESA)及緊固到所述發(fā)射器模塊外殼或所述ESA的光學器件系統(tǒng)模塊。發(fā)射器模塊的ESA通常包含模塊印刷電路板(PCB)、安裝于所述模塊PCB上的激光驅動器電路、安裝于所述模塊PCB上的至少一個激光二極管及安裝于所述模塊PCB上的各種其它電組件。激光驅動器電路向每一相應激光二極管輸出電驅動信號以致使所述相應激光二極管被調制。當所述激光二極管被調制時，其輸出具有對應于邏輯1及邏輯0的功率電平的光學信號。所述光學器件系統(tǒng)模塊執(zhí)行將由每一相應激光二極管產生的光學信號引導到相應發(fā)射光纖的端中的功能。所述發(fā)射光纖的所述端通過某一類型的緊固機構機械且光學耦合到所述光學器件系統(tǒng)模塊。通常將模塊PCB安裝于較高級系統(tǒng)PCB上且在兩個PCB之間進行電互連。

典型的光學接收器模塊具有接收器模塊外殼、安置于所述外殼內的ESA及緊固到所述接收器模塊外殼或所述ESA的光學器件系統(tǒng)模塊。所述ESA包含模塊PCB、安裝于所述模塊PCB上的至少一個接收光電二極管及安裝于所述模塊PCB上的各種其它電組件。所述光學接收器模塊的光學器件系統(tǒng)將從光纖的端輸出的光學數據信號引導到相應光電二極管中的一者上。所述光電二極管將傳入光學數據信號轉換成電信號。例如跨阻抗放大器(TIA)的電檢測電路接收由光電二極管產生的電信號并輸出對應經放大電信號， 所述經放大電信號由ESA的其它電路處理以恢復數據。通常將模塊PCB安裝于較高級系統(tǒng)PCB上且在兩個PCB之間進行電互連。

在光學收發(fā)器模塊中，通常將接收器及發(fā)射器ESA合并成具有上面安裝接收器及發(fā)射器的激光二極管、光電二極管以及其它電組件的單個模塊PCB的單個ESA。所有這些組件均裝納于收發(fā)器模塊外殼內。在光學收發(fā)器模塊中通常使用單個光學器件系統(tǒng)模塊來在光纖的端與相應光電二極管及激光二極管之間耦合光學信號。

在組裝上文所描述類型的發(fā)射器、接收器或收發(fā)器模塊的過程期間，首先借助標準表面安裝技術(SMT)過程將ESA的表面安裝組件安裝于模塊PCB上。典型的表面安裝組件包含電阻器、電容器、電感器及時鐘與數據恢復(CDR)電路。接著清潔ESA。在已執(zhí)行SMT過程且已清潔ESA之后，執(zhí)行裸片附接過程以將激光二極管驅動器電路、激光二極管、TIA及光電二極管附接到模塊PCB。在裸片附接過程期間，機器視覺系統(tǒng)捕獲組件及PCB的圖像?；谶@些圖像，機器人系統(tǒng)對組件的位置及定向做出調整以使其進入其在所述PCB上的恰當位置及定向中。

在已執(zhí)行裸片附接過程之后，執(zhí)行線接合過程以做出所有必要的電連接。在已執(zhí)行裸片附接過程之后，無法使ESA經受任何額外焊料回流過程，因為焊料回流過程通常會在PCB上及/或ESA的其它組件上留下例如助焊劑及焊料球等殘余物或碎屑。如果不移除，那么所述殘余物可導致性能問題。舉例來說，助焊劑可與接合線接觸從而導致電性能問題，或其可妨礙光學路徑從而導致光學性能問題。在此階段進行清潔也是不可能的，因為其可損壞線接合。另外，難以洗掉在間隔緊密的光學路徑中的焊劑及碎屑。出于這些原因，光學通信模塊通常不焊接到系統(tǒng)PCB，而是通常經配置以與非焊料界面機械耦合，例如焊接到系統(tǒng)PCB的機械連接器。此非焊料界面添加系統(tǒng)的成本。

在已執(zhí)行裸片附接及線接合過程之后，將光學器件系統(tǒng)模塊安裝到ESA上。光學器件系統(tǒng)模塊通常為具有形成于其中的用于在光纖的端與相應光電子組件(即，激光二極管及光電二極管)之間耦合光學信號的一個或一個以上光學耦合元件的經模制塑料部件。所述光學耦合元件通常為折射、衍射或反射光學元件(例如，透鏡、反射器、衍射光柵)。光纖的端經由直接耦合布置(例如，對接耦合)或經由固持光纖的端并與模塊外殼配對的光學連接器裝置機械耦合到光學器件系統(tǒng)模塊。