專利名稱：光學(xué)發(fā)送/接收裝置和光學(xué)發(fā)送/接收模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于單纖雙向通信的光學(xué)發(fā)送/接收裝置，以及用于用 于單纖雙向通信的光學(xué)發(fā)送/接收模塊。
背景技術(shù)：
用于單纖雙向通信的光學(xué)發(fā)送/接收裝置主要包括光學(xué)發(fā)送/接收 模塊、發(fā)射器電路部分、以及接收電路部分。首先，將描述關(guān)于光學(xué) 發(fā)送/接收模塊的結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)的例子。
發(fā)光器件和光接收器件被安裝于光學(xué)發(fā)送/接收模塊上，并且其中
通常采用激光二極管(LD)和光電二極管(PD)。通過如下步驟來形
成芯柱在利用沖壓成型低碳鋼并對低碳鋼鍍金(AU)而制成的芯柱基部 上制造通孔；將用于連接半導(dǎo)體器件的引腳終端插入這些通孔中；在
殼終端由低熔點(diǎn)玻璃支持的同時(shí)，將殼終端熔接到所述芯柱基部。光 學(xué)器件和電子器件在所述支架上安裝并布線，并且利用具有透鏡的罩 封裝以變成子組件。上面安裝有發(fā)光器件的子組件被稱為發(fā)送子組件。 上面安裝有光接收器件的子子組件被稱為接收子組件。這些子組件被 插入支持濾光器的殼體內(nèi)，并且這些子組件和光纖被校準(zhǔn)并且固定， 從而得到模塊。典型地，殼體比子組件大，因?yàn)樽咏M件被插入殼體內(nèi)
(專利文件1到3)。采用被證明是能夠較長時(shí)間可靠地固定光軸的激 光焊接技術(shù)的釔鋁石榴石(YAG)激光熔接以固定殼體、LD、以及PD。 在此情況下，適用于焊接的不銹鋼被用于殼體和具有透鏡的罩。從LD 發(fā)射的發(fā)送光通過透鏡會(huì)聚，傳輸通過光學(xué)分路濾波器，并且進(jìn)入光 纖。與之相反，來自光纖的接收光被光學(xué)分路濾波器反射，由透鏡會(huì) 聚，并且進(jìn)入PD。此結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了單纖雙向通信。
對于通過將發(fā)送子組件和接收子組件集成在一個(gè)殼體中而形成的 光學(xué)發(fā)送/接收模塊來說，采取對抗串?dāng)_的措施是很重要的。具體地， 近來，模塊的尺寸已在變得更小，發(fā)送子組件和接收子組件之間的距 離已在減小，并且因此，急切地需要釆取此類措施。串?dāng)_包括光學(xué)串 擾和電學(xué)串?dāng)_。電學(xué)串?dāng)_由電波或電流造成。光學(xué)串?dāng)_通過諸如增強(qiáng) 光學(xué)器件和濾光器的性能并且抑制雜散光的措施來進(jìn)行處理。形成對 比的是，因?yàn)榘l(fā)送子組件在操作時(shí)產(chǎn)生高重復(fù)頻率的強(qiáng)脈沖信號，并 且由發(fā)送子組件中的大電流造成的串?dāng)_在接收到微弱信號的接收子組 件中產(chǎn)生噪聲，所以難以處理電學(xué)串?dāng)_。
在應(yīng)用中安裝用于單纖雙向通信的光學(xué)發(fā)送/接收裝置的情況下， 構(gòu)成光學(xué)發(fā)送/接收模塊的子組件已經(jīng)被安裝于如下的電路板上上面 集成有發(fā)射器電路部分和接收電路部分的電路板；被分開以抑制串?dāng)_ 的電路板；或者柔性電路板。在此，發(fā)射器電路部分包括安裝在發(fā)射
器電路部分上的LD驅(qū)動(dòng)電路，并且接收電路部分包括安裝在接收電路 部分上的增益放大器等。圖4示出了光學(xué)發(fā)送/接收裝置的連接狀態(tài)。 光學(xué)發(fā)送/接收裝置如下。在光學(xué)發(fā)送/接收模塊的光學(xué)發(fā)送部分83的 引腳85， 85，...以及光學(xué)接收部分84的引腳86， 86，...上執(zhí)行引線 形成，以將引腳的端部改變?yōu)榇怪庇陔娐钒?1。引腳85， 85，...和引 腳86， 86，...被插入電路板81中設(shè)置的引腳連接孔中，并且從電路板 81的背面用焊料焊接。光學(xué)發(fā)送部分S3和光學(xué)接收部分84的每一個(gè) 的引腳之一是殼終端。
此光學(xué)發(fā)送/接收裝置通常被用于數(shù)百M(fèi)Hz或更低的數(shù)字傳輸。 因此，通過經(jīng)由每個(gè)芯柱的殼終端將發(fā)送子組件和接收子組件連接到 接地圖案，芯柱、罩以及殼體的電位與接地端相等。此外，甚至當(dāng)驅(qū) 動(dòng)激光器并且流動(dòng)數(shù)十mA的電流時(shí)，能夠抑制由電流引起的串?dāng)_和 由電波引起的串?dāng)_(專利文件4)。日本未審査專利申請公布No.6-160674 [專利文件2] PCT日文翻譯專利公布No,2003-524789日本未審查專利申請公布No.2004-012647 [專利文件4]日本未審查專利申請公布No.2005-21707
發(fā)明內(nèi)容
然而，最近的用于單纖雙向通信的光學(xué)發(fā)送/接收模塊被要求具有 模擬接收部分，以適用于1.2GHz或更高的高速數(shù)字傳輸，并且對應(yīng)于 光學(xué)有線電視(CATV)的視頻信號。在接收模擬信號的情況下，例如， 需要確保用于CATV的860 MHz頻率的士0.5犯帶寬或用于重新傳輸廣 播衛(wèi)星(BS)信號的1.3GHz頻率的土0.5dB帶寬，并且甚至在高頻域 內(nèi)需要相對于載波電平的-6 0 dB c或更低的較低串?dāng)_特性。
如果光學(xué)發(fā)送/接收模塊被連接到電路板，如傳統(tǒng)所做的將發(fā)送子 組件和接收子組件只經(jīng)由每個(gè)芯柱的殼終端連接到接地圖案是不夠 的。圖9示出了當(dāng)利用千兆位以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(GE-PON)標(biāo)準(zhǔn)的空 閑信號驅(qū)動(dòng)LD的同時(shí)接收用于60個(gè)信道的達(dá)到460 MHz的光學(xué)CA丁V 視頻信號以及765.25 MHz的視頻信號時(shí)，PD的輸出的達(dá)到1 GHz的頻 譜。水平軸示出了信號頻率，并且其單位為MHz。垂直軸示出了信號 輸出電壓，并且其單位為dBpV。分辨帶寬為30kHz。視頻帶寬為l kHz。 看到IOO MHz到460 MHz的視頻信號，765.25 MHz的視頻信號，以及在 500 MHz、 562.5 MHz、 687.5 MHz、 750 MHz、 812.5 MHz、 840 MHz、 875 MHz、以及937.5 MHz附近的LD的空閑信號。圖10示出了當(dāng)利用 GE-PON標(biāo)準(zhǔn)的空閑信號驅(qū)動(dòng)LD時(shí)并且沒有接收視頻信號時(shí)，PD的輸 出的達(dá)到lGHz的頻譜。水平軸示出了信號頻率，并且其單位為MHz。 垂直軸示出了信號輸出電壓，并且其單位為dB^V。分辨帶寬為30kHz。 視頻帶寬為lkHz。無論是否接收信號光，在僅驅(qū)動(dòng)LD的情況下，看到 用于驅(qū)動(dòng)LD的GE-PON標(biāo)準(zhǔn)的在500 MHz、 562.5 MHz、 687.5 MHz、 750 MHz、 810 MHz、 875 MHz、以及937.5 MHz附近的空閑信號。這被認(rèn) 為是表示盡管接地不能吸收當(dāng)LD被利用其中將發(fā)送子組件和接收子組 件僅經(jīng)由每個(gè)芯柱的殼終端連接到接地的結(jié)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)時(shí)由LD產(chǎn)生的電 學(xué)串?dāng)_，殼終端本身作為電感(L)的電感器工作。本發(fā)明的第一目的是提供用于連接光學(xué)發(fā)送/接收模塊和電路板 的方法，以有效減小在單纖雙向光學(xué)發(fā)送/接收裝置中的電學(xué)串?dāng)_。本 發(fā)明的第二目的是提供用于容易地實(shí)現(xiàn)此方法的光學(xué)發(fā)送/接收模塊。
本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收裝置包括光學(xué)發(fā)送/接收模塊和其上安裝 有電子器件的電路板，該光學(xué)發(fā)送/接收模塊包括具有內(nèi)置發(fā)光器件 的至少一個(gè)發(fā)送子組件，每一個(gè)都具有內(nèi)置光接收器件的一個(gè)或多個(gè) 接收子組件，以及用于固定該發(fā)送子組件和一個(gè)或多個(gè)接收子組件的 殼體。該光學(xué)發(fā)送/接收裝置的特征在于組成一個(gè)或多個(gè)接收子組件 的一個(gè)或多個(gè)芯柱的一個(gè)或多個(gè)芯柱基部中的至少一個(gè)芯柱基部以及 組成發(fā)送子組件的芯柱的芯柱基部被直接連接到電路板的接地圖案。
發(fā)送子組件和接收子組件的芯柱基部被直接連接到電路板的接地 圖案而在其間不使用引腳或類似物。這將減小電學(xué)串?dāng)_，并甚至在LD 被驅(qū)動(dòng)時(shí)得到?jīng)]有高頻噪聲的優(yōu)選接收特性。
如果發(fā)送子組件和接收子組件的芯柱基部被直接連接到接地圖案 而在其間不使用引腳或類似物，芯柱的浮動(dòng)電位將被穩(wěn)定地固定，并 且在發(fā)送子組件被驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的高頻噪聲能夠被接地。具體地，由于 發(fā)送子組件和接收子組件的芯柱基部兩者均被接地，所以能夠?qū)崿F(xiàn)具 有較低電學(xué)串?dāng)_的光學(xué)發(fā)送/接收模塊。芯柱的表面被鍍金，并且因此 焊接情況下的焊料可濕性良好的，從而能夠容易地建立電連接并且容 易地減少電學(xué)串?dāng)_。
將殼體直接連接到接地圖案是不足夠有效。當(dāng)發(fā)送子組件和接收 子組件的光軸被固定時(shí)，殼體被激光熔接以確保高可靠性。在耐腐蝕 性、強(qiáng)度以及成本方面不銹鋼被用作焊接的最佳金屬。
然而，不銹鋼與正常金屬相比具有大的電阻。盡管低碳鋼SPCC
材料具有大約15 Q 'cm的電阻，而不銹鋼具有大約70Q ，cm的電阻， 是低碳鋼SPCC材料的4到5倍。不銹鋼具有高耐腐蝕性，但是也具有 大電阻，并且另外比較難焊接。
即使殼體被物理地且強(qiáng)力地直接連接到接地圖案上，殼體由于其 大電阻也不能充分地接地。未被充分接地的高阻抗部分能夠被各種電 路影響，并且因此其電位浮動(dòng)。具體地，在發(fā)送子組件中產(chǎn)生的高頻 噪聲不能被充分接地；因此，部分高頻噪聲延伸到接收子組件，并且 作為電學(xué)串?dāng)_被疊加到所接收的信號上。
因此，如果發(fā)送子組件和接收子組件的芯柱基部被直接連接到電 路板的接地圖案上，則電學(xué)串?dāng)_能夠被有效地減小。
自然，發(fā)送子組件的芯柱基部和接收子組件的所有芯柱基部可以 被直接連接到電路板的接地圖案。這將固定所有芯柱的浮動(dòng)電位，并 且能夠?qū)崿F(xiàn)具有較低電學(xué)串?dāng)_的光學(xué)發(fā)送/接收模塊。
本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收裝置包括光學(xué)發(fā)送/接收模塊和其上安裝 有電子器件的電路板，該光學(xué)發(fā)送/接收模塊包括具有內(nèi)置發(fā)光器件 的至少一個(gè)發(fā)送子組件，每一個(gè)都具有內(nèi)置光接收器件的一個(gè)或多個(gè) 接收子組件，以及用于固定發(fā)送子組件和一個(gè)或多個(gè)接收子組件的殼 體。該光學(xué)發(fā)送/接收裝置的特征在于組成一個(gè)或多個(gè)接收子組件的一 個(gè)或多個(gè)芯柱的一個(gè)或多個(gè)芯柱基部中的至少一個(gè)芯柱基部以及組成 發(fā)送子組件的芯柱的芯柱基部被直接焊接到電路板的接地圖案。芯柱 基部被鍍金，并且因此，焊料可濕性良好并且接觸電阻變得較小。
本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收裝置包括光學(xué)發(fā)送/接收模塊和其上安裝 有電子器件的電路板，該光學(xué)發(fā)送/接收模塊包括具有內(nèi)置發(fā)光器件
的至少一個(gè)發(fā)送子組件，每一個(gè)都具有內(nèi)置光接收器件的一個(gè)或多個(gè) 接收子組件，以及用于固定發(fā)送子組件和一個(gè)或多個(gè)接收子組件的殼
體。該光學(xué)發(fā)送/接收裝置的特征在于組成一個(gè)或多個(gè)接收子組件的一 個(gè)或多個(gè)芯柱的一個(gè)或多個(gè)芯柱基部中的至少一個(gè)芯柱基部以及組成 發(fā)送子組件的芯柱的芯柱基部被利用諸如凸緣等的金屬部件固定到電 路板的接地圖案。這減小了電學(xué)串?dāng)_，并且甚至在驅(qū)動(dòng)LD時(shí)得到?jīng)]有 任何高頻噪聲的優(yōu)選接收特性。
安裝在本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收裝置中的光學(xué)發(fā)送/接收模塊的特 征在于，該模塊包括具有接收模擬信號光的內(nèi)置模擬光電二極管的至 少一個(gè)接收子組件。
本連接方法對于接收光學(xué)CATV模擬信號的情況特別有效，該情 況要求相對于載波的-60dBc的要求電學(xué)串?dāng)_特性。
本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收模塊的特征在于組成芯柱的芯柱基部的 半徑大于在光學(xué)發(fā)送/接收模塊的殼體的軸的中心與殼體中的最靠近電 路板的點(diǎn)之間的距離，該芯柱基部被直接連接到電路板的接地圖案。 即，該光學(xué)發(fā)送/接收模塊的特征在于芯柱基部比殼體向電路板延伸更 多。此結(jié)構(gòu)能夠容易地直接將芯柱基部連接到接地圖案而不用任何特 殊結(jié)構(gòu)的或布線的技巧。
本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收模塊的特征在于接觸接地圖案的芯柱基 部的部分是平面。此結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒔M成芯柱的芯柱基部容易且穩(wěn)固地連 接到接地圖案，并且增加生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收模塊的特征在于芯柱基部具有用來直接 連接到接地圖案的凸緣。此結(jié)構(gòu)能夠容易地將芯柱基部直接連接到接 地圖案而不用任何特殊結(jié)構(gòu)的或布線的技巧。
本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收模塊的特征在于在芯柱基部處提供的凸 緣具有電阻率比不銹鋼低的部分，其連接芯柱基部和接地圖案。此結(jié)構(gòu)能夠處理在電路板上形成切口并且在該切口中提供光學(xué)發(fā)送/接收模 塊。即，芯柱基部能夠不利用任何結(jié)構(gòu)或布線的技巧被容易地直接連 接到兩側(cè)可安裝的電路板上的接地圖案，并且由于芯柱基部固定，所 以能夠抑制周向扭轉(zhuǎn)。此結(jié)構(gòu)也能夠?qū)崿F(xiàn)具有較低串?dāng)_的緊湊的光學(xué) 發(fā)送/接收裝置。
如上所述，在光學(xué)發(fā)送/接收裝置中，能夠通過將光發(fā)射子組件和 光接收子組件的芯柱基部直接連接到接地圖案而減小電學(xué)串?dāng)_。也能 夠?qū)崿F(xiàn)可容易地減小電學(xué)串?dāng)_的光學(xué)發(fā)送/接收模塊。


圖1A是示出了本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收裝置的部件的布置的示意圖。
圖1B是圖1A的沿著A — A'的截面圖。
圖2是示出了一種狀態(tài)的圖示，在該狀態(tài)中，在本發(fā)明的光學(xué)發(fā) 送/接收裝置中，光學(xué)發(fā)送/接收模塊的子組件的芯柱基部被通過焊料直 接連接到接地圖案上。
圖3是示出本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收模塊的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4是示出了一種狀態(tài)的圖示，在該狀態(tài)中，在已知的光學(xué)發(fā)送/ 接收裝置中光學(xué)發(fā)送/接收模塊被連接到電路板。
圖5是示出了一種狀態(tài)的簡圖，在該狀態(tài)中，在已知的光學(xué)發(fā)送/ 接收裝置中殼體被連接到電路板。
圖6是示出了一種狀態(tài)的簡圖，在該狀態(tài)中，在本發(fā)明的光學(xué)發(fā) 送/接收裝置中光學(xué)發(fā)送/接收模塊的子組件的芯柱基部被通過凸緣直 接連接到接地圖案。
圖7是示出了一種狀態(tài)的簡圖，在該狀態(tài)中，本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/ 接收模塊的具有平面部分的芯柱基部被直接連接到用于單纖雙向通信 的光學(xué)發(fā)送/接收裝置的電路板的接地圖案，該平面部分通過對芯柱基 部的部分進(jìn)行切削形成。
圖8是示出了另一例子的圖示，其中，本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收模塊的具有平面部分的芯柱基部被直接連接到用于單纖雙向通信的光學(xué) 發(fā)送/接收裝置的電路板的接地圖案。
圖9是示出當(dāng)執(zhí)行信號發(fā)送/接收時(shí)由現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)發(fā)送/接收 裝置中的模擬接收電路部分接收的輸出信號的頻率特性的圖示。
圖10是示出當(dāng)執(zhí)行信號傳送時(shí)由現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)發(fā)送/接收裝置 中的模擬接收電路部分接收的輸出信號的頻率特性的圖示。
圖11是示出當(dāng)執(zhí)行信號傳送時(shí)由由本發(fā)明的用于單纖雙向通信 的光學(xué)發(fā)送/接收裝置的模擬接收電路部分接收的輸出信號的頻率特性 的圖示。
圖12A是示出了一種狀態(tài)的俯視圖，在該狀態(tài)中，本發(fā)明的用f 單纖雙向通信的光學(xué)發(fā)送/接收模塊被安裝在里面提供有切口的電路板 上。
圖12B是示出了一種狀態(tài)的側(cè)視圖，在該狀態(tài)中，本發(fā)明的用于
單纖雙向通信的光學(xué)發(fā)送/接收模塊被安裝在里面提供有切口的電路板 上。
具體實(shí)施例方式
下面將以實(shí)施例的方式對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，在實(shí)施例中本 發(fā)明被應(yīng)用于光學(xué)發(fā)送/接收裝置。在所有用于描述實(shí)施例的附圖中， 給予具有基本相同功能的部件相同的參考數(shù)字，并且省略對其的冗余 的描述。
第一實(shí)施例
圖3是示出了用在本發(fā)明第一實(shí)施例中的單發(fā)送雙接收光學(xué)發(fā)送/ 接收模塊的結(jié)構(gòu)的截面圖。
如圖3所示，光學(xué)發(fā)送/接收模塊1主要包括發(fā)送子組件IO，模 擬接收子組件20，接收子組件30,用于支持濾光器的殼體40以及光 纖50。此模塊被用于單纖雙向通信中或在光學(xué)用戶傳送系統(tǒng)中的發(fā)送/ 接收。
發(fā)送子組件包括芯柱ll，在芯柱11上安裝有發(fā)射波長為X1 (例如
1.3/xm)的發(fā)送光的LD元件15，并將LD元件15氣密地封裝在由芯柱11 和透鏡罩17形成的空腔中。透鏡18是由鉛玻璃制成的非球面透鏡；然 而，根據(jù)所需的應(yīng)用，透鏡18也可以是例如球面透鏡。透鏡罩17由例 如不銹合金制成。LD元件15是例如法布理-珀羅(fabry-perot)激光二 極管(FP-LD)，法布理一珀羅(fabry-perot)激光二極管具有在磷化 銦(InP)襯底上生長的由磷砷化銦鎵(InGaAsP)制成的有源層；然 而，根據(jù)所需的應(yīng)用，LD元件15可以是分布反饋式激光二極管 (DFB-LD)。芯柱ll由低碳鋼制成并鍍金(Au)。
接收子組件30包括芯柱31，在芯柱31上安裝有發(fā)射波長為X2 (例 如1.49/mO的接收光的PD元件32，并將PD元件32氣密地封裝在由芯柱 31和透鏡罩33形成的空腔中。透鏡34是由例如锫(BK) 7制成的球面透 鏡。透鏡罩33由不銹鋼制成。PD元件32可以采用例如具有由InGaAs制 成的光接收層的PIN-PD，或采用具有由InGaAs制成的光接收層的雪崩 光電二極管。接收子組件30可以具有以下結(jié)構(gòu)其中，跨阻放大器集 成電路(IC)(未示出)和染料罩(未示出)以及PD元件32被安裝并 彼此連接。芯柱31由低碳鋼制成并鍍金。
模擬接收子組件20包括芯柱21，在芯柱21上安裝有對于波長為X3 (例如1.55Mm)的接收光敏感的PD元件22，并將PD元件22氣密地封裝 在由芯柱21和透鏡罩23形成的空腔中。透鏡24是由例如BK7制成的球面 透鏡。透鏡罩23由不銹鋼制成。PD元件22可以釆用在光電轉(zhuǎn)換中保持 優(yōu)良線性并且具有-70 dBc或更低的相互調(diào)制2階失真IMD2的PIN-PD， 該P(yáng)IN-PD具有例如由InGaAs制成的光接收層。芯柱21由低碳鋼制成并 鍍金。
殼體44包括光學(xué)分路濾波器42、光學(xué)截止濾波器43以及支持殼41。 光學(xué)分路濾波器42可透過波長為X1的發(fā)送光，并反射波長為X2的接收
光。光學(xué)分路濾波器42是波長選擇性透射反射鏡，并且通過在例如硼 硅酸鋇玻璃上淀積介質(zhì)多層形成，以具有分路特性。光學(xué)截止濾波器
43被提供以增強(qiáng)波長X2的單色性，并且減少光學(xué)串?dāng)_。光學(xué)截止濾波 器43也是通過在例如硼硅酸鋇玻璃上淀積介質(zhì)多層形成，以具有波長 特性。支持殼41也是殼體的主體，包括光學(xué)分路濾波器42，光學(xué)截止 濾波器43，并且支持發(fā)送子組件IO、模擬接收子組件20、接收子組件 30、以及光纖50。支持殼41由適于焊接的不銹鋼制成，并通過切割構(gòu) 成作為整體的如下部件從發(fā)送子組件10到光纖50的光學(xué)路徑，用于 支持光學(xué)分路濾波器42的大約45。的傾斜平面，用于支持發(fā)送子組件IO 的圓筒內(nèi)面，用于固定光學(xué)截止濾波器43的圓筒狀空穴，以及固定平 面，該固定平面上面固定模擬接收子組件20、接收子組件30、以及光 纖50。
裝配過程如下所述。首先，光學(xué)分路濾波器42和光學(xué)截止濾波器 43通過紫外線(UV)固化樹脂附著到殼體44的支持殼41。接著，在光 纖50和發(fā)送子組件10被插進(jìn)支持殼41并被校準(zhǔn)后，支持殼41和發(fā)送子 組件10通過YAG激光熔接進(jìn)行固定。之后，光纖50被再次校準(zhǔn)，并a 光纖和殼體同樣地通過YAG激光熔接進(jìn)行固定。接著，接收子組件30 和模擬接收子組件20被校準(zhǔn)并同樣地通過YAG激光熔接進(jìn)行固定。
根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收模塊通過沿著光軸方向滑動(dòng)發(fā)送子 組件IO，將LD和光纖50校準(zhǔn)到光軸方向上。由此，在光學(xué)分路濾波器 42和光纖50的間距總是不變的，這就提供了PD的光接收靈敏度不受LD 校準(zhǔn)影響的特性。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)發(fā)送/接收模塊可以具有如上所述 的具有接收子組件30和模擬接收子組件20的單發(fā)送雙接收結(jié)構(gòu)，或者 可以具有單發(fā)送單接收結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有接收子組件30和模擬接收f 組件20的其中一個(gè)。對于安裝在模擬接收子組件20上的PD，可以使用 模擬接收專用PD，其抑制空間電荷效應(yīng)并且在光電轉(zhuǎn)換特性中保持優(yōu) 良的線性。在此情況下，需要光學(xué)發(fā)送/接收模塊進(jìn)一步減小串?dāng)_。接著將描述使用光學(xué)發(fā)送/接收模塊的光學(xué)發(fā)送/接收裝置。圖1A 和圖lB示出了本發(fā)明的單纖雙向光學(xué)發(fā)送/接收裝置。光學(xué)發(fā)送/接收裝
置包括具有單發(fā)送雙接收結(jié)構(gòu)的單纖雙向光學(xué)模塊l，以及電路板2。
電路板2包括發(fā)射器電路部分2b、接收電路部分2c、以及模擬接收 電路部分2a。發(fā)射器電路部分2b具有電源控制功能、異常檢測功能、以 及消光比控制功能，并且包括安裝于其上的LD驅(qū)動(dòng)IC 4。接收電路部 分2c包括安裝于其上的數(shù)字接收IC 6。模擬接收電路部分2a具有增益控 制功能，并且包括安裝在模擬接收電路2a上的模擬接收IC3、增益放大 器、阻抗匹配電路、接收光監(jiān)視電路(未示出)等。
光學(xué)發(fā)送/接收模塊的發(fā)送子組件10的引線端的每一個(gè)在引線端 上執(zhí)行引線形成之后被連接到發(fā)射器電路部分2b。光學(xué)發(fā)送/接收模塊 的模擬接收子組件20的引線端的每一個(gè)在引線端上執(zhí)行引線形成之后 被連接到模擬接收電路部分2a。光學(xué)發(fā)送/接收模塊的接收子組件30的 引線端的每一個(gè)在引線端上執(zhí)行引線形成之后被連接到接收電路部分 2c。這里，如圖2所示，用于子組件的芯柱基部ll、 21和31被直接連接 到公共接地圖案上。盡管使用了直接焊接7以將芯柱基部11、 21和31連 接到接地圖案，可以使用例如圖6所示的凸緣的金屬部件8以將芯柱基 部ll、 21和31固定到接地圖案。如果光學(xué)發(fā)送/接收模塊具有使得組成 芯柱基部的芯柱的半徑大于在光學(xué)發(fā)送/接收模塊的殼體的軸的中心與 殼體中的最靠近電路板的點(diǎn)之間的距離的特性，其中芯柱基部被直接 連接到電路板的接地圖案，則每個(gè)芯柱基部可以被容易地直接連接接 地。此外，薄銅板屏蔽壁5可以被提供在模擬接收電路部分2a和發(fā)射器 電路部分之間，并且可以被直接連接到公共接地圖案。通過采取這樣 的措施，即使在驅(qū)動(dòng)LD的同時(shí)流過大電流的情況下，可以在接收部分 處有效地抑制由電學(xué)串?dāng)_引起的噪聲。圖ll示出了接收光信號的頻率 特性。水平軸示出信號頻率，并且其單位為MHz。垂直軸示出信號輸 出電壓，并且其單位為dB^V。分辨帶寬為30kHz。視頻帶寬為lkHz。 沒有發(fā)現(xiàn)如圖10所示的L D特有的噪聲。
第二實(shí)施例
光學(xué)發(fā)送/接收模塊的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相同。如圖7所示， 用于光學(xué)發(fā)送/接收模塊的發(fā)送子組件和接收子組件的芯柱基部被設(shè)計(jì) 為大于光學(xué)發(fā)送/接收模塊的殼體，并且鄰近電路板的芯柱基部的部分 被切削以具有平面部分。這表示可以可靠且容易地執(zhí)行封裝基部和接 地圖案之間的直接連接。如圖11所示，電學(xué)串?dāng)_被類似地減小。
第三實(shí)施例
光學(xué)發(fā)送/接收模塊的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施例中的相同。如圖8所示， 鄰近電路板的用于發(fā)送子組件和接收子組件的芯柱基部的部分被切削 以具有平面部分。這表示可以可靠且容易地執(zhí)行在封裝基部和接地圖
案之間的直接連接。如圖11所示，電學(xué)串?dāng)_被類似地減小。 第四實(shí)施例
光學(xué)發(fā)送/接收模塊的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相同。光學(xué)發(fā)送/接收 模塊包括被提供在芯柱基部處的凸緣，用于直接連接芯柱基部和電路 板的接地圖案。所述凸緣由磷青銅制成，并且包括用于連接芯柱基部 和接地圖案的鍍金部分；然而，凸緣可以由銅合金或不銹鋼制成，具 有用于連接芯柱基部和接地圖案的鍍金部分。所述凸緣被焊接到芯柱基部。如圖12A所示，在電路板中形成矩形切口，并且將光學(xué)發(fā)送/接 收模塊布置在該切口中。請注意圖12A中省略了IC和屏蔽板。通過將每 個(gè)光學(xué)器件的引線連接到電路板的對應(yīng)端子，并且利用凸緣將芯柱基 部直接連接到電路板的接地圖案，如圖11所示，電學(xué)串?dāng)_被類似地減 小。
盡管上面描述了本發(fā)明的實(shí)施例和例子，所公布的本發(fā)明的實(shí)施 例和例子僅為示范。因此，發(fā)明的范圍不限于實(shí)施例。發(fā)明的范圍通 過權(quán)利要求公布，并且進(jìn)一步包括權(quán)利要求的所有等價(jià)物以及在發(fā)明 范圍內(nèi)的所有修改。
權(quán)利要求
1.光學(xué)發(fā)送/接收裝置，其包括光學(xué)發(fā)送/接收模塊以及其上安裝有電子器件的電路板，所述光學(xué)發(fā)送/接收模塊包括至少一個(gè)發(fā)送子組件，具有內(nèi)置發(fā)光器件；一個(gè)或多個(gè)接收子組件，每一個(gè)都具有內(nèi)置光接收器件；和殼體，用于固定所述發(fā)送子組件和所述一個(gè)或多個(gè)接收子組件，其特征在于，組成所述一個(gè)或多個(gè)接收子組件的一個(gè)或多個(gè)芯柱的一個(gè)或多個(gè)芯柱基部中的至少一個(gè)芯柱基部與組成所述發(fā)送子組件的芯柱的芯柱基部被直接連接到所述電路板的接地圖案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)發(fā)送/接收裝置，其特征在于，所述 直接連接是將所述芯柱基部直接焊接到所述電路板的所述接地圖案。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)發(fā)送/接收裝置，其特征在于，所述 直接連接是將所述芯柱基部與所述電路板的所述接地圖案通過凸緣固
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的光學(xué)發(fā)送/接收裝置，其特征在于， 所述光學(xué)發(fā)送/接收模塊包括接收模擬信號光的具有內(nèi)置模擬光電二極 管的至少一個(gè)接收子組件。
5. —種用于根據(jù)權(quán)利要求l至3所述的光學(xué)發(fā)送/接收裝置的光學(xué) 發(fā)送/接收模塊，其特征在于，組成所述芯柱的所述芯柱基部的半徑大 于所述光學(xué)發(fā)送/接收模塊的所述殼體的軸的中心與所述殼體中的最靠 近所述電路板的點(diǎn)之間的距離，所述芯柱基部被直接連接到所述電路 板的所述接地圖案。
6. —種用于根據(jù)權(quán)利要求l至3所述的光學(xué)發(fā)送/接收裝置的光學(xué) 發(fā)送/接收模塊，包括接收模擬信號光的具有內(nèi)置模擬光電二極管的至 少一個(gè)接收子組件，并且其特征在于，組成所述芯柱的所述芯柱基部 的半徑大于所述光學(xué)發(fā)送/接收模塊的所述殼體的軸的中心與所述殼體 中的最靠近所述電路板的點(diǎn)之間的距離，所述芯柱基部被直接連接到 所述電路板的所述接地圖案。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)發(fā)送/接收模塊，其特征在于，所述 芯柱基部的接觸所述接地圖案的部分是平面，并且所述芯柱基部的半 徑等于所述芯柱基部的外部中心與所述平面之間的距離。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)發(fā)送/接收模塊，其特征在于，所述 芯柱基部的接觸所述接地圖案的部分是平面，并且所述芯柱基部的半 徑等于所述芯柱基部的外部中心與所述平面之間的距離。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)發(fā)送/接收模塊，其特征在于，所述 芯柱基部具有用于執(zhí)行與所述接地圖案的直接連接的凸緣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)發(fā)送/接收模塊，其特征在于，所 述芯柱基部具有用于執(zhí)行與所述接地圖案的直接連接的凸緣。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)發(fā)送/接收模塊，其特征在于，所 述凸緣具有電阻率比不銹鋼更低的部分，所述部分連接所述芯柱基部 和所述接地圖案。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)發(fā)送/接收模塊，其特征在于，所 述凸緣具有電阻率比不銹鋼更低的部分，所述部分連接所述芯柱基部 和所述接地圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用以將光學(xué)發(fā)送/接收模塊與電路板相連接的方法，以有效減少單纖雙向光學(xué)發(fā)送/接收裝置中的電學(xué)串?dāng)_。該光學(xué)發(fā)送/接收裝置包括光學(xué)發(fā)送/接收模塊以及其上安裝有電子器件的電路板，該光學(xué)發(fā)送/接收模塊包括具有內(nèi)置發(fā)光器件的至少一個(gè)發(fā)送子組件，每一個(gè)都具有內(nèi)置光接收器件的一個(gè)或多個(gè)接收子組件，和用于固定發(fā)送子組件和一個(gè)或多個(gè)接收子組件的殼體。組成一個(gè)或多個(gè)接收子組件的一個(gè)或多個(gè)芯柱的至少一個(gè)芯柱基部與組成發(fā)送子組件的芯柱的芯柱基部被直接連接到電路板的接地圖案。
文檔編號G02B6/42GK101341637SQ20078000077
公開日2009年1月7日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者岡田毅, 辻伸治 申請人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社