CN103257411B - 一种用于宽带高速传输的并行光收发组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于宽带高速传输的并行光收发组件，第一印刷电路板的一端形成镀金插板结构的信号输入端口，第二印刷电路板表面设置有TIA跨阻放大器、激光器驱动芯片、PD光电探测器阵列、VCSEL垂直腔发射激光器阵列和垫片；光纤阵列前端置于光纤固定组件内，光纤阵列与PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列耦合对准；光纤固定组件包括光纤取向转换件底板、覆盖板和紧固栓，光纤取向转换件底板表面刻有V型槽，V型槽内放置光纤阵列的裸纤，其上盖有覆盖板；光纤取向转换件底板、垫片和第二印刷电路板设有与紧固栓相匹配的孔。实现高耦合效率的光学封装，降低光电元器件阵列贴装精度和光电元器件与光纤连接的工艺难度。

Description

一种用于宽带高速传输的并行光收发组件

技术领域

本发明涉及一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，属于通讯技术领域。

背景技术

随着人类对信号高速传输要求的提高，并行光收发组件应运而生。并行光模块是在一个单体结构中实现多路电信号与光信号的相互转换，从而实现收发功能。由于器件集成化和小型化带来的高带宽密度和低功耗，使得并行光学模块的传输带宽和使用功耗大大优于多个分立器件，从而提高了***的传输性能。

然而，多个分立元器件的存在使得并行光学模块封装时所允许的装配误差更小，对准精度要求更高，对封装中保证高的光耦合效率提出了更高的要求。目前是将置有TIA跨阻放大器、Driver驱动等的集成电路板和置有PD光电探测器阵列、VCSEL垂直腔发射激光器阵列、有关耦合光纤用的Lens透镜阵列和其他光学连接器等光组件再加上模块外壳最终合成模块。这种封装结构复杂，加工难度大，工艺时间长，成本高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于宽带高速传输的并行光收发组件。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，特点是：包括第一印刷电路板、第二印刷电路板、连接第一印刷电路板与第二印刷电路板的软性板、TIA跨阻放大器、激光器驱动芯片、PD光电探测器阵列、VCSEL垂直腔发射激光器阵列、光纤阵列和光纤固定组件，所述第一印刷电路板的一端形成镀金插板结构的信号输入端口，第二印刷电路板表面设置有TIA跨阻放大器、激光器驱动芯片、PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列；光纤阵列前端置于光纤固定组件内，光纤阵列与PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列耦合对准；

所述光纤固定组件包括光纤取向转换件底板、覆盖板和紧固栓，光纤取向转换件底板设有与紧固栓相匹配的孔，紧固栓的一端连接光纤取向转换件底板，另一端连接第二印刷电路板，光纤取向转换件底板表面刻有V型槽，V型槽内放置光纤阵列的裸纤，其上盖有覆盖板，裸纤长度与光纤取向转换件底板长度匹配，覆盖板通过固定胶与光纤取向转换件底板连接。

进一步地，上述的一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，所述第二印刷电路板表面通过flipchip倒装工艺方式设置有TIA跨阻放大器和激光器驱动芯片，通过金线键合方式封装有PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列。

更进一步地，上述的一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，所述光纤阵列包含八根以上并平行等距排列的光纤，光纤阵列的前端露出长度一致的裸纤，裸纤置于V型槽内。

更进一步地，上述的一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，所述光纤阵列均分为两组，其耦合面以一对一的方式分别与PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列的有效中心区域对准，结合处置以折射率匹配胶。

再进一步地，上述的一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，所述PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列的同排放置有垫片，垫片设有与紧固栓相匹配的孔。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明提供了一种简单易行的宽带高速传输并行光收发组件，采用独特的软硬板结合的制作技术，对VCSEL激光器阵列和PD光电探测器阵列采用主动对准技术进行光学耦合，省去了光学透镜的使用，并利用了更为便捷的光纤固定件，实现了高耦合效率的光学封装，降低了光电元器件阵列贴装精度和光电元器件与光纤连接的工艺难度，并提升了组件装配误差容忍度，降低加工成本，更适合批量生产应用。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明并行光收发组件的结构示意图；

图2：光纤固定件的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，包括第一印刷电路板1、第二印刷电路板2、连接第一印刷电路板1与第二印刷电路板2的软性板3、TIA跨阻放大器4、激光器驱动芯片5、PD光电探测器阵列6、VCSEL垂直腔发射激光器阵列7、光纤阵列8、光纤固定组件9和垫片10，第一印刷电路板1的一端形成镀金插板结构的信号输入端口，第二印刷电路板2表面通过flipchip倒装工艺方式设置有TIA跨阻放大器4和激光器驱动芯片5，通过金线键合方式封装有PD光电探测器阵列6和VCSEL垂直腔发射激光器阵列7；光纤阵列8前端置于光纤固定组件9内，光纤阵列8与PD光电探测器阵列6和VCSEL垂直腔发射激光器阵列7耦合对准并进行信号传输；第二印刷电路板2设有与紧固栓相匹配的孔，用于光学固定件的固定。

如图2所示，光纤固定组件9包括光纤取向转换件底板13、覆盖板11和紧固栓12，光纤取向转换件底板13设有与紧固栓相匹配的孔，紧固栓12的一端连接光纤取向转换件底板13，另一端连接第二印刷电路板2，光纤取向转换件底板13表面刻有V型槽，V型槽内放置光纤阵列8的裸纤，其上盖有覆盖板11，裸纤长度与光纤取向转换件底板13长度匹配，覆盖板11通过UV固定胶与光纤取向转换件底板13连接。

其中，光纤阵列8包含十二根并平行等距排列的光纤，十二根光纤的前端露出长度一致的裸纤，裸纤置于V型槽内，通过光纤固定组件实现光电元器件阵列的有效区域中心与光纤阵列之间的高耦合效率控制。

光纤阵列8均分为两组，其耦合面以一对一的方式分别与PD光电探测器阵列6和VCSEL垂直腔发射激光器阵列7的有效中心区域对准，结合处置以折射率匹配胶。

PD光电探测器阵列6和VCSEL垂直腔发射激光器阵列7的同排放置有垫片10，垫片10设有与紧固栓相匹配的孔，垫片10的设置主要为防止光纤固定组件9以及光纤阵列8在与PD光电探测器阵列6和VCSEL垂直腔发射激光器阵列7耦合时碰坏光电器件。

综上所述，本发明提供了一种简单易行的宽带高速传输并行光收发组件，采用独特的软硬板结合的制作技术，对VCSEL激光器阵列和PD光电探测器阵列采用主动对准技术进行光学耦合，省去了光学透镜的使用，并利用了更为便捷的光纤固定件，实现了高耦合效率的光学封装，降低了光电元器件阵列贴装精度和光电元器件与光纤连接的工艺难度，并提升了组件装配误差容忍度，降低加工成本，更适合批量生产应用。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，包括第一印刷电路板、第二印刷电路板、连接第一印刷电路板与第二印刷电路板的软性板、TIA跨阻放大器、激光器驱动芯片、PD光电探测器阵列、VCSEL垂直腔发射激光器阵列、光纤阵列和光纤固定组件，所述第一印刷电路板的一端形成镀金插板结构的信号输入端口，第二印刷电路板表面设置有TIA跨阻放大器、激光器驱动芯片、PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列；光纤阵列前端置于光纤固定组件内，光纤阵列与PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列耦合对准；

其特征在于：所述光纤固定组件包括光纤取向转换件底板、覆盖板和紧固栓，光纤取向转换件底板设有与紧固栓相匹配的孔，紧固栓的一端连接于光纤取向转换件底板所设孔中，光纤取向转换件底板表面刻有V型槽，V型槽内放置光纤阵列的裸纤，其上盖有覆盖板，裸纤长度与光纤取向转换件底板长度匹配，覆盖板通过固定胶与光纤取向转换件底板连接；所述PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列的同排放置有垫片，所述第二印刷电路板和垫片设有与紧固栓相匹配的孔；所述紧固栓的另一端对位连接于第二印刷电路板。

2.根据权利要求1所述的一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于：所述第二印刷电路板表面通过flipchip倒装工艺方式设置有TIA跨阻放大器和激光器驱动芯片，通过金线键合方式封装有PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列。

3.根据权利要求1所述的一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于：所述光纤阵列包含八根以上并平行等距排列的光纤，光纤阵列的前端露出长度一致的裸纤，裸纤置于V型槽内。

4.根据权利要求1或3所述的一种用于宽带高速传输的并行光收发组件，其特征在于：所述光纤阵列均分为两组，其耦合面以一对一的方式分别与PD光电探测器阵列和VCSEL垂直腔发射激光器阵列的有效中心区域对准，结合处置以折射率匹配胶。