LC TOSA介绍
光模块基础知识
其中是纤芯的折射率，是包层的折射率。 越大，时延差就会越大，光脉冲展宽也 越大。从减小光纤时延差的观点上看， 希望较小为好，这种小的光纤称为弱导 光纤。通信用光纤都是弱导光纤。另外， 光纤越长，时延差也越大，色散也越大。
材料色散 材料色散是由光纤材料自身特性造成的。石英玻璃的折射率，严格来说，并 不是一个固定的常数，而是对不同的传输波长有不同的值。光纤通信实际上用的光 源发出的光，并不是只有理想的单一波长（如FP多纵模激光器），而是有一定的波 谱宽度。当光在折射率为n的介质中传播时，其速度v与空气中的光速C之间的关系 为： v=C/n 光的波长不同，折射率n就不同，光传输的速度也就不同。（找下折射率公式） 因此，当把具有一定光谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤内传输时，光的传输速 度将随光波长的不同而改变，到达终端时将产生时延差，从而引起脉冲波形展宽。 波导色散 光纤的第三类色散是波导色散。由于光纤的纤芯与包层的折射率差很小，因此 在交界面产生全反射时，就可能有一部分光进入包层之内。这部分光在包层内传输 一定距离后，又可能回到纤芯中继续传输。进入包层内的这部分光强的大小与光波 长有关，这就相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。把有一定波谱宽度的 光源发出的光脉冲射入光纤后，由于不同波长的光传输路径不完全相同，所以到达 终点的时间也不相同，从而出现脉冲展宽。具体来说，入射光的波长越长，进入包 层中的光强比例就越大，这部分光走过的距离就越长。这种色散是由光纤中的光波 导引起的，由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散。
1550FP 1.25G模块在G652光纤里 传输示意图。
色散的分类 光纤的色散主要由模式色散、材料色散和波导色散组成。其中，材料色散与波导色 散都与波长有关，所以又统称为波长色散。 模式色散
LC插针接插件设计指南
LC插针接插件设计指南Q/WHGZY武汉华工正源光子技术有限公司企业标准Q/WHGZY002-2010L C R e c e p t a c l e光插针组件技术标准2010-04-XX发布 2010-04-XX实施武汉华工正源光子技术有限公司发布前言本标准中附录A为资料性附录。
本标准由武汉华工正源光子技术有限公司开发部提出。
本标准由武汉华工正源光子技术有限公司批准。
本标准由武汉华工正源光子技术有限公司开发部起草。
本标准主要起草人：本标准2010年3月xx日首次发布。
光器件用插针技术要求1目的本规范适用于华工正源光子的光纤插针，插针组件，套筒系列的参考标准2范围本指南规定了ＳＣ／ＴＯＳＡ、ＳＣ／ＲＯＳＡ、ＬＣ／ＴＯＳＡ、ＬＣ／ＲＯＳＡ光器件用的插针产品的技术要求，检测项目和检验方法，适用于光器件用插针设计、采购、认证、使用的依据。
3引用标准下列标准所包含的条文，通过在本指南中引用而构成相关的条文。
本指南在使用时，所参考标准均有效。
所有标准都都在技术中心的电脑中共享，本指南参考所列标准都为通信行业最新标准，另本指南仅能做为依据，不做为标准。
GB l91-2000 包装储运图示标志（eqv ISO 780:1997）YDT 896-1997 FCAPC型光纤活动连接器技术条件YDT 1198-2002 光纤活动连接器插针体技术要求YDT 1272[1].1-2003 光纤活动连接器第一部分：LC型YDT 1272[1].3-2005 光纤活动连接器第3部分：SC型YDT 1812.2-2009 10Gbits 同轴连接型光发射组件（TOSA）和同轴连接型光接收组件（ROSA）技术要求及测试方法第2部分：10Gbits 有制冷TOSAYDT 1812[1].1-2008 10 Gbits同轴连接型光发射组件（TOSA）和同轴连接型光接收组件（ROSA）技术要求及测试方法第1部分：10 Gbits无制冷TOSA.YDT 1812[1].2 10 Gbits同轴连接型光发射组件（TOSA）和同轴连接型光接收组件（ROSA）技术要求及测试方法第2部分：10 Gbits有制冷TOSA-2009YDT 1812[1].3-2008 10Gbits同轴连接型光发射组件（TOSA）和同轴连接型光接收组件（ROSA）技术要求及测试方法第3部分：10GbitsROSA.pdfGB/T 2423.10-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Fc: 振动（正弦波）实验方法GB 2828–87 逐批检查计数抽样程序及抽样表GB/T 6388-1986 运输包装收发货标志YD/T282—2000 通信设备可靠性通用试验方法4定义Fiber Stub: 短光纤插针Fiber Stub Assembly：带金属座的光纤插针Receptacle ：光器件用插针接口组件Sleeve ：二氧化锆的陶瓷套筒陶瓷体光纤——插针体外径：2.4990±0.0003mm （或对LC、MU:1.2490±0.0003mm）——光纤纤芯与插针体同轴度误差：＜0.1um——光纤与插针体的角对中误差：＜0.2°——插针体凸球面的球芯偏移度：＜30um——插针体凸球面曲率半径：10~25mm（APC：5~12mm）——插针体端面光纤凹陷量：0.05um（UPC：0.1um）——APC角度规范：8°±0.5°、6°±0.5°、4°±0.5°——APC 预留尺寸SC <0.8mm 、LC< 0.3mm若厂家提供的产品与正源公司提供的采购图纸不符，应得到研发单位书面确认。
OSA知识介绍
终测PIV：筛选出不合格产品。
OSA工艺
TOSA制作工艺
关键工序：同轴耦合，激光焊接。 耦合夹具：手动耦合夹具和自动耦合设备。 手动耦合：X-Y方向找光，Z方向压光，使耦 合光功率达到规范要求。耦合光功率不一定 是可以耦合的最大光功率。 自动耦合：在X-Y方向以作较小位移，自动 记录每个位置时的光功率，然后在最大值对 应的X-Y位置焊接，这样焊接前后光功率变 化相对较小。自动耦合对来料的一致性要求 较高。 激光焊接机：三光束激光，相隔120°。可 以是水平焊接，也可以与水平面成一定角度。 激光的能量、焦距控制 ，一般焊接后剪切力 要大于300N，焊斑大小和熔深要符合要求。
TOSA: Transmitting Optical Sub-Assembly, 光发射组件 ROSA: Receiving Optical Sub-Assembly, 光接收组件 BOSA: Bi-Directional Optical Sub-Assembly, 光发射接收组件 LD: Laser Diode, 激光二极管 PD: Photo-Diode, 光电二极管 FP: Fabry-Perot, 法布里-珀罗激光二极管 DFB: Distributed Feedback Laser, 分布反馈式激光二极管 VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser, 垂直腔面发射激光器 PIN: Positive Intrinsic Negative, 同质PN结光电二极管 APD: Avalanche Photo-Diode, 雪崩光电二极管 TIA: Transimpedance Amplifier, 跨阻放大器 TO-can: A kind of package method for active component OLT: Optical Line Termination光线路终端 ONU: Optical Network Unit光网络单元 SDH: Synchronous Digital Hierarchy, 同步数字体系 SONET: Synchronous Optical Network, 光同步网络 GBE: Gigabit Ethernet, 千兆以太网
光器件封装详解-有源光器件的结构和封装.
有源光器件的结构和封装目录1有源光器件的分类 (5)2有源光器件的封装结构 (5)2.1光发送器件的封装结构 (6)2.1.1同轴型光发送器件的封装结构 (7)2.1.2蝶形光发送器件的封装结构 (7)2.2光接收器件的封装结构 (8)2.2.1同轴型光接收器件的封装结构 (8)2.2.2蝶形光接收器件的封装结构 (9)2.3光收发一体模块的封装结构 (9)2.3.11×9和2×9大封装光收发一体模块 (9)2.3.2GBIC（Gigabit Interface Converter）光收发一体模块 (10)2.3.3SFF（Small Form Factor）小封装光收发一体模块 (11)2.3.4SFP（Small Form Factor Pluggable）小型可插拔式光收发一体模块 (12)2.3.5光收发模块的子部件 (12)3有源光器件的外壳 (14)3.1机械及环境保护 (14)3.2热传递 (14)3.3电通路 (15)3.3.1玻璃密封引脚 (15)3.3.2单层陶瓷 (15)3.3.3多层陶瓷 (16)3.3.4同轴连接器 (16)3.4光通路 (17)3.5几种封装外壳的制作工艺和电特性实例 (18)3.5.1小型双列直插封装（MiniDIL） (18)3.5.2多层陶瓷蝶形封装（Multilayer ceramic butterfly type packages） (19)3.5.3射频连接器型封装 (20)4有源光器件的耦合和对准 (20)4.1耦合方式 (20)4.1.1直接耦合 (21)4.1.2透镜耦合 (22)4.2对准技术 (22)4.2.1同轴型器件的对准 (22)4.2.2双透镜系统的对准 (23)4.2.3直接耦合的对准 (23)5有源光器件的其它组件/子装配 (23)5.1透镜 (23)5.2热电制冷器（TEC） (24)5.3底座 (25)5.4激光器管芯和背光管组件 (25)6有源光器件的封装材料 (26)6.1胶 (26)6.2焊锡 (27)6.3搪瓷或低温玻璃 (27)6.4铜焊 (28)7附录：参考资料清单 (28)有源光器件的结构和封装关键词：有源光器件、材料、封装摘要：本文对光发送器件、光接收器件以及光收发一体模块等有源光器件的封装类型、材料、结构和电特性等各个方面进行了研究，给出了详细研究结果。
TOSAROSA基本知识
TOSA ROSA基本认识什么是TO SATOSA是一种光发射器件，其功能是把电信号转换为光信号半导体激光器LD分类•半导体激光器1＞法布里■珀罗型激光器F-P LD2、分布反馈激光器DFB LD3、分布B「agg反射型激光器DBR LD4、量子阱激光器QWLD5、垂直腔面发射激光器VCSEL半导体激光器LD•:•激光器被视为20世纪的三大发明（还有半导体和原子能）之一，特别是半导体激光器LD倍受重视。
❖光纤通信中最常用的光源是半导体激光器LD 和发光二极管LEDo♦主要差别：住发光二极管输出非相干光；住半导体激光器输出相干光。
发光二极管LED•:•对于光纤通信系统，如果使用多模光纤且信息比特率在100〜200Mb/s以下，同时只要求几十微瓦的输入光功率，那么LED是可选用的最佳光源。
•比起半导体激光器，因为LED不需要热稳定和光稳定电路，所以LED的驱动电路相对简单，另外其制作成本低、产量高。
发光二极管LED•LED的主要工作原理对应光的自发发射过程, 因而是一种非相干光源。
•LED发射光的谱线较宽、方向性较差，本身的响应速度又较慢，所以只适用于速率较低的通信系统。
•:•在高速、大容量的光纤通信系统中主要采用半导体激光器作光源。
半导体激光器LD❖半导体激光器的优点：尺寸小，耦合效率高，响应速度快，波长和尺寸与光纤尺寸适配，可直接调制，相干性好。
❖按结构分类：F-P LD、DFB LD、DBR LD、QW LD、VCSEL❖按性能分类：低阈值LD、超高速LD、动态单模LD、大功率LD❖按波长分类：光接收管芯可分为：850nm和"00T650nm通用；激光器管芯可分为：850nm, 1310nm,1490nm, 1550nm以及CWDM管芯；半导体激光器的工作特性♦激光器件的绝对最大额定值：住光输出功率（P。
和Pf）:从一个未损伤器件可辐射出的最大连续光输出功率。
P。
是从器件端面输出的光功率，Pf是从带有尾纤器件输出的光功率。
光模块的一些基础知识
光模块的⼀些基础知识⼀、光模块的构成：有发射激（TOSA),接受（ROSSA) 线路板 IC 外部配件⼆、光模块接⼝分为FC型、SC型、LC型、ST型和FTRJ型。
三、光收发⼀体模块分类按照速率分：以太⽹应⽤的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE SDH应⽤的155M、622M、2.5G、10G按照封装分：1×9、SFF、SFP、GBIC SFP XFP X2 XENPAK1×9封装--焊接型光模块，⼀般速率有52M/155M/622M/1.25G，多采⽤SC接⼝SFF封装--焊接⼩封装光模块，⼀般速率有155M/622M/1.25G/2.25G/4.25G，多采⽤LC接⼝GBIC封装--热插拔千兆接⼝光模块，采⽤SC接⼝SFP封装--热插拔⼩封装模块，⽬前最⾼数率可达155M/622M/1.25G/2.125G/4.25G/8G/10G，多采⽤LC接⼝XENPAK封装--应⽤在万兆以太⽹，采⽤SC接⼝XFP封装--10G光模块，可⽤在万兆以太⽹，SONET等多种系统，多采⽤LC接⼝四、按照激光类型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB LD按照发射波长分：850nm、1310nm、1550nm等等按照使⽤⽅式分：⾮热插拔（1×9、SFF），可热插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP）五、光纤模块⼜分单模和多模单模光纤使⽤的光波长为1310nm或1550 nm。
单模光纤的尺⼨为9-10/125µm 它的传输距离⼀般 10KM 20kM 40KM 70KM 120KM多模光纤使⽤的光波长多为850 nm或1310nm.多模光纤50/125µm或62.5/125µm两种，它的传输距离也不⼀样，⼀般千兆环境下50/125µm线可传输550M,62.5/125µm只可以传送330M。
(2KM 550M)从颜⾊上可以区分单模光纤和多模光纤。
TOSA简介
Access (FTTC/FTTH)
Data comm. Local Area Network
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• 3.尾纤和连接器
• 4.LD驱动电路（包括电源和芯片之间的阻抗匹配电路）
• 5.热敏电阻：作用是测量组件内的温度，提供温控信号
• 6.热电制冷器（TEC)：是一种半导体热电元件，通过改变热电元件的极性达到加 热和制冷的目的；
• 7.自动温度控制电路（ATC)： ATC和热敏电阻向接，其作用食保持LD组件内恒 定的温度（如25 ℃ ），以保证激光参数的稳定性。当组件内因LD过热而升温或 因环境温度变化时，位于组件内管壳内的热敏电阻随温度变化而改变其电阻值， 通过电阻值变化控制具有双向输出的温控装置ATC的电流大小和极性，并通过 TEC能迅速达到并维持LD的恒定工作温度。 例如，当组件管壳温度大于25℃时， TEC加正偏置，制冷过程发生，当组件管壳温度小于25 ℃时，TEC加负偏置，加 热过程发生。
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SC TOSA(Receptacle )
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SC TOSA +Pigtail
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LC TOSA ( Receptacle)
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LC TOSA( Pigtail)
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LC TOSA（Receptacle )
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TOSA应用领域
• 一.光纤通信，接入网 • 1.光纤接入网，ATM交换机，SDH系统
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Fiber-optic Product Applications
TOSA、ROSA基本原理教程
TOSA/ROSA基本原理一. 工司简介本公司属于主动元件厂，建构于OSA完整光通讯产品之下，生产之产品有別于被动无源之产品。
目前厂内所生产之产品包括有:MM TOSA: LC TYPE 、SC TYPEMM ROSA: LC TYPE 、SC TYPEHDMI BOSA型式包含有LEN CAP与FLAT WINDOWS，传输速率可满足155M~4G。
二:光1.光可分光线和光束两个种类:光线:光线可认为是由许多光子(Photon)所成的集合,就好像是一粒一粒的光子做串成的一条长线.光束: 光束可认为是光线所组成的集合,它是由很多条光线汇集而成的光线束.2.光的速度光的速度我们常用的是用字母C来表示光在真空中的速度.C=3*108Km/S光的传输速度=每秒钟可传输3*10^8公里三．产品介绍产品由To-can与Barrel Housing组成.a:TO-canb:Barrel Housing1.TOSATransmit Optical Sub-Assembly 发射光学次零组件2.TOSA发光原理3.特性LD: Laser Diode 激发二极管雷射焊接:DFB LD;FP LD(主要是SM产品)SM光纤的纤心9um长距离传输(10Km~100Km)FP LD 10~40KmDFB LD 40Km以上FP:FP激光器是以FP腔为谐振腔，发出多纵摸相干光的半导体发光器。
使用于长距离通讯.DFP：DFP激光器是在FP激光器的基础上用光栅虑光器件只有一个纵摸输出. 使用于长距离通讯. 多用在1550nm.膠封:VCSEL;LED(主要是MM产品)VCSEL产品，其全名为垂直共振腔表面放射激光(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, VCSEL)，简称面射型激光，是光纤通讯所采用的光源之一。
MM光纤的纤心50um传输距离在2Km之內VCSEL=850nm(頻寬窄)LED=1310nm(頻寬寬)LED:未经谐振输出，发非相干光的半导体发光器件又可称发光管.在制造难易度上SM比MM的难度较高,所以SM使用雷射焊接4.TOSA种类155M LED MM LC TOSA155M LED MM SC TOSA1.25G VCSEL Ball Lens MM SC TOSA1.25G VCSEL Ball Lens MM LC TOSA2.5G VCSEL Ball Lens MM SC TOSA2.5G VCSEL Ball Lens MM LC TOSA2.5G VCSEL Flat Windows MM SC TOSA2.5G VCSEL Flat Windows MM LC TOSA主要測試項目LIV测试: 是为了确定VCSEL工作特性而进行的一系列测量[光强度（L）－电流（I）－电压（V）] 。
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TO底座结构：
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常用的两种TO封装形式：
B型:
A型:
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B型打线示意图:侧面1
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B型打线示意图:侧面2
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A型打线示意图：侧面1
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A型打线示意图：侧面2
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Output Optical Power Tracking Error SMSR(DFB),FWHM(FP)（2.35б） Operating Temperature (-40~85℃)
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装管
合格
老化
管 芯 测 合 试 格
测P-I-V
合
测 测试 合
LD TO 型号
Chip：DFB、FP Source：Purchase （NEC、Sumitomo、 Mitsubishi）、WTD Speed:155M、622M、1.25G、2.5G
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关键参数(Key Parameters):
组件（小插芯管体+陶瓷套筒）
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完整的适配器：
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耦合示意图：
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耦合工艺：
一般取耦合最大焊接 在欠焦处压紧
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焊接工艺：
四光束同时完整的TOSA外观
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Product Process（测试部分）
TO帽结构示意图：
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TO帽结构示意图：（底面）
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TO封帽图：
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管体结构示意图：
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封焊管体示意图：
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适配器：
小插芯管体 陶瓷套筒 前卡筒
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小插芯管体：
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综述：TOSA Schematic （光路/机械部分）
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光学原理：
输出电流到APC 输入偏制工作电流， 光学耦合 输入调制信号 控制电路
光纤
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结构组成:(以LDM3S502D-LC为例)
TO底座 过渡块、LD芯片、PD芯片、金线 TO帽 管体 适配器（小插芯管体、陶瓷套筒、前卡 筒）