光器件封装详解有源光器件的结构和封装
光电子封装技术[1]
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光电子器件的封装技术
吴懿平 博士 华中科技大学 教授/博导;上海交通大学 特聘教授
光电子封装是光电子器件、电子元器件及功能应用材料的系统集成。光电子封装在光通 信系统中可分为如下级别的封装:芯片 IC 级的封装、器件封装、模块封装、系统板封装、子 系统组装和系统组装。光电子器件的封装技术来自于市场驱动,光通信的发展需要光器件满 足如下需要:更快的传输速率,更高的性能指标、更小的外形尺寸;增加光电集成的水平和 程度;低成本的封装工艺技术。从早期的双列直插、蝶形封装到同轴封装以及微型化的 Mini-DiL 封装、SFF(Small Form Factor)封装,都是顺应上述需要。而射频(RF)和混合信 号封装技术、倒装芯片技术(FC)促进了高速光电子器件的发展。光模块封装的形式也在实 际应用中从分离模块封装发展为收发合一模块封装, 从多引脚输出的封装形式 (如: 19 SC 双 插拔)发展为 SFF 小型化封装形式,引脚封装逐步被热插拔封装取代,同时,从热插拔的封 装形式(GBIC)发展为 SFP 的小型化封装形式。本文主要介绍光通信领域中的光电子有源器 件及模块的封装技术。 一、光电子器件封装形式 1 光电子器件和模块的封装形式 光电子器件和模块的封装形式,根据其应用的广度可以分为商业标准封装和客户要求的 专有封装。其中商业标准封装又可分为同轴 TO 封装、同轴器件封装、光电子组件组装和光电 子模块封装等几种。 对于同轴器件封装来说有同轴尾纤式器件(包括:同轴尾纤式激光器、同轴尾纤式探测 器、尾纤型单纤双向器件)和同轴插拔式器件(包括:同轴插拔式激光器、同轴插拔式探测 器、同轴插拔式单纤双向器件) 。其封装接口的结构有 SC 型、FC 型、LC 型、ST 型、MU-J 等形式。 光电子组件封装的封装结构形式有双列直插式封装 (DIP) 、 蝶形封装(Butterfly Packaging)、 小型化双列直插式封装(Mini-DIL)等几种。 光电子模块封装的结构形式有:19 SC 双端插拔型收发合一模块、19 双端尾纤型收发 合一模块,以及 SFF、SFP、GBIC、XFP、ZEN-Pak、X2 等多厂家协议标准化的封装类型。 此外,还有各种根据客户需要设计的专有封装。 2 光电子器件和模块的封装工艺 光电子器件、组件和模块在封装过程中涉及到的工艺按照封装工艺的阶段流程和程序, 可以具体细分为: 驱动及放大芯片(IC)封装:这类封装属于普通微电子封装工艺。这类封装的主要形式 有小外形塑料封装(SOP 或 SOIC) ;塑料有引线封装(PLCC) 、陶瓷无引线封装(LCCC) ; 方形扁平封装(QFP)球栅阵列封装(BGA)以及芯片尺寸封装(CSP 或 uBGA) 。 裸芯片(Die)封装:这类封装包括各种 IC 及半导体发光和接收器件,主要形式有:板载 芯片(COB) ;载带自动键合(TAB) ;倒装芯片(Flip Chip)等。目前,在光电子器件及组件 中发光和接收的裸片与集成芯片(IC)或 I/O 外引线的连接,就是基于陶瓷板载芯片的共晶焊 接或胶结以及金丝球键合(Bonding) 。 器件或组件(Device &. Component)封装:这类封装是指将上述板载芯片如何与光纤或 连接器进行耦合封装,从而达到光互连的目的。 模块封装:这类封装就是传统的 SMD 封装,即将光器件或组件与 PCB 板电互连,然后 通过各种 MSA 协议或客户指定的外壳进行封装的工艺形式。
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 ........................................................................................错误!未指定书签。
2有源光器件的封装结构 .................................................................................错误!未指定书签。
2.1光发送器件的封装结构 ...........................................................................错误!未指定书签。
2.1.1同轴型光发送器件的封装结构 ..........................................................错误!未指定书签。
2.1.2蝶形光发送器件的封装结构..............................................................错误!未指定书签。
2.2光接收器件的封装结构 ...........................................................................错误!未指定书签。
2.2.1同轴型光接收器件的封装结构 ..........................................................错误!未指定书签。
2.2.2蝶形光接收器件的封装结构..............................................................错误!未指定书签。
2.3光收发一体模块的封装结构....................................................................错误!未指定书签。
光器件封装工艺

光器件封装工艺1. 引言光器件封装工艺是指将光学元件(如激光二极管、光纤等)与电子元件(如芯片、电路板等)相结合,形成完整的光电子系统的过程。
在光通信、激光加工、医疗设备等领域中,光器件封装工艺起到至关重要的作用。
本文将详细介绍光器件封装工艺的流程、材料选择、常见问题及解决方案。
2. 光器件封装工艺流程2.1 设计和制造基板在进行光器件封装之前,首先需要设计和制造基板。
基板的设计应考虑到电路布局、信号传输和散热等因素。
常用的基板材料有陶瓷基板和有机基板,选择合适的材料可以提高整个系统的性能。
2.2 焊接焊接是将光学元件与电子元件相连接的关键步骤。
常见的焊接方法包括手工焊接和自动化焊接。
手工焊接适用于小批量生产,而自动化焊接适用于大规模生产。
在焊接过程中,需要注意温度控制、焊接时间和焊接质量的检测。
2.3 封装封装是将光学元件和电子元件放置在封装盒中,并固定在基板上的过程。
封装盒的选择应考虑到光学元件的保护、信号传输和散热等因素。
常见的封装盒材料有金属、陶瓷和塑料等。
不同的封装方式适用于不同的应用场景,如TO-Can、SMD等。
2.4 测试与质量控制完成光器件封装后,需要进行测试与质量控制。
测试包括光学性能测试、电气性能测试和可靠性测试等。
通过测试可以评估光器件封装的质量,并对不合格产品进行筛选和修复。
3. 光器件封装工艺材料选择3.1 基板材料选择基板材料在光器件封装中起到承载电子元件和传输信号的作用。
常见的基板材料有陶瓷基板(如铝氮化铝)和有机基板(如FR-4)。
陶瓷基板具有优异的导热性能和耐高温性能,适用于高功率应用;而有机基板成本较低,适用于一般应用。
3.2 封装盒材料选择封装盒的材料选择与光学元件的保护、信号传输和散热等因素密切相关。
金属封装盒具有良好的散热性能和电磁屏蔽性能,适用于高功率应用;陶瓷封装盒具有优异的耐高温性能和机械强度,适用于特殊环境下的应用;塑料封装盒成本较低,适用于一般应用。
光器件和芯片的结构介绍

主要内容
光模块简介 光模块内部主要元器件 光模块调制方式 光模块的特点及应用 光模块原理框图 光模块主要性能指标 光模块接口电平
构成:TEC致冷器,激光二 极管,EA调制器,背光检 测二极管和,热敏电阻等
放大器分类
➢ 跨阻放大器:Transimpedance Amplifier(TIA )
➢ 主放Main Amplifiers (MA) 或后放 Post Amplifiers
限幅放大器:Limiting Amplifier (LA) 自动增益控制放大器:Automatic Gain Control Amplifier (AGC).
主要内容
光模块简介 光模块内部主要元器件 光模块调制方式 光模块的特点及应用 光模块原理框图 光模块主要性能指标 光模块接口电平
1X9光模块
特点: ➢ 工作速率: 155Mb/s~1Gb/s ➢ 工作电压:3.3 V或5V ➢ 波长:1310nm,1550nm ➢ 宽温工作范围 ➢ 传输距离可达80km 应用 ➢ 数据通信:快速以太网,千兆以太网 ➢ 电信: OC -3/STM -1, OC -12/STM -4
1490nm PD
前置 放大器
单纤双向光组件
ONU
光收发合一模块
OLT光收发合一模块功能框图
Data IN TDIS IN
TF
Data OUT Reset IN
(选用)
激光器 驱动器
突发式 限幅放大器
MD LD
1490nm WDM
1310nm PD
突发式前置 放大器
OLT
光收发合一模块
BOSA
➢ 单纤双向光组件(Bi-Dirctional Optical Subassembly)
光电子器件封装形式

光电子器件系统封装光电子器件系统封装是把光电子器件、电子元器件及功能应用原材料进行封装的一个系统集成过程。
光电子器件封装在光通讯系统、数据中心、工业激光、民用光显示等领域应用广泛。
主要可以分为如下几个级别的封装:芯片IC 级封装、器件封装、模块封装、系统板级封装、子系统组装和系统集成。
1 光电子器件封装形式光电子器件与一般的半导体器件不同,它除了含有电学部分外,还有光学准直机构,因此器其封装结构比较复杂,并且通常由一些不同得子部件构成。
其子部件一般有两种结构,一种是激光二极管、光电探测器等部分都安装在密闭型得封装里面。
根据其应用可以分为商业标准封装和客户要求的专有封装。
其中商业标准封装可以分为同轴TO 封装,蝶形封装。
1.1 TO封装同轴封装是指管体内的光学元件(激光器芯片、背光探测器)、透镜和外部连接的光纤的光路在一同心轴线上。
同轴封装器件内部的激光器芯片和背光探测器贴装在氮化铝热沉上,通过金线引线与外部电路实现导通,由于同轴封装仅存在一个透镜,相较于蝶形封装提高了耦合效率。
TO管壳所用材料主要为不锈钢或可伐合金。
整个结构由底座、透镜、外部散热块等部位组成,结构上下同轴。
通常,TO封装激光器的内部有激光器芯片(LD)、背光探测器芯片(PD)、L型支架等,若带内部温控系统如TEC则内部还需要热敏电阻和控制芯片等部位。
图1.1为带透镜的TO激光器示意图图1.1 带透镜的TO激光器1.2 蝶形封装由于外形像蝴蝶一样,所以这种封装形式被称为蝶形封装,如图 1.2 所示为蝶形封装光器件的外形图。
蝶形封装在高速率、长距离传输的光纤通信系统中技术应用的较为广泛。
具有一些特点,如蝶形封装体内的空间大,易于半导体热电制冷器的贴装,实现对应的温控功能;相关的激光器芯片、透镜等元件易于在体内进行布局;管腿分布两侧,易于实现电路的连接;且结构方便进行测试与包装。
壳体通常为长方体,结构及实现功能通常比较复杂,可以内置制冷器、热沉、陶瓷基块、芯片、热敏电阻、背光监控,并且可以支持所有以上部件的键合引线。
光有源器件

光有源器件光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件,是光传输系统的心脏。
将电信号转换成光信号的器件称为光源,主要有半导体发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。
将光信号转换成电信号的器件称为光检测器,主要有光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)。
光纤放大器成为光有源器件的新秀,当前大量应用的是掺铒光纤放大器(EDFA),很有应用前景的是拉曼光放大器。
半导体激光二极管(LD)即半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的一类激光器,由于物质结构上的差异,产生激光的具体过程比较特殊。
常用材料有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。
激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。
半导体激光器件,可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。
同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件,而双异质结激光器室温时可实现连续工作。
半导体激光器工作原理是激励方式,利用半导体物质(电子)在能带间跃迁发光,用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜,组成谐振腔,使光振荡、反馈、产生光的辐射放大,输出激光。
半导体激光器的特性有封装技术、驱动电流、输出功率、峰值波长和光谱宽度等。
半导体激光器封装技术大都是在分立器件封装技术基础上发展与演变而来的,但却有很大的特殊性。
一般情况下,分立器件的管芯被密封在封装体内,封装的作用主要是保护管芯和完成电气互连。
而半导体激光器封装则是为了隔绝环境,避免损害,保证清洁;为器件提供合适的外引线;提高机械强度,抵抗恶劣环境;提高光学性能。
通常情况下,半导体激光器的发光波长随温度变化为0.2-0.3nm/℃,光谱宽度随之增加,影响颜色鲜艳度。
另外,当正向电流流经pn结,发热性损耗使结区产生温升,在室温附近,温度每升高1℃,半导体激光器的发光强度会相应地减少1%左右,封装散热;时保持色纯度与发光强度非常重要,以往多采用减少其驱动电流的办法,降低结温,多数半导体激光器的驱动电流限制在20mA左右。
led封装技术原理 -回复

led封装技术原理-回复LED(Light Emitting Diode),即发光二极管,是一种半导体器件,可以将电能直接转化为光能。
它具有体积小、节能、寿命长等诸多优点,因此被广泛应用于照明、显示、通信等领域。
而在LED的制造过程中,封装技术起着至关重要的作用。
本文将从LED封装的原理出发,逐步介绍LED 封装技术的相关内容。
一、LED封装技术的基本原理LED封装技术的主要目的是将发光芯片、导电线路和外部保护材料有机地结合在一起,以满足对光学性能、电学性能和物理性能的要求。
封装过程主要包括发光芯片固定、电极连接、芯片和引线的封装、外壳的塑封等步骤。
1. 发光芯片的固定LED的封装过程首先需要将发光芯片固定在封装基板上。
发光芯片是LED 的核心部件,是产生光的关键所在。
封装基板一般选用金属或陶瓷材料,具有良好的导热性能和机械强度。
通过粘接、焊接或电镀等方式,将发光芯片牢固地固定在封装基板上,以确保其稳定性和可靠性。
2. 电极的连接LED的电极连接是将芯片的正、负电极与外部电路连接的过程。
一般使用金线或锡膏等导电材料进行连接。
金线连接可以通过压接、焊接等方式进行,适用于小封装芯片;而锡膏连接则适用于大功率LED芯片。
电极连接的质量直接影响到LED的电学性能和使用寿命,因此需要精确控制连接的位置和压力。
3. 芯片和引线的封装LED芯片一般通过环氧树脂封装,以保护芯片不受外界环境的影响。
环氧树脂具有良好的绝缘性能、耐高温性能和耐候性能,能够有效隔离芯片与外界的接触。
封装过程中,需要将芯片和引线进行固定,并使用环氧树脂进行封装,以保证电极和引线与外界环境的隔离。
4. 外壳的塑封LED的封装过程最后一步就是对封装芯片进行外壳的塑封。
外壳的塑封过程中,通常使用透明树脂或瓷瓶进行封装。
透明树脂具有优良的光透过性能,能够保证LED的发光效果;瓷瓶则具有较好的耐高温性能和机械强度,适用于一些特殊领域的LED封装。
光有源器件介绍

En v
PN结空间电荷区的形成及载流子导向
PN结及其能带图
12
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pn结的偏置
反向 偏置
N
外电场
+ + + +
_ _ _ _
自建场
P
正向 偏置
N
+ + + +
_ _ _ _
自建场
P
外电场
+
_
_
+
• pn结反向偏置时,即pn结的n端与电源的正极相连,p端与电源 负极相连,外电场与自建场方向一致,造成pn结势垒增高,因 而通过pn结的电流很小,而且电流不会随电压增加而增加。 • pn结正向偏置时,外电场与自建场方向相反,造成pn结势垒降 低。n区的电子可源源不断地通过pn结流向电源正极,同时电 源的负极可以不断向n区补充电子。所以pn结正向电流大,且 随电压增加而增大。
14
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光的自发辐射和受激辐射
E2 E1 E2
• • • hf = E - E
2
E2 E1 E2
入射光 hf = E2 - E1
E2
入射光 hf = E2 - E1
• •
• • 原子吸收入 •
射光子跃迁 至高能级
13
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pn结区内的复合和辐射
• 当pn结正向偏置时,结区内存在大量的电子和空穴,导带 中的电子可能与空穴产生复-合,即导带中高能级的电子可 跃迁到价带中低能级的空穴,电子空穴复-合时有能量释 放,这能量可以转变为热而消耗,也可以由于电子从高能 级跃迁至低能级而辐射光子。 • 辐射的光子能量即为电子跃迁的能级差。 hν = Ec- Ev = Eg 光的波长:λ= C/ν =hc/Eg ν为光子频率,c为光速,h为普朗克常数。
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光器件封装详解有源光器件的结构和封装集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-有源光器件的结构和封装目录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。
1有源光器件的分类一般把能够实现光电(O/E)转换或者电光(E/O)转换的器件叫做有源光电子器件,其种类非常繁多,这里只讨论用于通信系统的光电子器件。
在光通信系统中,常用的光电子器件可以分为以下几类:光发送器件、光接收器件、光发送模块、光接收模块和光收发一体模块。
光发送器件一般是在一个管壳内部集成了激光二极管、背光检测管、热敏电阻、TEC制冷器以及光学准直机构等元部件,实现电/光转换的功能,最少情况可以只包含一个激光二极管。
而光发送模块则是在光发送器件的基础上增加了一些外围电路,如激光器驱动电路、自动功率控制电路等,比起光发送器件来说其集成度更高、使用更方便。
光接收器件一般是在一个管壳内部集成了光电探测器(APD管或PIN管)、前置放大器以及热敏电阻等元部件,实现光/电转换的功能,最少情况可以只包含一个光电探测器管芯。
光接收模块则是在光接收器件的基础上增加了放大电路、数据时钟恢复电路等外围电路,同样使用起来更加方便。
把光发送模块和光接收模块再进一步集成到同一个器件内部便形成了光收发一体模块。
它的集成度更高,使用也更加方便,目前广泛用于数据通信和光传输等领域。
2有源光器件的封装结构前面提到,有源光器件的种类繁多且其封装形式也是多种多样,这样到目前为止,对于光发送和接收器件的封装,业界还没有统一的标准,各个厂家使用的封装形式、管壳外形尺寸等相差较大,但大体上可以分为同轴型和蝶形封装两种,如图2.1所示。
而对于光收发一体模块,其封装形式则较为规范,主要有1×9和2×9大封装、2×5和2×10小封装(SFF)以及支持热插拔的SFP和GBIC 等封装。
图2.1光通信系统常用的两种封装类型的有源光器件光器件与一般的半导体器件不同,它除了含有电学部分外,还有光学准直机构,因此其封装结构比较复杂,并且通常由一些不同的子部件构成。
其子部件一般有两种结构,一种是激光二极管、光电探测器等有源部分都安装在密闭型的封装里面,同一封装里面可以只含有一个有源光器件,也可以与其它的元部件集成在一起。
TO-CAN就是最常见的一种,如图2.2所示,它管帽上有透镜或玻璃窗,管脚一般采用“金属-玻璃”密封。
这种以TO-CAN形式封装的部件一般用于更高一级的装配,例如可以加上适当的光路准直机构和外围驱动电路构成光发送或接收模块以及收发一体模块。
图2.2TO-CAN封装外形和结构图另一种结构就是将激光器或者探测器管芯直接安装在一个子装配上(submount),然后再粘接到一个更大的基底上面以提供热沉,上面可能还有热敏电阻、透镜等元件,这样的单元一般称为光学子装配(OSA:opticalsubassembly)。
光学子装配一般又分为两种:发送光学子装配(TOSA)和接收光学子装配(ROSA),图2.3就是一个典型的蝶形封装用发送光学子装配实物图。
光学子装配通常安装在TEC制冷器上或者直接安装在封装壳体的底座上。
图2.3光学子装配(OSA)2.1光发送器件的封装结构光发送器件的封装主要分为两种类型:同轴型封装(coaxialtypepackage)和蝶形封装(butterflytypepackage)。
同轴型封装一般不带制冷器,而蝶形封装根据需要可以带制冷器也可以不带制冷器。
2.1.1同轴型光发送器件的封装结构同轴型封装光发送器件的典型外形和内部结构如图2.4所示,从图中可知,同轴型光发送器件主要由TO-CAN、耦合部分、接口部分等组成。
其中TO-CAN是主要部件,它的详细结构和外形如图2.2所示,从图中可见激光器管芯和背光检测管粘接在热沉上,通过键合的方法与外部实现互联,并且TO-CAN一定要密闭封装。
耦合部分一般都是透镜,透镜可以直接装在TO-CAN上,也可以不装在TO-CAN上,而装在图2.4中所示的位置。
接口部分可以是带尾纤和连接器的尾纤型,也可以是带连接器而不带尾纤的插拔型(根据具体的应用来选择)。
尾纤的固定一般采用环氧树脂粘接或者采用激光焊接,另外可以使用单透镜结构或者直接在光纤端面制作透镜的方法来提高耦合效率。
图2.4同轴型激光器外形及内部结构图2.1.2蝶形光发送器件的封装结构蝶形封装因其外形而得名,这种封装形式一直被光通信系统所采用。
根据应用条件不同,蝶形封装可以带制冷器也可以不带。
通常在长距光通信系统中,由于对光源的稳定性和可靠性要求较高,因此需要对激光器管芯温度进行控制而加制冷器,对于一些可靠性要求较低的数据通信或短距应用的激光器就可以不加制冷器。
图2.5是蝶形封装的常见结构,它在一个金属封装的管壳内集成了半导体激光器、集成调制器、背光检测管、制冷器、热敏电阻等部件,然后通过一定的光学系统将激光器发出的光信号耦合至光纤。
一般光路上有两个透镜,第一透镜用于准直,第二透镜进行聚焦,当然也可以使用锥形光纤或者在尾部制作了透镜的光纤进行耦合。
光纤的耦合可以在壳体外部完成也可以采用伸入壳体内部的结构,如图2.6所示。
图2.5带制冷器的蝶形封装光发送器件外形和内部结构图图2.6两种不同耦合方式的蝶形封装光发送器件结构图2.2光接收器件的封装结构与光发送器件一样,光接收器件的封装类型也主要是同轴型和蝶形两种。
2.2.1同轴型光接收器件的封装结构同轴型封装光接收器件的典型外形和内部结构如图2.7所示,从图中可知,同轴型光接收器件主要由TO-CAN、耦合部分、接口部分等组成。
TO-CAN是主要部件,里面集成了探测器(PIN或者APD)图2.7同轴型光接收器件外形及内部结构图和前置放大器,通过键合的方法与外部实现互联,并且一定要密闭封装。
然后它和金属外壳、透镜、尾纤等组件通过焊接或粘接的方法固定在一起。
耦合部分一般都是透镜,透镜可以直接装在TO-CAN上,也可以不装在TO-CAN上。
接口部分可以是带尾纤和连接器的尾纤型,也可以是带连接器而不带尾纤的插拔型(根据具体的应用来选择)。
尾纤的固定一般采用环氧树脂粘接或者采用激光焊接,另外可以使用单透镜结构或者直接在光纤端面制作透镜的方法来提高耦合效率。
2.2.2蝶形光接收器件的封装结构蝶形封装光接收器件的典型外形和内部结构如图2.8所示,它主要有两种结构。
一种是使用同轴型封装的探测器加上相应的放大电路等构成,如图2.8中右下角所示,这种结构对管壳的密封性要求不高;另外一种就是将探测器以及放大电路等组件做在同一个壳体中实现,如图2.8中右上角所示,这种结构要求管壳是全密闭封装。
图2.8蝶形封装光接收器件外形和内部结构图2.3光收发一体模块的封装结构光收发一体模块就是将光发送和光接收两部分集成在同一个封装内部构成的一种新型光电子器件,它具有体积小、成本低、可靠性高以及较好的性能等优点。
它一般由发送和接收两部分构成,发送部分输入一定码率的电信号(155M、622M、2.5G等)经内部驱动芯片处理后,驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号,并且其内部带有光功率自动控制电路,使输出的光功率保持稳定。
在接收部分,一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换成电信号,然后经前置放大器处理后输出相应码率的电信号,输出的电信号一般为PECL电平,同时在输入光功率小于一定值后会输出一个无光告警信号。
光收发一体模块封装有着比较规范的标准,目前主要有以下一些形式:1×9footprint、2×9footprint、GBIC(GigabitInterfaceConverter)Transceiver、SFF(SmallFormFactor)以及SFP (SmallFormFactorPluggable)。
其中1X9和2X9两种封装为大封装,小封装的有2X5和2X10SFF两种。
光接口有SC、MTRJ、LC等形式。
2.3.11×9和2×9大封装光收发一体模块大封装的有1X9和2X9两种封装,2X9的前一排9个管脚与1X9的完全兼容,另外9个管脚有激光器功率和偏置监控以及时钟恢复等功能(2X9封装虽然带偏置和功率监控以及时钟恢复,但由于无国际标准支持,为非主流产品,使用较少,生产厂家也少,且目前部分厂家已停产)。
光接口一般采用无尾纤SC接头,但也有少量厂家生产ST接口和带尾纤的FC、SC接头。
模块内部主要由两大部分组成:发送部分和接收部分。
发送部等几部分构成,有些模块还具有发送使能、检测输出以及自动温度补偿等;接收部分主要由PIN-FET前放组件和主放电路两部分组成,并具有无光告警;模块内部的详细结构如图2.9所示,图中左边是大封装模块的典型外形图,右边是两个不同厂家模块的内部结构图(1×9封装和2×9封装模块的外形和内部结构一样)。
图2.91×9SC收发一体模块外形和内部结构2.3.2GBIC(GigabitInterfaceConverter)光收发一体模块由于部分系统需要在运行中更换光模块,为了不影响系统的正常运行,出现了不需关掉系统电源而直接插拔的光模块。
目前支持热插拔的光模块主要有GBIC(GigabitInterfaceConverter)和SFP(SmallFormFactorPlugable)两种。
图2.10是GBIC光收发一体模块的典型外形和内部结构图,从图中可知,GBIC模块和1X9以及2X9大封装的模块在光接口类型、内部结构、外形尺寸等方面都相同。
GBIC模块的光接口类型也是SC型,外形也是大尺寸,内部也是包含发送和接收两部分。
它们不同之处在于GBIC模块的电接口采用的是卡边沿型电连接器(20-pinSCA连接器),以满足模块热插拔时的上下电顺序,另外,模块内部还有一个EEPROM用来保存模块的信息。
图2.10GBIC收发一体模块外形及内部结构图2.3.3SFF(SmallFormFactor)小封装光收发一体模块SFF小封装光收发一体模块外形尺寸只有1×9大封装的一半,有2X5和2X10两种封装形式。
2X10的器件前面2X5个管脚与2X5封装的器件完全兼容,其余2X5个管脚有激光器功率和偏置监控等功能。
小封装光收发模块的光接口形式有多种,如MTRJ、LC、MU、VF-45、E3000等。
我司主要使用的有MTRJ和LC光接口。
图2.11是SFF型2×10封装LC型光接口收发一体模块典型外形和内部详细结构图,从图中可知它由接收光学子装配(结构参见同轴型光接收器)、发送光学子装配(结构参见同轴型光发送器)、光接口、内部电路板、导热架和外壳等部分组成。