一种高速信号to-can结构
【技术领域】
1.本发明涉及光通信器件技术领域，特别是涉及一种高速信号to-can结构。
背景技术：2.现有的dml调制方式的激光器to主要为非制冷方案，dml直接调制方式价格便宜，易获得。采用dml调制方式主要使用的芯片为dfb芯片，dfb芯片内阻一般比传输信号线阻抗低很多，出现阻抗失配现象。无温度控制无法满足比较苛刻的外部环境条件。
3.目前解决这些问题的方法主要是通过增加tec温度控制方式，采用阻抗匹配方式减少信号失真现象，但增加阻抗匹配又会引入无效的功率耗损。
4.鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
技术实现要素：5.本发明实施例要解决的技术问题是通过增加tec温度控制方式，采用阻抗匹配方式减少信号失真现象，但增加阻抗匹配又会引入无效的功率耗损。
6.本发明实施例采用如下技术方案：
7.本发明提供了一种高速信号to-can结构，包括to底座1和激光器芯片2，具体的：
8.所述to底座1上设置有两个激光器高频信号管脚，分别用于与匹配电阻3一端，以及激光器芯片2的一端建立电气连接；其中，匹配电阻3的另一端和所述激光器芯片2的另一端互联；
9.所述激光器芯片2的两端还分别与to底座1上的两个激光器静态工作管脚连接。
10.优选的，所述匹配电阻3用于适配高频信号的信号源、高频信号源与激光器之间的传输阻抗，以及激光器自身高频阻抗三者之间的平衡。
11.优选的，还包括tec4、背光监控pd芯片5和热敏电阻6，具体的：
12.所述to底座1上还设置有两个用于驱动tec的驱动电极管脚；两个用于采集热敏电阻电压信号的感温电极管脚；用于采集背光监控pd芯片输出电信号的采样电极管脚；
13.其中，所述激光器静态工作管脚中的负极、感温电极中的负极和采样电极中的正极复用to底座上的同一个接地电极14。
14.优选的，所述匹配电阻3被制作在陶瓷板7上，所述陶瓷板7还用于设置所述激光器芯片2和背光监控pd芯片5，以使所述匹配电阻3和激光器芯片2相距距离最近；
15.所述陶瓷板7和热敏电阻6通过导电胶粘接在热沉8上之后，将热沉8通过导电胶粘接在tec4上。
16.优选的，所述陶瓷板7具体为带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7，所述热沉8具体为钨铜块，则具体的：
17.激光器芯片2通过共晶焊方式焊接在带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7，背光监控pd芯片5通过导电胶粘接在在带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7上，将贴有激光器芯片2和背光监控pd芯片5的带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7和热敏电阻6通过导电
胶粘接在钨铜块8。
18.优选的，所述所述匹配电阻3和高速信号线直接加工在陶瓷板。
19.优选的，tec4通过导电胶粘接在to底座1上，组装过程中保持背光监控pd芯片5与激光器芯片2处于to底座1的中心轴线上。
20.优选的，所述激光器芯片2的速率为10gbps、25gbps或者50gbps。
21.优选的，适用于工业级温度范围-40～85℃。
22.优选的，非球透镜帽9通过电阻焊方式焊接在to底座1的上表面上，形成密闭空间。
23.与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
24.本发明将调制信号线路和偏置信号线路分离开，在调制的高速信号线路上增加匹配电阻保持信号的完整性，匹配电阻不通过偏置线路，这样规避因匹配电阻导致的功耗增加。最大限度的利用现有to内部空间完成对信号的完整性处理。
25.采用本设计方案to既可以采用dml调制方式降低材料成本，也可以利用阻抗匹配电阻减少信号失真现象，又可以规避无效的功率损耗。这样可以很好的解决这几个问题：增加阻抗匹配设计，减少因阻抗失配导致的信号失真。可减少因阻抗匹配而导致的无效功耗。采用tec方案控温恒定波长应用。采用dml芯片方案降低设计成本。
【附图说明】
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
27.图1是本发明实施例提供的一种高速信号to-can结构的电路原理图；
28.图2是本发明实施例提供的一种高速信号to-can结构的轴视结构图；
29.图3是本发明实施例提供的一种高速信号to-can结构的轴视结构图；
30.图4是本发明实施例提供的一种高速信号to-can结构的俯视结构图；
31.图5是本发明实施例提供的一种高速信号to-can结构的电路原理图；
32.图6是本发明实施例提供的一种高速信号to-can结构的管脚结构示意图；
33.图7是本发明实施例提供的一种高速信号to-can结构的背部管脚结构示意图；
34.图8是本发明实施例提供的现有技术中的一种to-can结构的电路原理图；
35.图9是本发明实施例提供的一种高速信号to-can结构的轴视结构图；
36.图10是本发明实施例提供的一种高速信号to-can结构的正视图。
【具体实施方式】
37.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
39.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
40.实施例1:
41.本发明实施例1提供了本发明提供了一种高速信号to-can结构，如图1和图2所示，包括to底座1和激光器芯片2，具体的：
42.所述to底座1上设置有两个激光器高频信号管脚(在图2中标识为11和12)，分别用于与匹配电阻3一端，以及激光器芯片2的一端建立电气连接；其中，匹配电阻3的另一端和所述激光器芯片2的另一端互联；
43.所述激光器芯片2的两端还分别与to底座1上的两个激光器静态工作管脚(在图2中标识为13和14)连接。
44.所述匹配电阻3用于适配高频信号的信号源、高频信号源与激光器之间的传输阻抗，以及激光器自身高频阻抗三者之间的平衡。
45.本发明实施例将调制信号线路和偏置信号线路分离开，在调制的高速信号线路上增加匹配电阻保持信号的完整性，匹配电阻不通过偏置线路，这样规避因匹配电阻导致的功耗增加。最大限度的利用现有to内部空间完成对信号的完整性处理。
46.本发明实施例采用本设计方案to既可以采用dml调制方式降低材料成本，也可以利用阻抗匹配电阻减少信号失真现象，又可以规避无效的功率损耗。这样可以很好的解决这几个问题：增加阻抗匹配设计，减少因阻抗失配导致的信号失真。可减少因阻抗匹配而导致的无效功耗。采用tec方案控温恒定波长应用。采用dml芯片方案降低设计成本。
47.结合本发明实施例，作为常规的所述激光器芯片2的速率为10gbps、25gbps或者50gbps的高速应用场景，尤其是在适用于工业级温度范围-40～85℃情况下，通常如图3和图4所示，还包括tec4、背光监控pd芯片5和热敏电阻6，具体的：
48.所述to底座1上还设置有两个用于驱动tec的驱动电极管脚(在图5中标识为15和16)；两个用于采集热敏电阻电压信号的感温电极管脚(在图5中标识为17和14)；用于采集背光监控pd芯片输出电信号的采样电极管脚(在图5中标识为18和14)；
49.其中，所述激光器静态工作管脚中的负极、感温电极中的负极和采样电极中的正极复用to底座上的同一个接地电极14。相应的管脚分配图还可以参考图6和图7。
50.如图5、图6和图7所示，为融入tec4、背光监控pd芯片5(图5中标识为mpd)和热敏电阻6(图5中标识为r热)结构，并且，实现激光器静态工作管脚中的负极、感温电极中的负极和采样电极中的正极复用to底座上的同一个接地电极14后的电路原理图。通过图5不难发现，为了进一步提高对高频信号中的直流分量的过滤，在图5中高频信号管脚11和12在接入激光器芯片12(图5中标识有ld的图标对象)之前，还各自分别串接了一电容c1和c2。
51.为了能够进一步分析清楚本发明实施例实现的原理，在提供了上述图5所示的相对包含典型组件的电路原理图基础上，本发明实施例还提供了现有的一种典型高速to器件的电路原理图，相比较本发明技术方案，相应的原理图8中(为了能够直观的看到现有典型电路与我们电路之间差异，以及配套管脚的差异，在图8中仍然沿用了图5中的管脚标号标识方式)，可以发现管脚相比较本发明少了高频信号管脚11和12，这是因为在现有方案中高频管脚和直流驱动管脚是复用的，也正是因为这个原因会造成匹配电阻2被直流驱动电压供压，从而形成to器件的发热严重。阻抗匹配在普通to器件中问题不会严重，但是在高速to
器件中会成为制约可实现性非常关键的技术要素，而如图8所示的现有技术电路就无法攻克阻抗匹配和器件工作温度上相互矛盾的问题，而一旦发热无法克服，就会造成功耗的极具浪费，无法满足工业需求。而本发明则正是在这种大环境下，突破性的提出了匹配阻抗的特殊布局方式，配套的敢于提出增加管脚数量来支撑配套方案实现的魄力，才最终得以设计出类似于图5的技术方案。
52.本发明实施例通过热敏电阻6和tec4共同作用控制激光器芯片2的工作温度。通过带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7将匹配电阻3调整到调制信号路径上，减少在偏置路径上的无效功耗。同时匹配电阻减少信号路径上的阻抗失配现象。
53.如图9所示，在本发明实施例实现过程中，所述匹配电阻3被制作在陶瓷板7上，所述陶瓷板7还用于设置所述激光器芯片2和背光监控pd芯片5，以使所述匹配电阻3和激光器芯片2相距距离最近；
54.所述陶瓷板7和热敏电阻6通过导电胶粘接在热沉8上之后，将热沉8通过导电胶粘接在tec4上。
55.如图10所示，所述陶瓷板7具体为带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7，所述热沉8具体为钨铜块，则具体的：
56.激光器芯片2通过共晶焊方式焊接在带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7，背光监控pd芯片5通过导电胶粘接在在带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7上，将贴有激光器芯片2和背光监控pd芯片5的带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7和热敏电阻6通过导电胶粘接在钨铜块8。其中，所述所述匹配电阻3和高速信号线直接加工在陶瓷板。
57.其中，tec4通过导电胶粘接在to底座1上，组装过程中保持背光监控pd芯片5与激光器芯片2处于to底座1的中心轴线上。
58.如图10所示，非球透镜帽9通过电阻焊方式焊接在to底座1的上表面上，形成密闭空间。
59.实施例2：
60.本发明实施例的技术方案为一种改善功耗带匹配电阻的高速信号发光to，相比较实施例1而言，本发明实施例以一较为完整的结构实例进行方案内容的呈现。
61.本发明实施例to由to底座1、激光器芯片2、匹配电阻3、tec4、背光监控pd芯片5、热敏电阻6、携带所述匹配电阻3以及高速信号线的陶瓷板7、钨铜块8、非球透镜帽9。激光器芯片2通过共晶焊方式焊接在带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7，背光监控pd芯片5通过导电胶粘接在在带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7上，将贴有激光器芯片2和背光监控pd芯片5的带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板7和热敏电阻6通过导电胶粘接在钨铜块8。粘有陶瓷板7的钨铜块8通过导电胶粘接在tec4上，tec4通过导电胶粘接在to底座1上，组装过程中保持背光监控pd芯片5与激光器芯片2处于to底座1的中心轴线上。非球透镜帽9通过电阻焊方式焊接在to底座1的上表面上，形成密闭空间。
62.在本发明实施例中，将匹配电阻3放置在调制信号路径上，可有效规避匹配电阻在偏置路径上无效功耗。
63.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种高速信号to-can结构，其特征在于，包括to底座(1)和激光器芯片(2)，具体的：所述to底座(1)上设置有两个激光器高频信号管脚(11,12)，分别用于与匹配电阻(3)一端，以及激光器芯片(2)的一端建立电气连接；其中，匹配电阻(3)的另一端和所述激光器芯片(2)的另一端互联；所述激光器芯片(2)的两端还分别与to底座(1)上的两个激光器静态工作管脚(13,14)连接。2.根据权利要求1所述的高速信号to-can结构，其特征在于，所述匹配电阻(3)用于适配高频信号的信号源、高频信号源与激光器之间的传输阻抗，以及激光器自身高频阻抗三者之间的平衡。3.根据权利要求1所述的高速信号to-can结构，其特征在于，还包括tec(4)、背光监控pd芯片(5)和热敏电阻(6)，具体的：所述to底座(1)上还设置有两个用于驱动tec的驱动电极管脚(15,16)；两个用于采集热敏电阻电压信号的感温电极管脚(17，14)；用于采集背光监控pd芯片输出电信号的采样电极管脚(18,14)；其中，所述激光器静态工作管脚中的负极、感温电极中的负极和采样电极中的正极复用to底座上的同一个接地电极(14)。4.根据权利要求3所述的高速信号to-can结构，其特征在于，所述匹配电阻(3)被制作在陶瓷板(7)上，所述陶瓷板(7)还用于设置所述激光器芯片(2)和背光监控pd芯片(5)，以使所述匹配电阻(3)和激光器芯片(2)相距距离最近；所述陶瓷板(7)和热敏电阻(6)通过导电胶粘接在热沉(8)上之后，将热沉(8)通过导电胶粘接在tec(4)上。5.根据权利要求4所述的高速信号to-can结构，其特征在于，所述陶瓷板(7)具体为带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板(7)，所述热沉(8)具体为钨铜块，则具体的：激光器芯片(2)通过共晶焊方式焊接在带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板(7)，背光监控pd芯片(5)通过导电胶粘接在在带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板(7)上，将贴有激光器芯片(2)和背光监控pd芯片(5)的带匹配电阻以及高速信号线的陶瓷板(7)和热敏电阻(6)通过导电胶粘接在钨铜块(8)。6.根据权利要求5所述的高速信号to-can结构，其特征在于，所述所述匹配电阻(3)和高速信号线直接加工在陶瓷板。7.根据权利要求3-6任一所述的高速信号to-can结构，其特征在于，tec4通过导电胶粘接在to底座(1)上，组装过程中保持背光监控pd芯片(5)与激光器芯片(2)处于to底座(1)的中心轴线上。8.根据权利要求1-6任一所述的高速信号to-can结构，其特征在于，所述激光器芯片(2)的速率为10gbps、25gbps或者50gbps。9.根据权利要求1-6任一所述的高速信号to-can结构，其特征在于，适用于工业级温度范围-40～85℃。10.根据权利要求1-6任一所述的高速信号to-can结构，其特征在于，非球透镜帽(9)通过电阻焊方式焊接在to底座(1)的上表面上，形成密闭空间。
技术总结本发明涉及光通信器件技术领域，提供了一种高速信号TO-CAN结构。包括TO底座和激光器，具体的：所述TO底座上设置有两个激光器高频信号管脚，分别用于与匹配电阻一端，以及激光器的一端建立电气连接；其中，匹配电阻的另一端和所述激光器的另一端互联；所述激光器的两端还分别与TO底座上的两个激光器静态工作管脚连接。本发明将调制信号线路和偏置信号线路分离开，在调制的高速信号线路上增加匹配电阻保持信号的完整性，匹配电阻不通过偏置线路，这样规避因匹配电阻导致的功耗增加。最大限度的利用现有TO内部空间完成对信号的完整性处理。利用现有TO内部空间完成对信号的完整性处理。利用现有TO内部空间完成对信号的完整性处理。
技术研发人员：伍斌 阮扬
受保护的技术使用者：武汉光迅科技股份有限公司
技术研发日：2022.03.18
技术公布日：2022/7/5
