TOSAROSABOSA光電組件介紹專題培訓(xùn)課件

TOSAROSABOSA光電組件介紹TOSAROSABOSA光電組件介紹1目錄5-1概述5-2光發(fā)射組件（TOSA）5-3光接收組件（ROSA）5-4光收發(fā)一體組件（BOSA）5-5光電模塊5-6最新進展和未來發(fā)展目錄5-1概述25-1概述光電模塊在STM-1ADM光通信系統(tǒng)中的位置HDB3編碼HDB3解碼去映射映射時隙指定/交叉E1E1-分插享用段/通道開銷處理解擾碼串/并段/通道開銷處理擾碼串/并STM-1光電模塊光電模塊O/E抽時鐘網(wǎng)管電源E/O定時再生GaAs—ICGe-Si--ICSi-MOS—ICLSorULSGaAs—ICGe-Si--IC5-1概述光電模塊在STM-1ADM光通信系統(tǒng)中的位置H35-1概述光端機的技術(shù)發(fā)展和光電模塊的產(chǎn)生StandardCompactPCIplatformMUXPWBOTBORBDEMUX+MUX/DEMUXPWBPWBORBOTRB+過去現(xiàn)在未來??5-1概述光端機的技術(shù)發(fā)展和光電模塊的產(chǎn)生Standard45-1概述光電模塊的基本結(jié)構(gòu)光電模塊定義：完成O/E、E/O變換且具有標準光接口和電接口的系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)：光源（TOSA）+驅(qū)動電路、探測器（ROSA）+接收電路、接口、其它輔助電路、外殼分類方法結(jié)構(gòu)用途國內(nèi)外主要廠家

5-1概述光電模塊的基本結(jié)構(gòu)55-2TOSA含義：TransmitterOpticalSub-Assembly光發(fā)射組件（TOSA）分類：同軸封裝（TO-CAN）其它結(jié)構(gòu)TO56LD、金屬件、陶瓷套筒（sleeve）、陶瓷插芯（ferrule）5-2TOSA含義：TransmitterOptical65-2TOSATOSA的設(shè)計光學(xué)設(shè)計合適的耦合效率小的光反射傳統(tǒng)的：低成本：5-2TOSATOSA的設(shè)計傳統(tǒng)的：75-2TOSA光學(xué)設(shè)計球透鏡耦合效率~15%8°插芯陶瓷反射損耗~-50dB耦合臺精度~0.8m非球透鏡耦合效率~50%8°插芯陶瓷反射損耗~-50dB耦合臺精度~0.5m5-2TOSA光學(xué)設(shè)計85-2TOSA球透鏡:?優(yōu)點:工藝成熟,用量大,成本低?問題:耦合效率?低?原因:球透鏡的球差太大|X|=1/2(n2/(n2-1)2-1)·f·NA3對ф=1.5mm,n2=1.5的球透鏡|X|∽1.7mm>>φf?max≦15%Pf(max)∽1.5mwLD|X|光纖N25-2TOSA球透鏡:N295-2TOSA非球透鏡?優(yōu)點:像差小,?高?問題:工藝復(fù)雜,價格較高

光纖LD

?≥35%?max∽53%

5-2TOSA非球透鏡105-2TOSA球透鏡與光纖插芯耦合5-2TOSA球透鏡與光纖插芯耦合11產(chǎn)品對比－非球透鏡與NEC、巨康、SUMITOMO的同類產(chǎn)品的主要參數(shù)對比廠家型號Ith(mA)(CW)Vf(V)(Ith+20mA)η(W/A)(CW,5mW)λc(nm)(CW,5mw)MINTYPMAXMINTYPMAXMINTYPMAXMINTYPMAX鐳波5151.11.60.350.4129013101330NECNX6306G10201.11.60.20.312801335巨康A(chǔ)C322010151.151.50.30.4129013101330SUMITOMOSLT11308151.21.6128013101340廠家型號Δλ(nm)(CW,RMS)Im(uA)(Vr=5V)Iop(mA)(CW,5mW)MINTYPMAXMINTYPMAXMINTYPMAX鐳波2415040010002030NECNX6306G2006001000巨康A(chǔ)C3220231002230SUMITOMOSLT113025200產(chǎn)品對比－非球透鏡與NEC、巨康、SUMITOMO的同類產(chǎn)品12產(chǎn)品對比－非球透鏡對比NEC、巨康、SUMITOMO的同類產(chǎn)品的出纖功率/耦合效率，鐳波產(chǎn)品達到國際同類產(chǎn)品的先進水平表中單位：光功率為mW，耦合效率為%廠家型號MINTYPMAX鐳波5.0/45%5.2/50%6.4/53%NECNX6306G4.0/40%巨康A(chǔ)C32203.5/38%SUMITOMOSLT11304.0/40%產(chǎn)品對比－非球透鏡對比NEC、巨康、SUMITOMO的同類產(chǎn)135-2TOSA熱設(shè)計DescriptionValueUnits0.2W0.5W1WHeightoflaserstripe0.50.50.5[μm]Widthoflaserstripe5050100[μm]Z-positionoflaserstripe111[μm]HeightofLD0.150.150.15[mm]WidthofLD0.50.50.5[mm]LengthofLD0.50.751.1[mm]Thicknessofsolder333[μm]Heightofheatspreader0.20.20.2[mm]Widthofheatspreader1.01.01.0[mm]Lengthofheatspreader1.11.11.5[mm]Thicknessofsolder/glue3/203/203/20[μm]Heightofbase1.71.71.7[mm]Widthofbase1.21.21.2[mm]Lengthofbase444[mm]

Materialk[W/m/k]Glue1GaAs46AuSn57.1AlN180CVDD1800Copper400Invar135-2TOSA熱設(shè)計DescriptionValueUni145-2TOSABaseBondingP=200mWP=500mWP=1000mWAlNCVDDAlNCVDDAlNCVDDCopperSolder35.026.430.724.925.122.6CopperGlue41.027.036.025.628.423.1InvarSolder97.484.091.682.474.370.0InvarGlue102.990.297.188.778.374.5Table3Themaximumtemperaturein°C.BaseofInvarorCopper,heatspreaderbondedtobasewithsolderorglue.Heatinputinallcases1W,thenominalpowerofthediodeisgiven.-熱設(shè)計5-2TOSABaseBondingP=200mWP155-2TOSABaseBondingP=200mWP=500mWP=1000mWAlNCVDDAlNCVDDAlNCVDDCopperSolder15.06.410.74.95.12.6CopperGlue21.010.816.09.38.45.8InvarSolder77.464.071.662.454.350.0InvarGlue82.970.277.168.758.354.5Table4ThethermalresistanceinK/W.BaseofInvarorCopper,heatspreaderbondedtobasewithsolderorglue.Thenominalpowerofthediodeisgiven.-熱設(shè)計5-2TOSABaseBondingP=200mWP165-2TOSABaseBondingP=200mWP=500mWP=1000mWAlNCVDDAlNCVDDAlNCVDDCopperSolder100%43%100%46%100%51%CopperGlue140%72%149%87%165%114%InvarSolder516%426%668%582%1070%986%InvarGlue553%468%720%641%1150%1075%Table5Therelativethermalresistance,AlNsolderedheatspreaderwithcopperbaseasreference.BaseofInvarorCopper,heatspreaderbondedtobasewithsolderorglue.Thenominalpowerofthediodeisgiven.-熱設(shè)計5-2TOSABaseBondingP=200mWP175-2TOSA-熱設(shè)計Figure2Thetemperaturedistributionofthepackage.200mWdiodeoncopperbasewithsolder.TotheleftAlNheatspreader,CVDDheatspreaderattheright.5-2TOSA-熱設(shè)計Figure2Thetempe185-2TOSA-熱設(shè)計5-2TOSA-熱設(shè)計195-2TOSA5-2TOSA205-2TOSA機械設(shè)計耦合的精確定位–達到0.5m穩(wěn)定的固定支撐–維持0.5m和模塊的配合-無應(yīng)力5-2TOSA機械設(shè)計215-2TOSA-機械設(shè)計LD器件金屬件套管插芯5-2TOSA-機械設(shè)計225-2TOSA耦合的精確定位和固定5-2TOSA耦合的精確定位和固定23自動耦合系統(tǒng)自動耦合24YAG激光器TO封裝LD耦合焊接系統(tǒng)YAG激光器TO封裝LD耦合焊接系統(tǒng)255-2TOSA

TCS-MUTCS-MU-3L6.8+0/-0.1?D?1.62±0.01?d?1.246R0.1耦合的精確定位和固定L3.0～15.0±0.1?D1.0～8.0±0.01?d?0.5～5.0±0.0015-2TOSA

TCS-MUTCS-MU-3L6.8+026說明額定極限值

組件性能(FP)組件性能(DFB)管腳排列與極性圖固定架選擇圖Hi-OptelTechnology

激光器組件特點：固定架3125476返回說明額定極限值組件性能(FP)組件性能(DFB)管腳排275-2TOSA-機械設(shè)計5-2TOSA-機械設(shè)計285-2TOSATOSA工藝過程LD和LD管座固定調(diào)整耦合臺點UV膠并照射插芯和插芯座固定入庫末測老化YAG激光焊接

5-2TOSATOSA工藝過程295-2TOSATOSA的測試L-I-VIth30mA下Pf插拔30mA下△Pf連續(xù)3次≤0.2dB5-2TOSATOSA的測試30TOSA測試系統(tǒng)框圖TrigSourceMeter2400DualPhotodiodeMeter2500IEEE-488InterfacePCSoftwareTECPDTECControl2510-ATSphereBD

本系統(tǒng)適用于激光二極管中Chip，TO，Model各階段的產(chǎn)品測試，其核心測試為L-I-V測試，根據(jù)不同用戶的要求，可選配不同類型的積分球，溫控器或數(shù)字多用表進行溫控和其它參數(shù)的測試

系統(tǒng)組成一臺Model2400源表一臺雙通道光功率計2500一臺帶GPIB接口卡的PC為用戶定做的專用程序

TOSA測試系統(tǒng)框圖TrigSourceMeterDual315-2TOSATOSA的測試5-2TOSATOSA的測試325-2TOSA主要技術(shù)指標FP-TOSA光電參數(shù)符號最小值典型值最大值單位測試條件輸出光功率LPF0.20.3-mWIF=Ith+20mAMPF0.81.0-mWIF=Ith+20mAHPF1.52.0-mWIF=Ith+20mA閾值電流Ith-1020mACW工作電流IOP-3060mA-工作電壓VOP-1.11.5VIF=Ith+20mA中心波長1310nmλc128013101340nmIF=Ith+20mA1550nm148015501580上升、下降時間（10~90%）Tr/Tf-0.30.7nsIF=Ith+20mA監(jiān)視電流Im0.10.5mAIF=Ith+20mA光譜寬度（RMS）1310nmΔλ-37nm-1550nm-375-2TOSA主要技術(shù)指標FP-TOSA符號最小值典型值最335-2TOSADFB-TOSA主要技術(shù)指標光電參數(shù)符號最小值典型值最大值單位測試條件輸出光功率PF1.52.0-mWIF=Ith+20mA閾值電流Ith-1020mACW工作電流IOP-3060mA-工作電壓VOP-1.11.5VIF=Ith+20mA中心波長1310nmλc128013101340nmIF=Ith+20mA1550nm148015501580上升、下降時間（10~90%）Tr/Tf-0.30.7nsIF=Ith+20mA監(jiān)視電流Im0.10.5-mAIF=Ith+20mA光譜寬度（-20dB）Δλ-1-nm-邊模抑制比SMSR3040-dB-5-2TOSADFB-TOSA主要技術(shù)指標光電參數(shù)符號最小345-3ROSA含義：ReceiverOpticalSub-Assembly光接收組件（ROSA）分類：同軸封裝（TO-CAN）其它結(jié)構(gòu)TO46PIN-TIA、金屬件、陶瓷套筒（sleeve）、陶瓷插芯（ferrule）5-3ROSA含義：ReceiverOpticalS355-3ROSAROSA的設(shè)計光學(xué)設(shè)計電路設(shè)計熱設(shè)計機械設(shè)計PD的光敏面40~75mSM光纖芯徑9m-0.5dB耦合容差~1.5m5-3ROSAROSA的設(shè)計365-3ROSA-電路設(shè)計i、i1分別是1碼和0碼電平處噪聲電流的RMS值；BER是誤碼率，為10-9時，Q=6；R是PIN-PD的光電轉(zhuǎn)換效率；BWPD是PD帶寬；RL是放大器的等效輸入電阻；5-3ROSA-電路設(shè)計i、i1分別是1碼和0碼電平處噪聲375-3ROSAW是i層厚度，Vsat是載流子最大漂移速度。RS是PIN-PD的串聯(lián)電阻，Cin是放大器的等效輸入電容，是PD芯片電容和分布電容之和。PD芯片電容為A/W，A是光敏區(qū)面積。例子：W=10m，Vsat=105m/s（Si），tr=100ps

Cin~1pF，RL~1000，RC=1000ps5-3ROSAW是i層厚度，Vsat是載流子最大漂移速度。385-3ROSA5-3ROSA395-3ROSA同軸TO-46型PIN-TIA原理框圖5-3ROSA同軸TO-46型PIN-TIA原理框圖40TO-46型PIN-TIA封裝結(jié)構(gòu)TO-46型PIN-TIA封裝結(jié)構(gòu)415-3ROSA測試設(shè)備電壓源光功率計光衰減器示波器測試板測試參數(shù)輸出電壓（-30dB光注入）工作電流插拔一致性5-3ROSA測試設(shè)備425-3ROSA主要技術(shù)指標交流特性符號最小典型最大單位測試條件增益(單端應(yīng)用)（差分應(yīng)用）G--100200mV/μWλ=1300nm帶寬(-3dB)BW115--MHzPf=1μW靈敏度（Ber=10-10）Sen.--39-dBmλ=1300nm飽和光功率--30-dB輸出電阻（差分）Ro-50-Ω工作電流Icc-3240mA5-3ROSA主要技術(shù)指標符號最小典型最大單位測試條件增益435-4BOSA含義：Bi-dirictionalOpticalSub-Assembly光雙向收發(fā)組件（BOSA）分類：同軸封裝（TO-CAN）其它結(jié)構(gòu)TO56LD、TO46PIN-TIA、光學(xué)濾波片(WDM-Filter)、金屬件、陶瓷套筒（sleeve）、陶瓷插芯（ferrule）5-4BOSA含義：Bi-dirictionalOpti445-4BOSA設(shè)計光學(xué)設(shè)計原理

在一根光纖中利用波分復(fù)用（WDM）技術(shù)進行信號的全雙工傳輸21光纖LD2PD1PD25-4BOSA設(shè)計光學(xué)設(shè)計在一根光纖中利用波分復(fù)用（WDM455-4BOSA設(shè)計光學(xué)設(shè)計實現(xiàn)方案?熔接拉錐模間耦合?平面光波導(dǎo)--PLC（美國）?光纖光柵---------------------光柵分光?小型濾波片（大陸/臺灣）干涉膜型濾波器?Si基微型濾波片光纖（日本）5-4BOSA設(shè)計光學(xué)設(shè)計實現(xiàn)方案46光學(xué)設(shè)計實現(xiàn)方案光學(xué)設(shè)計實現(xiàn)方案475-4BOSA設(shè)計方案的比較性能體積密封性集成性一致性設(shè)備要求易生產(chǎn)性批量成本濾波片高大好差一般低手動較高光纖濾波高小差一般一般高/半自動較高平面波導(dǎo)高較小差好好高半自動較低5-4BOSA設(shè)計方案的比較性能體積密封性集成性一致性設(shè)備485-4BOSA設(shè)計WDM濾波片型光路原理光發(fā)/透射

1490nm

LD

光纖

1310nm透鏡PD光收/反射5-4BOSA設(shè)計WDM濾波片型光路原理495-4BOSA設(shè)計1490T/1550T/1310R0°45°5-4BOSA設(shè)計1490T/1550T/1310R0°4505-4BOSA設(shè)計1310T/1490R/1550R0°45°5-4BOSA設(shè)計1310T/1490R/1550R0°4515-4BOSA設(shè)計濾波片技術(shù)指標5-4BOSA設(shè)計濾波片技術(shù)指標525-4BOSA機械設(shè)計波片尺寸2×2×0.45-4BOSA機械設(shè)計535-4BOSABOSA工藝過程5-4BOSABOSA工藝過程545-4BOSAONU單元BOSA主要技術(shù)指標參數(shù)符號單位結(jié)果條件minmax中心波長λpnm12901330Ith+20mA光譜半寬△λm

nm1.92.3Ith+20mA，F(xiàn)P-LD閾值電流IthmA8.013.0Ith+20mA出纖光功率PfmW2.05.6Ith+20mA，SM插拔重復(fù)性△Pf

dB0.6Ith+20mA，5次平均速率BMb/S1250接收靈敏度SrdBm-24BER=10-12飽和光功率dBm-3BER=10-12光串擾dB25Ith+20mA5-4BOSAONU單元BOSA主要技術(shù)指標參數(shù)符號單位結(jié)553-51×9光收發(fā)模塊電路設(shè)計發(fā)射電路設(shè)計接收電路設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計測試1×9光收發(fā)模塊1×9BIDI光收發(fā)模塊GBIC光收發(fā)模塊SFF光收發(fā)模塊SFP光收發(fā)模塊SFFBIDI光收發(fā)模塊3-51×9光收發(fā)模塊電路設(shè)計1×9光收發(fā)模塊1×9BI56接收電路設(shè)計限幅放大器ICPIN-TIA時鐘恢復(fù)判決再生IC接收電路設(shè)計限幅放大器ICPIN-TIA時鐘恢復(fù)判決再生IC57光發(fā)射機電路設(shè)計光發(fā)射機電路設(shè)計58光收發(fā)一體模塊電路原理框圖3片Si-IC和LD、PD構(gòu)成光收發(fā)一體模塊光收發(fā)一體模塊電路原理框圖3片Si-IC和LD、PD構(gòu)成光收593-51×9光收發(fā)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計支撐TOSA、ROSA組件，注意應(yīng)力電路板支撐，實現(xiàn)電接口ROSATOSA應(yīng)力點應(yīng)力點3-51×9光收發(fā)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計ROSATOSA應(yīng)力點應(yīng)力點603-51×9光收發(fā)模塊--EMC電磁保護3-51×9光收發(fā)模塊--EMC電磁保護613-51×9光收發(fā)模塊工藝流程電路板焊接電路板焊接TOSA/ROSA焊接電路調(diào)試屏蔽罩安裝入庫末測老化殼體安裝3-51×9光收發(fā)模塊工藝流程電路板焊接TOSA/ROSA623-51×9光收發(fā)模塊測試設(shè)備碼源和誤碼分析儀眼圖分析儀光功率計光衰減器電源測試板3-51×9光收發(fā)模塊測試設(shè)備633-51×9光收發(fā)模塊測試參數(shù)誤碼率接收靈敏度發(fā)射光功率光動態(tài)范圍工作電流光譜插拔Agilent37717B誤碼儀Agilent83480A眼圖儀3-51×9光收發(fā)模塊測試參數(shù)Agilent37717B誤64眼圖的意義眼圖的意義653-6SFP光收發(fā)模塊SFP含義：SmallFactorPlug小外型可插拔提出的背景和標準：多廠家協(xié)議TOSA和ROSA：光接口為LC、MC型插芯直徑1.25mm套管內(nèi)徑1.25mm光器件TO46/TO56TO183-6SFP光收發(fā)模塊SFP含義：SmallFacto663-6SFP光收發(fā)模塊電路設(shè)計發(fā)射電路設(shè)計接收電路設(shè)計和1×9模塊的區(qū)別：數(shù)字診斷功能（DDS）3-6SFP光收發(fā)模塊電路設(shè)計673-6SFP光收發(fā)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計3-6SFP光收發(fā)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計683-6SFP光收發(fā)模塊工藝流程電路板焊接TOSA/ROSA焊接電路調(diào)試屏蔽罩安裝入庫末測老化殼體安裝DDS3-6SFP光收發(fā)模塊工藝流程電路板焊接TOSA/ROS693-6SFP光收發(fā)模塊測試（同1*9)3-6SFP光收發(fā)模塊測試（同1*9)705-7最新進展和未來發(fā)展光纖末梢是哪里？？FTTX技術(shù)和光收發(fā)模塊Si在光電子技術(shù)中的作用與影響基板？Si-IC與光電器件的集成？？Si基單片集成？？？OEIC和PIC是不是終結(jié)者？？？5-7最新進展和未來發(fā)展光纖末梢是哪里？？FTTX技術(shù)和715-7-1FTTX光收發(fā)模塊X：H（Home）、B（Building）、C（Curb）、N（Node），，X=Anywhere

標準E-PON，IEEE.G803.11bG-PON,ITU-T.5-7-1FTTX光收發(fā)模塊X：H（Home）、B（Bu725-7-1FTTX光收發(fā)模塊E-PON簡介5-7-1FTTX光收發(fā)模塊E-PON簡介735-7-1FTTX光收發(fā)模塊光突發(fā)發(fā)射技術(shù)光突發(fā)接收技術(shù)5-7-1FTTX光收發(fā)模塊光突發(fā)發(fā)射技術(shù)745-7-2混合集成技術(shù)的進步和單片集成的需求Si基光電子集成技術(shù)簡介無源耦合技術(shù)---新的TOSA/ROSASi基板的BOSA技術(shù)日本微小光學(xué)方案美國Si基波導(dǎo)WDM方案Si基板OEIC5-7-2混合集成技術(shù)的進步和單片集成的需求Si基光電子75無源耦合技術(shù)---新的TOSA/ROSA無源耦合技術(shù)---新的TOSA/ROSA76無源耦合技術(shù)---新的TOSA/ROSA無源耦合技術(shù)---新的TOSA/ROSA77無源耦合技術(shù)---新的TOSA/ROSA無源耦合技術(shù)---新的TOSA/ROSA78無源耦合技術(shù)---新的TOSA/ROSA面臨的問題激光器的非對稱光斑光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計耦合容差LD芯片的可靠性，，，無源耦合技術(shù)---新的TOSA/ROSA面臨的問題79終結(jié)者是誰？PIC？OEIC？？集成光路顛覆了電信系統(tǒng)設(shè)計的基本假定

DaveWelch《LaserFocusWorld》2004年12月64頁《Photonicintegratedcircuitsalterfundamentaldesignassumptions》

Infinera宣告了第一個集成光路的誕生，它將很多種器件（比如激光器和調(diào)制器）集成到磷化銦芯片上，不同的芯片可以對應(yīng)不同的波長。已經(jīng)研制了兩種PIC芯片，一種為100Gbit/s發(fā)射器，另一種為100Gbit/s接收器，他們都支持10個波長，分別以10Gbit/s速度調(diào)制。這些芯片可以完成OEO的全部功能，因此在一個芯片上實現(xiàn)了波分復(fù)用系統(tǒng)終結(jié)者是誰？PIC？OEIC？？集成光路顛覆了電信系統(tǒng)設(shè)計的80TOSAROSABOSA光電組件介紹TOSAROSABOSA光電組件介紹81目錄5-1概述5-2光發(fā)射組件（TOSA）5-3光接收組件（ROSA）5-4光收發(fā)一體組件（BOSA）5-5光電模塊5-6最新進展和未來發(fā)展目錄5-1概述825-1概述光電模塊在STM-1ADM光通信系統(tǒng)中的位置HDB3編碼HDB3解碼去映射映射時隙指定/交叉E1E1-分插享用段/通道開銷處理解擾碼串/并段/通道開銷處理擾碼串/并STM-1光電模塊光電模塊O/E抽時鐘網(wǎng)管電源E/O定時再生GaAs—ICGe-Si--ICSi-MOS—ICLSorULSGaAs—ICGe-Si--IC5-1概述光電模塊在STM-1ADM光通信系統(tǒng)中的位置H835-1概述光端機的技術(shù)發(fā)展和光電模塊的產(chǎn)生StandardCompactPCIplatformMUXPWBOTBORBDEMUX+MUX/DEMUXPWBPWBORBOTRB+過去現(xiàn)在未來??5-1概述光端機的技術(shù)發(fā)展和光電模塊的產(chǎn)生Standard845-1概述光電模塊的基本結(jié)構(gòu)光電模塊定義：完成O/E、E/O變換且具有標準光接口和電接口的系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)：光源（TOSA）+驅(qū)動電路、探測器（ROSA）+接收電路、接口、其它輔助電路、外殼分類方法結(jié)構(gòu)用途國內(nèi)外主要廠家

5-1概述光電模塊的基本結(jié)構(gòu)855-2TOSA含義：TransmitterOpticalSub-Assembly光發(fā)射組件（TOSA）分類：同軸封裝（TO-CAN）其它結(jié)構(gòu)TO56LD、金屬件、陶瓷套筒（sleeve）、陶瓷插芯（ferrule）5-2TOSA含義：TransmitterOptical865-2TOSATOSA的設(shè)計光學(xué)設(shè)計合適的耦合效率小的光反射傳統(tǒng)的：低成本：5-2TOSATOSA的設(shè)計傳統(tǒng)的：875-2TOSA光學(xué)設(shè)計球透鏡耦合效率~15%8°插芯陶瓷反射損耗~-50dB耦合臺精度~0.8m非球透鏡耦合效率~50%8°插芯陶瓷反射損耗~-50dB耦合臺精度~0.5m5-2TOSA光學(xué)設(shè)計885-2TOSA球透鏡:?優(yōu)點:工藝成熟,用量大,成本低?問題:耦合效率?低?原因:球透鏡的球差太大|X|=1/2(n2/(n2-1)2-1)·f·NA3對ф=1.5mm,n2=1.5的球透鏡|X|∽1.7mm>>φf?max≦15%Pf(max)∽1.5mwLD|X|光纖N25-2TOSA球透鏡:N2895-2TOSA非球透鏡?優(yōu)點:像差小,?高?問題:工藝復(fù)雜,價格較高

光纖LD

?≥35%?max∽53%

5-2TOSA非球透鏡905-2TOSA球透鏡與光纖插芯耦合5-2TOSA球透鏡與光纖插芯耦合91產(chǎn)品對比－非球透鏡與NEC、巨康、SUMITOMO的同類產(chǎn)品的主要參數(shù)對比廠家型號Ith(mA)(CW)Vf(V)(Ith+20mA)η(W/A)(CW,5mW)λc(nm)(CW,5mw)MINTYPMAXMINTYPMAXMINTYPMAXMINTYPMAX鐳波5151.11.60.350.4129013101330NECNX6306G10201.11.60.20.312801335巨康A(chǔ)C322010151.151.50.30.4129013101330SUMITOMOSLT11308151.21.6128013101340廠家型號Δλ(nm)(CW,RMS)Im(uA)(Vr=5V)Iop(mA)(CW,5mW)MINTYPMAXMINTYPMAXMINTYPMAX鐳波2415040010002030NECNX6306G2006001000巨康A(chǔ)C3220231002230SUMITOMOSLT113025200產(chǎn)品對比－非球透鏡與NEC、巨康、SUMITOMO的同類產(chǎn)品92產(chǎn)品對比－非球透鏡對比NEC、巨康、SUMITOMO的同類產(chǎn)品的出纖功率/耦合效率，鐳波產(chǎn)品達到國際同類產(chǎn)品的先進水平表中單位：光功率為mW，耦合效率為%廠家型號MINTYPMAX鐳波5.0/45%5.2/50%6.4/53%NECNX6306G4.0/40%巨康A(chǔ)C32203.5/38%SUMITOMOSLT11304.0/40%產(chǎn)品對比－非球透鏡對比NEC、巨康、SUMITOMO的同類產(chǎn)935-2TOSA熱設(shè)計DescriptionValueUnits0.2W0.5W1WHeightoflaserstripe0.50.50.5[μm]Widthoflaserstripe5050100[μm]Z-positionoflaserstripe111[μm]HeightofLD0.150.150.15[mm]WidthofLD0.50.50.5[mm]LengthofLD0.50.751.1[mm]Thicknessofsolder333[μm]Heightofheatspreader0.20.20.2[mm]Widthofheatspreader1.01.01.0[mm]Lengthofheatspreader1.11.11.5[mm]Thicknessofsolder/glue3/203/203/20[μm]Heightofbase1.71.71.7[mm]Widthofbase1.21.21.2[mm]Lengthofbase444[mm]

Materialk[W/m/k]Glue1GaAs46AuSn57.1AlN180CVDD1800Copper400Invar135-2TOSA熱設(shè)計DescriptionValueUni945-2TOSABaseBondingP=200mWP=500mWP=1000mWAlNCVDDAlNCVDDAlNCVDDCopperSolder35.026.430.724.925.122.6CopperGlue41.027.036.025.628.423.1InvarSolder97.484.091.682.474.370.0InvarGlue102.990.297.188.778.374.5Table3Themaximumtemperaturein°C.BaseofInvarorCopper,heatspreaderbondedtobasewithsolderorglue.Heatinputinallcases1W,thenominalpowerofthediodeisgiven.-熱設(shè)計5-2TOSABaseBondingP=200mWP955-2TOSABaseBondingP=200mWP=500mWP=1000mWAlNCVDDAlNCVDDAlNCVDDCopperSolder15.06.410.74.95.12.6CopperGlue21.010.816.09.38.45.8InvarSolder77.464.071.662.454.350.0InvarGlue82.970.277.168.758.354.5Table4ThethermalresistanceinK/W.BaseofInvarorCopper,heatspreaderbondedtobasewithsolderorglue.Thenominalpowerofthediodeisgiven.-熱設(shè)計5-2TOSABaseBondingP=200mWP965-2TOSABaseBondingP=200mWP=500mWP=1000mWAlNCVDDAlNCVDDAlNCVDDCopperSolder100%43%100%46%100%51%CopperGlue140%72%149%87%165%114%InvarSolder516%426%668%582%1070%986%InvarGlue553%468%720%641%1150%1075%Table5Therelativethermalresistance,AlNsolderedheatspreaderwithcopperbaseasreference.BaseofInvarorCopper,heatspreaderbondedtobasewithsolderorglue.Thenominalpowerofthediodeisgiven.-熱設(shè)計5-2TOSABaseBondingP=200mWP975-2TOSA-熱設(shè)計Figure2Thetemperaturedistributionofthepackage.200mWdiodeoncopperbasewithsolder.TotheleftAlNheatspreader,CVDDheatspreaderattheright.5-2TOSA-熱設(shè)計Figure2Thetempe985-2TOSA-熱設(shè)計5-2TOSA-熱設(shè)計995-2TOSA5-2TOSA1005-2TOSA機械設(shè)計耦合的精確定位–達到0.5m穩(wěn)定的固定支撐–維持0.5m和模塊的配合-無應(yīng)力5-2TOSA機械設(shè)計1015-2TOSA-機械設(shè)計LD器件金屬件套管插芯5-2TOSA-機械設(shè)計1025-2TOSA耦合的精確定位和固定5-2TOSA耦合的精確定位和固定103自動耦合系統(tǒng)自動耦合104YAG激光器TO封裝LD耦合焊接系統(tǒng)YAG激光器TO封裝LD耦合焊接系統(tǒng)1055-2TOSA

TCS-MUTCS-MU-3L6.8+0/-0.1?D?1.62±0.01?d?1.246R0.1耦合的精確定位和固定L3.0～15.0±0.1?D1.0～8.0±0.01?d?0.5～5.0±0.0015-2TOSA

TCS-MUTCS-MU-3L6.8+0106說明額定極限值

組件性能(FP)組件性能(DFB)管腳排列與極性圖固定架選擇圖Hi-OptelTechnology

激光器組件特點：固定架3125476返回說明額定極限值組件性能(FP)組件性能(DFB)管腳排1075-2TOSA-機械設(shè)計5-2TOSA-機械設(shè)計1085-2TOSATOSA工藝過程LD和LD管座固定調(diào)整耦合臺點UV膠并照射插芯和插芯座固定入庫末測老化YAG激光焊接

5-2TOSATOSA工藝過程1095-2TOSATOSA的測試L-I-VIth30mA下Pf插拔30mA下△Pf連續(xù)3次≤0.2dB5-2TOSATOSA的測試110TOSA測試系統(tǒng)框圖TrigSourceMeter2400DualPhotodiodeMeter2500IEEE-488InterfacePCSoftwareTECPDTECControl2510-ATSphereBD

本系統(tǒng)適用于激光二極管中Chip，TO，Model各階段的產(chǎn)品測試，其核心測試為L-I-V測試，根據(jù)不同用戶的要求，可選配不同類型的積分球，溫控器或數(shù)字多用表進行溫控和其它參數(shù)的測試

系統(tǒng)組成一臺Model2400源表一臺雙通道光功率計2500一臺帶GPIB接口卡的PC為用戶定做的專用程序

TOSA測試系統(tǒng)框圖TrigSourceMeterDual1115-2TOSATOSA的測試5-2TOSATOSA的測試1125-2TOSA主要技術(shù)指標FP-TOSA光電參數(shù)符號最小值典型值最大值單位測試條件輸出光功率LPF0.20.3-mWIF=Ith+20mAMPF0.81.0-mWIF=Ith+20mAHPF1.52.0-mWIF=Ith+20mA閾值電流Ith-1020mACW工作電流IOP-3060mA-工作電壓VOP-1.11.5VIF=Ith+20mA中心波長1310nmλc128013101340nmIF=Ith+20mA1550nm148015501580上升、下降時間（10~90%）Tr/Tf-0.30.7nsIF=Ith+20mA監(jiān)視電流Im0.10.5mAIF=Ith+20mA光譜寬度（RMS）1310nmΔλ-37nm-1550nm-375-2TOSA主要技術(shù)指標FP-TOSA符號最小值典型值最1135-2TOSADFB-TOSA主要技術(shù)指標光電參數(shù)符號最小值典型值最大值單位測試條件輸出光功率PF1.52.0-mWIF=Ith+20mA閾值電流Ith-1020mACW工作電流IOP-3060mA-工作電壓VOP-1.11.5VIF=Ith+20mA中心波長1310nmλc128013101340nmIF=Ith+20mA1550nm148015501580上升、下降時間（10~90%）Tr/Tf-0.30.7nsIF=Ith+20mA監(jiān)視電流Im0.10.5-mAIF=Ith+20mA光譜寬度（-20dB）Δλ-1-nm-邊模抑制比SMSR3040-dB-5-2TOSADFB-TOSA主要技術(shù)指標光電參數(shù)符號最小1145-3ROSA含義：ReceiverOpticalSub-Assembly光接收組件（ROSA）分類：同軸封裝（TO-CAN）其它結(jié)構(gòu)TO46PIN-TIA、金屬件、陶瓷套筒（sleeve）、陶瓷插芯（ferrule）5-3ROSA含義：ReceiverOpticalS1155-3ROSAROSA的設(shè)計光學(xué)設(shè)計電路設(shè)計熱設(shè)計機械設(shè)計PD的光敏面40~75mSM光纖芯徑9m-0.5dB耦合容差~1.5m5-3ROSAROSA的設(shè)計1165-3ROSA-電路設(shè)計i、i1分別是1碼和0碼電平處噪聲電流的RMS值；BER是誤碼率，為10-9時，Q=6；R是PIN-PD的光電轉(zhuǎn)換效率；BWPD是PD帶寬；RL是放大器的等效輸入電阻；5-3ROSA-電路設(shè)計i、i1分別是1碼和0碼電平處噪聲1175-3ROSAW是i層厚度，Vsat是載流子最大漂移速度。RS是PIN-PD的串聯(lián)電阻，Cin是放大器的等效輸入電容，是PD芯片電容和分布電容之和。PD芯片電容為A/W，A是光敏區(qū)面積。例子：W=10m，Vsat=105m/s（Si），tr=100ps

Cin~1pF，RL~1000，RC=1000ps5-3ROSAW是i層厚度，Vsat是載流子最大漂移速度。1185-3ROSA5-3ROSA1195-3ROSA同軸TO-46型PIN-TIA原理框圖5-3ROSA同軸TO-46型PIN-TIA原理框圖120TO-46型PIN-TIA封裝結(jié)構(gòu)TO-46型PIN-TIA封裝結(jié)構(gòu)1215-3ROSA測試設(shè)備電壓源光功率計光衰減器示波器測試板測試參數(shù)輸出電壓（-30dB光注入）工作電流插拔一致性5-3ROSA測試設(shè)備1225-3ROSA主要技術(shù)指標交流特性符號最小典型最大單位測試條件增益(單端應(yīng)用)（差分應(yīng)用）G--100200mV/μWλ=1300nm帶寬(-3dB)BW115--MHzPf=1μW靈敏度（Ber=10-10）Sen.--39-dBmλ=1300nm飽和光功率--30-dB輸出電阻（差分）Ro-50-Ω工作電流Icc-3240mA5-3ROSA主要技術(shù)指標符號最小典型最大單位測試條件增益1235-4BOSA含義：Bi-dirictionalOpticalSub-Assembly光雙向收發(fā)組件（BOSA）分類：同軸封裝（TO-CAN）其它結(jié)構(gòu)TO56LD、TO46PIN-TIA、光學(xué)濾波片(WDM-Filter)、金屬件、陶瓷套筒（sleeve）、陶瓷插芯（ferrule）5-4BOSA含義：Bi-dirictionalOpti1245-4BOSA設(shè)計光學(xué)設(shè)計原理

在一根光纖中利用波分復(fù)用（WDM）技術(shù)進行信號的全雙工傳輸21光纖LD2PD1PD25-4BOSA設(shè)計光學(xué)設(shè)計在一根光纖中利用波分復(fù)用（WDM1255-4BOSA設(shè)計光學(xué)設(shè)計實現(xiàn)方案?熔接拉錐模間耦合?平面光波導(dǎo)--PLC（美國）?光纖光柵---------------------光柵分光?小型濾波片（大陸/臺灣）干涉膜型濾波器?Si基微型濾波片光纖（日本）5-4BOSA設(shè)計光學(xué)設(shè)計實現(xiàn)方案126光學(xué)設(shè)計實現(xiàn)方案光學(xué)設(shè)計實現(xiàn)方案1275-4BOSA設(shè)計方案的比較性能體積密封性集成性一致性設(shè)備要求易生產(chǎn)性批量成本濾波片高大好差一般低手動較高光纖濾波高小差一般一般高/半自動較高平面波導(dǎo)高較小差好好高半自動較低5-4BOSA設(shè)計方案的比較性能體積密封性集成性一致性設(shè)備1285-4BOSA設(shè)計WDM濾波片型光路原理光發(fā)/透射

1490nm

LD

光纖

1310nm透鏡PD光收/反射5-4BOSA設(shè)計WDM濾波片型光路原理1295-4BOSA設(shè)計1490T/1550T/1310R0°45°5-4BOSA設(shè)計1490T/1550T/1310R0°41305-4BOSA設(shè)計1310T/1490R/1550R0°45°5-4BOSA設(shè)計1310T/1490R/1550R0°41315-4BOSA設(shè)計濾波片技術(shù)指標5-4BOSA設(shè)計濾波片技術(shù)指標1325-4BOSA機械設(shè)計波片尺寸2×2×0.45-4BOSA機械設(shè)計1335-4BOSABOSA工藝過程5-4BOSABOSA工藝過程1345-4BOSAONU單元BOSA主要技術(shù)指標參數(shù)符號單位結(jié)果條件minmax中心波長λpnm12901330Ith+20mA光譜半寬△λm

nm1.92.3Ith+20mA，F(xiàn)P-LD閾值電流IthmA8.013.0Ith+20mA出纖光功率PfmW2.05.6Ith+20mA，SM插拔重復(fù)性△Pf

dB0.6Ith+20mA，5次平均速率BMb/