專利名稱：組合包裝的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明基本涉及組合包裝半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備，并且尤其涉及組合包裝半導(dǎo)體激光器 和/或在光學(xué)放大器中使用的半導(dǎo)體光電二極管。
背景技術(shù)：
成套的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備，諸如泵激光器，是沿用已久的產(chǎn)品。它們通常大規(guī)模地制 造，輸出波長(zhǎng)通常在980nm或1480nm附近，這取決于所需的應(yīng)用。每個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備通常 包裝在其自己的外殼中并且加以氣密性密封。成套的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備可以光學(xué)地耦合至諸 如光學(xué)放大器的外部光學(xué)設(shè)備。該耦合通常通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)，光線穿過(guò)外殼壁上的端口。為 了實(shí)現(xiàn)和維持外殼的氣密性密封，尤其要注意端口處。圖1示出了包裝100，包括用于將半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備12光學(xué)地耦合至諸如光學(xué)放大 器(未示出)的外部光學(xué)設(shè)備。如圖所示，半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備12包裝在外殼14中，并且置于 載體16上，其依次支撐在熱電冷卻器(TEC) 18上。設(shè)置金屬環(huán)110使其穿過(guò)壁14a的端 口 20。金屬環(huán)110固定地連接、例如焊接至壁14a。另外參考圖2，設(shè)置光纖沈使其穿過(guò) 金屬環(huán)110。使用也作為氣密性密封的低熔點(diǎn)玻璃28 (或者在金屬化光纖的情況下使用焊 料)將光纖26固定地連接至金屬環(huán)110。環(huán)氧樹(shù)脂30填充了金屬圈110的內(nèi)部部分。光 纖沈延伸進(jìn)入外殼14，并且接近光纖沈的一個(gè)端面32的光纖的一部分固定地連接至固定 點(diǎn)22。在光纖沈中存在曲率，以允許在端面32處的應(yīng)力釋放。光纖沈的端面32形成為 透鏡，并且相對(duì)于半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備12的輸出而設(shè)置在縱向和旋轉(zhuǎn)位置上，從而將從半導(dǎo)體 光學(xué)設(shè)備12發(fā)射的最優(yōu)量的光耦合至光纖26。在組裝包裝100之前，光纖沈通過(guò)金屬環(huán)110，并且經(jīng)由低熔點(diǎn)玻璃觀、焊料或環(huán) 氧樹(shù)脂30固定至金屬環(huán)110。通過(guò)將半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備12、載體16和任選地TEC18設(shè)置在 外殼中，并且通過(guò)將組合的金屬環(huán)110和光纖沈插入通過(guò)端口 20從而將金屬環(huán)設(shè)置在端 口 20中，而組裝包裝100。通過(guò)旋轉(zhuǎn)金屬環(huán)110，旋轉(zhuǎn)地調(diào)整光纖沈，從而固定至金屬環(huán)的 光纖沈旋轉(zhuǎn)，直到光纖沈的端面32與半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備12旋轉(zhuǎn)地對(duì)齊。光纖沈還可以關(guān) 于半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備12而縱向地調(diào)整，例如，通過(guò)調(diào)整金屬環(huán)110和/或通過(guò)調(diào)整光纖26中 的曲率量。關(guān)于半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備12對(duì)齊光纖沈的端面32，允許其間的最優(yōu)光耦合。當(dāng)正 確地對(duì)齊時(shí)，使用低熔點(diǎn)玻璃28/焊料或環(huán)氧樹(shù)脂30在固定點(diǎn)22將光纖沈接近端面32 的部分固定在合適的位置。金屬環(huán)110還固定地連接、例如焊接至壁14a。許多多級(jí)光學(xué)放大器需要一個(gè)以上的泵激光器。簡(jiǎn)單地使用兩個(gè)放大器級(jí)之間的 單一泵激光分裂，通常導(dǎo)致不足夠的功率輸出。通過(guò)直接控制其自身的泵激光器，還改進(jìn)了 對(duì)每一級(jí)放大器的控制。而且，一些放大器需要對(duì)不同級(jí)的放大器使用不同的波長(zhǎng)。因而， 許多光學(xué)放大器由諸如圖1和2中所示的多個(gè)獨(dú)立包裝的光學(xué)設(shè)備泵動(dòng)。同時(shí)，需要減少包裝的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備的尺寸(所謂的足跡)和成本。許多情況 下，將兩個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備簡(jiǎn)單地放置在一個(gè)包裝中并未提出適當(dāng)?shù)姆椒?。仍然不能將?一光學(xué)端口用于多個(gè)光學(xué)設(shè)備，其中精確的光纖對(duì)準(zhǔn)是必須的，因?yàn)榻M裝常規(guī)包裝100包4括將組合的金屬圈110和光纖沈插入通過(guò)端口 14a，以及主動(dòng)旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)其，直到透射或接 收到最大量的光。因此，已包裝半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備的足跡未減少，并且制造成本稍減少，因?yàn)?兩個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備組合在一個(gè)包裝中產(chǎn)生了與半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備相同數(shù)量的輸出端口。此 外，半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備之間的熱和其他輻射串?dāng)_或干擾的效應(yīng)已經(jīng)導(dǎo)致這種設(shè)備的獨(dú)立包裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的有點(diǎn)在于將一個(gè)以上的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備(例如，半導(dǎo)體激光器和/或半 導(dǎo)體光電二極管)置于單一包裝中，同時(shí)克服了常規(guī)包裝的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備的上述缺點(diǎn)。 在本發(fā)明中，可以將多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包裝在一個(gè)包裝中，其與包含一個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè) 備的包裝在尺寸上略有不同。本發(fā)明可以用于高功率激光器應(yīng)用中，其中需要小足跡和設(shè) 計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明使用組合包裝克服了上述問(wèn)題，并且提供了多根光纖(至少兩個(gè))共 享一根光纖端口的裝置。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包包括設(shè)置在外殼中的多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué) 設(shè)備；設(shè)置在外殼的壁上的端口 ；固定地設(shè)置在光學(xué)出口端口中的金屬圈；以及多根光纖， 穿過(guò)金屬圈并且固定地連接至金屬圈，該多根光纖分別光學(xué)地耦合至多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè) 備。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，多根光纖的光軸旋轉(zhuǎn)地關(guān)于彼此對(duì)齊。根據(jù)另一實(shí)施例，多根光 纖的光軸之間的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)的公差約為+/-4°。根據(jù)另一實(shí)施例，多根光纖的光軸橫向地彼此對(duì)齊。根據(jù)另一實(shí)施例，多根光軸之 間的橫向?qū)R的公差小于2 μ m。根據(jù)另一實(shí)施例，使用至少一個(gè)低熔點(diǎn)玻璃、焊料和環(huán)氧樹(shù)脂將多根光軸固定地 連接至金屬圈。根據(jù)另一實(shí)施例，多根光軸將多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備光學(xué)地耦合至EDFA放大器和 拉曼(Raman)放大器中至少之一。根據(jù)另一實(shí)施例，半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備是半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體光電二極管中至少之 一，以及至少一個(gè)半導(dǎo)體激光器和至少一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管。根據(jù)另一實(shí)施例，至少一個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備發(fā)射的光的波長(zhǎng)，是約980nm和約 1480nm中至少之一。根據(jù)本發(fā)明另一方面，用于固定地設(shè)置在半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包的光學(xué)出口端口中的 金屬圈包括孔，多根光纖穿過(guò)該孔，該多根光纖固定地連接至金屬圈。根據(jù)本發(fā)明另一方面，制造半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包的方法包括將金屬圈和穿過(guò)金屬 圈并且固定地連接至金屬圈的多根光纖插入通過(guò)設(shè)置在外殼壁上的端口 ；將多根光纖光學(xué) 地耦合至設(shè)置在外殼中的多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備；以及將金屬圈固定地連接至外殼的壁。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在將金屬圈和多根光纖穿過(guò)端口之前，將多根光纖穿過(guò)金屬圈， 并且固定地連接至金屬圈。根據(jù)另一實(shí)施例，在固定地連接至金屬圈之前，多根光纖的光軸 旋轉(zhuǎn)地彼此對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)另一實(shí)施例，在固定地連接至金屬圈之前，多根光纖的光軸側(cè)向的彼 此對(duì)準(zhǔn)。下文將參考隨附附圖更詳細(xì)的描述本發(fā)明的前述和其它特征。

圖1是常規(guī)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包的示意性局部橫截面示圖。圖2是常規(guī)金屬圈的示意性橫截面示圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的典型半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包的示意性頂視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的典型金屬圈的示意性橫截面示圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)和維度對(duì)齊的光軸的兩根光纖的示意性端視圖。
具體實(shí)施例方式在下列說(shuō)明書中，相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記，而不考慮它們是否示出在不 同的實(shí)施例中。為了以清楚和簡(jiǎn)明的方式說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，附圖可能并非必須按比例 繪制，并且一些特征可能以稍示意性的方式示出。參考一個(gè)實(shí)施例描述和/或說(shuō)明的特征 可能在一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例中以相同方式或類似方式使用，和/或與其他實(shí)施例的特征 組合使用或作為其代替?，F(xiàn)在將詳細(xì)的參考附圖，并且從圖3開(kāi)始，根據(jù)本發(fā)明的典型半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包 以附圖標(biāo)記200所示。包200可以光學(xué)地耦合至例如外部光學(xué)設(shè)備(未示出)，諸如，舉例 而言，摻餌光纖放大器(EDFA)或拉曼放大器。半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包200包括兩個(gè)組合包裝的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b。半導(dǎo)體 光學(xué)設(shè)備通常是半導(dǎo)體激光器或光電二極管，并且設(shè)計(jì)用于彼此獨(dú)立或以協(xié)作方式運(yùn)作。 如圖所示，半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b間隔開(kāi)安裝在單一載體16上。設(shè)備充分間隔開(kāi)，以 防止熱和其他串?dāng)_。此外，在設(shè)備或插入或?qū)崟r(shí)的其他裝置之間可以具有分隔，以減少或消 除光學(xué)串?dāng)_。載體可以任選地安裝在TEC 18上。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b中之一或兩者可以是諸如泵激光器 的半導(dǎo)體激光器設(shè)備。雖然本文中主要地示出了半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b，應(yīng)當(dāng)理解，半 導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b可以是任何合適的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備或設(shè)備的組合。例如，光學(xué)設(shè) 備1 和12b中之一或兩者可以是半導(dǎo)體光電二極管(例如，雪崩光電二極管)，用于監(jiān)視 外部光學(xué)設(shè)備(例如，EDFA或拉曼放大器)的性能。在這種實(shí)施例中，可以形成從半導(dǎo)體 光電二極管至包200的外側(cè)上的管腳的連接(例如，出于監(jiān)視目的)?？梢允褂霉怆姸O管 的電信號(hào)輸出，用于控制外部光學(xué)設(shè)備。半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b可以相同類型的設(shè)備(例如，兩個(gè)半導(dǎo)體激光器)或 者不同類型的設(shè)備(例如，一個(gè)半導(dǎo)體激光器和一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管)。而且，半導(dǎo)體光 學(xué)設(shè)備1 和12b可以具有相同、相似或不同的規(guī)格和性能。在一個(gè)實(shí)施例中，其中半導(dǎo)體 光學(xué)設(shè)備1 和12b是泵激光器(例如，用于泵動(dòng)光學(xué)放大器，諸如EDFA、拉曼放大器等)， 半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b可以發(fā)射相同或近似相同波長(zhǎng)的光。例如，半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和1 可以發(fā)射約980nm(9X Xnm)或約1480nm(145X Xnm)的光。但是可以預(yù)期，半導(dǎo)體 光學(xué)設(shè)備1 發(fā)射的光波長(zhǎng)可以與從半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備12b發(fā)射的光的波長(zhǎng)不同。例如，半 導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 可以發(fā)射約980nm(9XXnm)的光，而半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備12b可以發(fā)射約 1480nm(145XXnm)的光。當(dāng)然，從半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b發(fā)射的光的實(shí)際波長(zhǎng)可以改 變。因而，在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用組合包裝的半導(dǎo)體激光器以泵動(dòng)一種或多種光學(xué)放大器(例如，EDFA、拉曼放大器)。在另一實(shí)施例中，可以獨(dú)立使用組合包裝的半導(dǎo)體激光器， 以泵動(dòng)多級(jí)光學(xué)放大器的每個(gè)放大級(jí)。設(shè)置金屬圈10使其設(shè)置在外殼14的壁14a的端口 20中。金屬圈10的形狀基本 上是管狀的。因此，另外參考圖4，金屬圈10限定了孔，多根光纖26a和26b可以穿過(guò)其中。 如圖所示，金屬圈10的孔可以是錐形的。通過(guò)焊接將金屬圈10固定地連接至壁14a，但是 還可以通過(guò)其他合適的方式連接至壁，諸如通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂、低熔點(diǎn)玻璃或本領(lǐng)域中已知或 常用的其他合適的方式。多根光纖26a和26b設(shè)置使得它們穿過(guò)金屬圈10，并且將半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和 12b光學(xué)地耦合至外部光學(xué)設(shè)備。光纖26a和^b的組成和/或類型可以相同或不同。例 如，一個(gè)或兩個(gè)光纖26a和26b可以是極化維持(PM)光纖或非PM光纖。如果兩個(gè)光纖均 為PM光纖，兩根光纖的極化軸可以平行或正交。一根或多根光纖26a和26b還可以包括布 拉格(Bragg)光柵。使用低熔點(diǎn)玻璃或焊料或環(huán)氧樹(shù)脂中至少之一將光纖^a和26b固定地連接至金 屬圈10。在一些實(shí)施例中，使用兩種方法將光纖26a和^b固定地連接至金屬圈10，諸如 通過(guò)也作為氣密性密封的在金屬圈端部部分處的低熔點(diǎn)玻璃28(或在金屬化光纖中使用 焊料)，以及用于填充光學(xué)設(shè)備12遠(yuǎn)端的金屬圈10的一部分。在諸如圖4所示的實(shí)施例 中，其中金屬圈10的孔是錐形的，可以在至少錐形部分填充環(huán)氧樹(shù)脂30。因此，一旦固定， 光纖26a和26b將維持相同的對(duì)齊。每根光纖26a和26b分別包括端面3 和32b。在一個(gè)實(shí)施例中，光纖26a和26b 的各個(gè)端面3 和32b形成為透鏡，例如通過(guò)將光纖端部劈開(kāi)并且成型為透鏡。例如，光纖 26a和^b的已劈開(kāi)端部可以成型為透鏡，每個(gè)透鏡具有至少兩個(gè)焦距。光纖26a和26b可以旋轉(zhuǎn)地對(duì)齊，從而光纖26a和^b的光軸以及端面3 和32b 彼此在相同或基本上相同的方向上對(duì)齊。通常，共享同一金屬圈的一對(duì)光纖的光軸之間的 旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)的公差約為+/-4°。在另一實(shí)施例中，光纖26&和^b的光軸可以側(cè)向地彼此對(duì) 齊。通常，共享同一金屬圈的一對(duì)光纖的光軸之間的側(cè)向?qū)?zhǔn)的公差小于2μπι。如下所述， 在組裝金屬圈部件期間并且在插入端口 20之前，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或側(cè)向?qū)R。在圖5中所示的又一實(shí)施例中，光軸26a和26b可以旋轉(zhuǎn)地對(duì)齊，從而光纖26a和 26b的光軸以及端面3 和32b在相同或基本上相同的方向上彼此對(duì)齊。光纖26a和26b 的光軸還可以彼此側(cè)向?qū)R。通常，共享同一金屬圈的一對(duì)光纖的光軸之間的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)的 公差約為+/-4°，而共享同一金屬圈的一對(duì)光纖的光軸之間的側(cè)向?qū)?zhǔn)的公差小于2μπι。 如下所述，在組裝金屬圈部件期間并且在插入端口 20之前，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或側(cè)向?qū)R。光纖26a和26b延伸進(jìn)入外殼14，而光纖26a和26b最接近端面3 和32b的一 部分固定地連接至各個(gè)固定點(diǎn)2 和22b。在每根光纖26a和^b中可以存在曲率，以允 許端面32處的應(yīng)力釋放。光纖26a和^b的端面3 和32b相對(duì)于半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b的輸出/輸入設(shè)置在縱向和旋轉(zhuǎn)位置上。在一個(gè)實(shí)施例中，其中半導(dǎo)體設(shè)備1 和 12b是半導(dǎo)體激光器，端面3 和32b設(shè)置使得由光學(xué)設(shè)備1 和12b提供的不對(duì)稱光輸出 領(lǐng)域可以耦合入光纖26a和^b中。例如，當(dāng)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b平行設(shè)置并且都 在相同的方向(例如，所有的快軸在一個(gè)方向上，而所有的慢軸處于正交方向上)時(shí)，那么 光纖26a和^b的端面3 和32b的光軸可以定向使得端面3 和32b的相應(yīng)軸基本上平行。在這種實(shí)施例中，光纖快軸與半導(dǎo)體設(shè)備快軸的旋轉(zhuǎn)對(duì)齊的公差可以約為+/-2°，而共 享同一金屬圈的一對(duì)光纖的快軸之間的旋轉(zhuǎn)對(duì)齊的公差可以約為+/-4°。當(dāng)然，如果半導(dǎo) 體光學(xué)設(shè)備未以共平面方式或平行平面安裝在包裝中，那么金屬圈中光纖的相對(duì)旋轉(zhuǎn)定向 可以相應(yīng)地設(shè)置(例如，相對(duì)于半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備的各個(gè)旋轉(zhuǎn)定向)。在包裝200組裝之前，光纖26a和26b穿過(guò)金屬圈，而光纖26a和26b的光軸相對(duì) 于彼此旋轉(zhuǎn)地和側(cè)向地調(diào)整(例如，如上所述和如圖5中所述)。參考圖5，例如通過(guò)旋轉(zhuǎn) 一根或多根光纖26a和可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)對(duì)齊，而例如通過(guò)相對(duì)彼此以上下方式移動(dòng)一根 或多根光纖26a和可以實(shí)現(xiàn)側(cè)向?qū)R。經(jīng)由低熔點(diǎn)玻璃觀、焊料和/或環(huán)氧樹(shù)脂30， 將對(duì)準(zhǔn)的光纖26a和^b固定地連接至金屬圈10。因而，在與組合包裝的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備 的光輸出/輸入嚙合之前，連接至半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備的光纖對(duì)齊。通過(guò)將組合的金屬圈10和固定的光纖26a和26b插入通過(guò)端口 20，從而金屬圈10 和光纖^a和26b穿過(guò)端口 20，而組裝包裝200。在膠合或以其他方式固定在固定點(diǎn)2 和 22b處的合適位置之前，光纖26a和26b主動(dòng)或被動(dòng)地與半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b的各 個(gè)輸出/輸入光學(xué)地耦合。如上所討論的，在固定至金屬圈10并且插入通過(guò)端口 20之前， 光纖26a和^b已經(jīng)相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)地調(diào)整。因而，隨著在金屬圈處執(zhí)行兩根光纖的預(yù)定 對(duì)齊，組合的金屬圈10和固定的光纖26a和26b允許進(jìn)行光纖26a和^b的調(diào)整，而不旋 轉(zhuǎn)調(diào)整光纖26a和26b和/或金屬圈10。光纖26a和26b基本上由相對(duì)剛性材料(例如， 玻璃、金屬化光纖等)制成，并且出于調(diào)整目的扭曲光纖可能是困難的，或者甚至是不可能 的。這種扭曲可以產(chǎn)生大的扭轉(zhuǎn)力，并且產(chǎn)生災(zāi)難性的光纖故障。而且，由于金屬圈10中 的多根光纖設(shè)置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)金屬圈10調(diào)整光纖26a和26b可能是困難的。光纖26a和^b的各個(gè)端面3 和32b可以相對(duì)于半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b的 各個(gè)輸出/輸入縱向?qū)R，例如，通過(guò)縱向調(diào)整金屬圈10或調(diào)整一根或多根光纖沈3和26b 中的曲率量。一旦對(duì)齊，使用低熔點(diǎn)玻璃、焊料或環(huán)氧樹(shù)脂將光纖26a和26b最接近端面 3 和32b的部分分別固定在固定點(diǎn)2 和22b處合適的位置。金屬圈10固定地連接至、 例如焊接至壁14a。根據(jù)本發(fā)明的金屬圈10允許經(jīng)由單一端口將多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備光學(xué)地耦合至 一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備。這樣，上述已經(jīng)在典型設(shè)置中描述了金屬圈10，該典型設(shè)置使兩根光 纖26a和^b穿過(guò)其中、設(shè)置并且固定地連接至其上，用于將兩個(gè)光學(xué)設(shè)備光學(xué)地耦合、一 同組合包裝在單一基底上。但是還應(yīng)當(dāng)預(yù)期，可以將兩個(gè)以上(例如，三個(gè)、四個(gè)等)光學(xué) 設(shè)備一同組合包裝在單一基底上，并且金屬圈可以包括兩根以上(例如，三根、四根等)光 纖，其穿過(guò)其中、設(shè)置并且固定地連接至其上。而且，預(yù)期一個(gè)實(shí)施例，其中組合包裝多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備，并且其中包裝包括一 個(gè)以上的端口和金屬圈。在這種實(shí)施例中，至少一個(gè)金屬圈包括至少兩根光纖。例如，包裝 可以包括一同組合包裝在單一基底上的四個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備和兩個(gè)金屬圈，每個(gè)金屬圈包 括兩根光纖，用于光學(xué)地耦合四個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備中的兩個(gè)。當(dāng)在包裝中組合包裝了一種以上的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備時(shí)，可以采用多個(gè)金屬圈。例 如，一個(gè)金屬圈可以將多個(gè)半導(dǎo)體激光器光學(xué)地耦合至外部光學(xué)設(shè)備，而另一金屬圈可以 將多個(gè)光電二極管光學(xué)地耦合至外部光學(xué)設(shè)備。雖然光電二極管可以一同包裝在包裝200 外側(cè)，但是有利的是將它們與半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備1 和12b包括在同一包裝中，因?yàn)楣怆姸O管受益于包裝的穩(wěn)定和氣密性環(huán)境。光電二極管可以與半導(dǎo)體激光安裝在同一載體上，或 者可以具有在同一包裝中的不同安裝設(shè)置。在包裝中包括光電二極管允許減少 與諸如光學(xué) 放大器的外部光學(xué)設(shè)備相關(guān)的包裝的數(shù)量。事實(shí)上，可以僅將有源半導(dǎo)體設(shè)備的一個(gè)包裝 與外部光學(xué)設(shè)備相關(guān)。上文已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例的范例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，這些不限制本 發(fā)明的用途或功能的范圍，其可以概括為包括更多或更少的特征。例如，在一個(gè)概括中，本 發(fā)明可以包括半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其具有位于外殼中的多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備；設(shè)置在外殼 的壁上的端口 ；固定地設(shè)置在光學(xué)出口端口中的金屬圈；以及多根光纖，穿過(guò)金屬圈并且 固定地連接至金屬圈，該多根光纖分別光學(xué)地耦合至多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備。一些特征對(duì)于 本發(fā)明而言并非必需的，其在更簡(jiǎn)單的實(shí)施例中可以概括為包括僅一個(gè)外殼；設(shè)置在外殼 的壁中的端口 ；金屬圈，固定地設(shè)置位于光學(xué)出口端口中；金屬圈中的孔，以及多根光纖， 穿過(guò)金屬圈并且固定地連接至金屬圈，該多根光纖分別光學(xué)地耦合至多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè) 備。在又一簡(jiǎn)單實(shí)施例中，本發(fā)明可以概括為僅包括金屬圈，用于固定地設(shè)置在半導(dǎo)體光學(xué) 設(shè)備包的端口中，金屬圈包括孔，其中多根光纖穿過(guò)該孔，并且該多根光纖固定地連接至金 屬圈。雖然已經(jīng)示出和參考特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，顯然的是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 而言，在閱讀和理解本說(shuō)明書和隨附附圖之后，將易于進(jìn)行等效改變和修改。尤其關(guān)于上述 元件(部件、組件、設(shè)備、成分等)所實(shí)施的各種功能，如無(wú)特別指出，用于描述這種元件術(shù) 語(yǔ)(包括引用“裝置”)意于相應(yīng)于執(zhí)行所述元件的特定功能的任何元件(即，功能等效)， 即使非結(jié)構(gòu)地等效于執(zhí)行本發(fā)明在本文中所示的典型實(shí)施例中的功能而公開(kāi)的結(jié)構(gòu)。此 夕卜，雖然上文已經(jīng)關(guān)于數(shù)個(gè)所述實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)描述了本發(fā)明的特定特征，但是正 如對(duì)于任何給定或特定應(yīng)用可能需要和有利的是，這種特征可以與其他實(shí)施例的一個(gè)或多 個(gè)其他特征組合。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，包括外殼；端口，位于外殼的壁中；金屬圈，固定地位于端口中；孔，位于金屬圈中，以及多根光纖，其穿過(guò)孔并且固定地連接至金屬圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)地 對(duì)齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸之間的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)的 公差約為+/-4°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸相對(duì)于彼此橫向地 對(duì)齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸之間的橫向?qū)R的 公差小于2 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸相對(duì)于彼此橫向地 對(duì)齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸之間的橫向?qū)R的 公差小于2 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中使用低熔點(diǎn)玻璃、焊料和環(huán)氧樹(shù)脂 中至少之一將多根光纖固定地連接至金屬圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，還包括位于外殼內(nèi)的多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè) 備，并且其中多根光纖分別光學(xué)地耦合至多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖將多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備 光學(xué)地耦合至EDFA放大器和拉曼放大器中至少之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備是半導(dǎo)體激光器、 半導(dǎo)體光電二極管以及至少一個(gè)半導(dǎo)體激光器和至少一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管中之一。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中至少一個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備發(fā)射的 光的波長(zhǎng)是約980nm和約1480nm中至少之一。
13.一種金屬圈，用于固定地設(shè)置在半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包的光學(xué)出口端口中，包括孔，多根光纖穿過(guò)其中，該多根光纖固定地連接至金屬圈。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的金屬圈，其中多根光纖的光軸相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)地對(duì)齊。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的金屬圈，其中多根光纖的光軸之間的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)的公差約為 +/-4° 。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸相對(duì)于彼此橫向 地對(duì)齊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸之間的橫向?qū)R 的公差小于2 μ m。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸相對(duì)于彼此橫向 地對(duì)齊。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中多根光纖的光軸之間的橫向?qū)R 的公差小于2 μ m。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，其中使用低熔點(diǎn)玻璃、焊料和環(huán)氧樹(shù) 脂中至少之一將多根光纖固定地連接至金屬圈。
21.一種半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包，包括多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備，設(shè)置在外殼中；端口，設(shè)置在外殼的壁上；金屬圈，固定地設(shè)置在光學(xué)出口端口中；以及多根光纖，穿過(guò)金屬圈并且固定地連接至金屬圈，多根光纖分別光學(xué)地耦合之多個(gè)半 導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備。
22.一種制造半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備包的方法，包括將金屬圈以及穿過(guò)其中并固定地連接至金屬圈的多根光纖插入通過(guò)設(shè)置在外殼的壁 上的端口 ；將多根光纖的第一端光學(xué)地耦合至設(shè)置在外殼中的多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備；以及將金屬圈固定地連接至外殼的壁上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中在將金屬圈和多根光纖穿過(guò)端口之前，將多根 光纖穿過(guò)金屬圈，并且固定地連接至金屬圈。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在固定地連接至金屬圈之前，多根光纖的光軸 旋轉(zhuǎn)地彼此對(duì)準(zhǔn)。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在固定地連接至金屬圈之前，多根光纖的光軸 側(cè)向的彼此對(duì)準(zhǔn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中將多根光纖的第二端光學(xué)地耦合至EDFA放大器 和拉曼放大器中至少之一。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備是半導(dǎo)體激光器、半導(dǎo)體光電 二極管以及至少一個(gè)半導(dǎo)體激光器和至少一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管中之一。
全文摘要
多個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備具有常規(guī)包裝和常規(guī)支撐結(jié)構(gòu)和控制。半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備是典型的半導(dǎo)體激光器或光電二極管，并且設(shè)計(jì)用于彼此獨(dú)立或者以協(xié)作方式運(yùn)作。在一個(gè)實(shí)施例中，可以獨(dú)立地使用組合包裝的半導(dǎo)體激光器以驅(qū)動(dòng)多級(jí)光學(xué)放大器的每個(gè)放大級(jí)。連接至光學(xué)設(shè)備的光纖共享一個(gè)端口，并且在與組合包裝的半導(dǎo)體光學(xué)設(shè)備的光輸出/輸入嚙合之前對(duì)齊。
文檔編號(hào)G02B6/43GK102043210SQ20101028818
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者伊恩·彼得·麥克林, 巴里·弗林塔姆, 納達(dá)姆·K·扎伊爾 申請(qǐng)人:奧蘭若技術(shù)有限公司