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    BOX 封装EML TOSA 介绍

    ⦁ 总述

           40km和80km 1550nm 光模块发射端使用EML ( Electro-absorption Modulated Lasers )TOSA,常用的EML TOSA有BOX 封装和同轴封装,但是综合考虑散热和性能,常用的还是BOX封装形式,本文我就来向大家介绍BOX封装的EML TOSA结构及其工作原理。

    1. BOX TOSA外形结构及内部功能示意图

          BOX TOSA 外形结构

          BOX封装的TOSA顾名思义TO是BOX型的,内部空间比较大,下图2-1为我司目前批量使用的BOX EML TOSA的外形结构尺寸图:

    图1 BOX EML TOSA外形结构尺寸图

          如上图所示:BOX EML TOSA 总长17.6mm,TO的长宽高分别是7.5mm、5.5mm和5.5mm,TO腔内空间比较大,可以使用大封装的TEC(Thermo Electric Cooler),并且TO的外壁为0.8mm 的合金材料,有良好的导热散热特性。

    2.BOX EML TOSA内部功能框图

          BOX EML TOSA 内部包括DFB激光器、EAM、MPD、TEC和Rth这五部分。如下图所示:

    图2BOX EML TOSA内部电路示意图

    图3 BOX EML TOSA内部结构功能示意图

          如上图2所示,这就是一个典型EML TOSA的内部电路图,图3是一个典型BOX EML TOSA内部结构功能示意图,下面我们详细向大家介绍各功能电路具体的工作原理和控制方法:

          A、DFB激光器,分布式反馈激光器,上图2第7脚和第5脚之间就是DFB激光器,其中第5脚接GND,第7脚输入电流,当第7脚输入的电流大于阈值电流(15-30mA)时DFB激光器就开始发光,正常工作时DFB激光器需要加50-100mA的电流。

          B、EAM(Electro-absorption modulator),中文简称电吸收调制器,上图2第4脚和第3脚之间就是EAM,其中第3脚接地,第4脚需要接一个负电压(正常工作时0~-3V)使得EAM反向偏置,当第4脚电压越小时EAM吸收的光就越多,通过EAM的光就越少;反之当第4脚电压越大时,通过EAM的光就越大,典型的EAM吸收曲线如下图所示:

    图4 EAM吸收特征曲线

          

          C、MPD(监视光探测器),上图2第6脚和第3脚之间就是MPD 。用来监视DFB激光器发光大小的,一般来说,有一定比例的DFB反方向发出的光(我们通常称为“背光”)照射到MPD上,产生MPD电流,通常MPD电流的大小和DFB激光器正面发光的大小成比例对应关系,因此通过监视MPD的电流就可以跟踪DFB激光器的发光大小。

          D、TEC(热电制冷器),上图2第1脚和第2脚之间就是TEC 。根据”珀尔帖效应”制成,当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时,其一端吸热,一端放热的现象。TEC包括一些P型和N型对(组),它们通过电极连在一起,并且夹在两个陶瓷电极之间;当有电流从TEC流过时,电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧,在TEC上产生″热″侧和″冷″侧;由TEC控制器根据TEC表面的温度动态调节TEC上的电流大小和方向,使得TEC表面温度保持动态稳定的状态。

          E、Rth(热敏电阻),上图2第8脚和第5脚之间就是Rth 。其电阻值和温度有对应的关系,温度越高,电阻阻值越小,温度越低,电阻阻值越大。在25℃时Rth的阻值等于10K欧姆。Rth一般和TEC控制器组成一个动态反馈调节系统,通过PID控制算法动态调节通过TEC上的电流来实现TEC表面(DFB/EAM)的工作温度稳定。

          深圳市摩泰光电有限公司提供上述应用指南中涉及的商品

    本内容最后修订时间:2020年02月23号