本技術涉及光引擎，具體涉及一種400g?dr4光引擎。

背景技術：

1、傳統(tǒng)400g?dr4光引擎普遍采用tec制冷器控制eml芯片的溫度，該400gdr4光引擎的結構如圖1、2所示，其包括：材質為鎢銅的基座以及置于基座上的pcb板，pcb板上在對應基座的部分區(qū)域開設貫穿其上、下表面的通孔，通孔內布置比pcb板上表面低且與基座上表面相固定的tec制冷器以及光纖陣列，tec制冷器與pcb板金絲鍵合，tec制冷器上固定多個與pcb板金絲鍵合的陶瓷熱沉，每個陶瓷熱沉上固定與光纖陣列相耦合的eml芯片，通孔內在每個eml芯片與光纖陣列之間沿光傳播方向依次耦合一個透鏡以及一個光隔離器，透鏡采用紫外膠與tec制冷器相固定，光隔離器固定在光纖陣列的光口側。

2、該方案中400g?dr4光引擎所采用的tec制冷器由tec制冷片以及位于tec制冷片上、下方的上氮化鋁陶瓷墊板和下氮化鋁陶瓷墊板構成，tec制冷器的電極位于下氮化鋁陶瓷墊板上，通常其存在±75um的厚度公差，而厚度公差為上氮化鋁陶瓷墊板+tec制冷片+下氮化鋁陶瓷墊板焊接固定時所產(chǎn)生，由于tec制冷器、光纖陣列固定在基座的同一個上表面上，所以導致eml芯片與光纖陣列的纖芯在高度方向上誤差比較大，將造成如下三個缺陷：

3、1)陶瓷熱沉與pcb板上表面高度差誤差比較大，導致陶瓷熱沉與pcb板通過高頻金絲鍵合時，高頻金絲長度變長，高頻性能下降，此外，也使得eml芯片與光纖陣列纖芯在高度方向的誤差較大，耦合效率下降，良率變差；

4、2)透鏡下方紫外膠厚度誤差大，透鏡可靠性降低，耦合效率下降，良率變差；

5、3)高溫工作時，eml芯片以及透鏡處在tec制冷器的冷面，而光纖陣列位于tec制冷器的熱面，具體可以理解為：tec制冷器的熱面所產(chǎn)生的熱量可以通過鎢銅基座傳導向光纖陣列，由于鎢銅為高導熱系數(shù)材料，導熱系數(shù)通常為～180w/mk，所以導致三個光學元件溫差過大，光路穩(wěn)定性下降；低溫工作時，eml芯片以及透鏡處在tec制冷器的熱面，而光纖陣列位于tec制冷器的冷面，同樣也導致三個光學元件溫差過大，光路穩(wěn)定性也下降。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型所要解決的技術問題是提供一種400g?dr4光引擎，以克服上述現(xiàn)有技術中的不足。

2、本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種400g?dr4光引擎，包括：材質為鎢銅的基座以及置于基座上的pcb板，pcb板上在對應基座的部分區(qū)域開設貫穿其上、下表面的通孔，通孔內布置比pcb板上表面低的tec制冷器以及墊板，墊板與基座上表面相固定，tec制冷器中上陶瓷基板與墊板的側面相固定，上陶瓷基板的上表面與墊板的上表面平齊，tec制冷器中下陶瓷基板的下表面與基座的上表面之間預留比tec制冷器厚度公差大的間隙，該間隙內填充軟導熱膏；墊板上固定光纖陣列，tec制冷器與pcb板金絲鍵合，上陶瓷基板上固定多個與pcb板金絲鍵合的陶瓷熱沉，每個陶瓷熱沉上固定與光纖陣列相耦合的eml芯片。

3、本實用新型的有益效果是：

4、通過讓tec制冷器中上陶瓷基板與墊板的側面相固定，且上陶瓷基板的上表面與墊板的上表面平齊，以及tec制冷器中下陶瓷基板的下表面與基座的上表面之間預留比tec制冷器厚度公差大的間隙，從而可以有效吸收tec制冷器所存在的±75um厚度公差，以克服tec制冷器厚度公差的影響，確保eml芯片與光纖陣列纖芯在高度方向的誤差較小，有效提升耦合效率以及大幅度提升良率，以及確保陶瓷熱沉與pcb板在高度方向的誤差較小，使得高頻金絲長度變短，高頻性能提升。

5、在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。

6、進一步，tec制冷器中下陶瓷基板的下表面與基座的上表面之間所預留的間隙為300um。

7、采用上述進一步的有益效果為：該間隙遠大于tec制冷器所存在的±75um厚度公差，從而可以有效吸收tec制冷器所存在的厚度公差，同時也便于填充軟導熱膏。

8、進一步，通孔內在每個eml芯片與光纖陣列之間沿光傳播方向依次耦合一個透鏡以及一個光隔離器，透鏡采用紫外膠與上陶瓷基板相固定，光隔離器固定在光纖陣列的光口側，墊板的導熱系數(shù)比鎢銅導熱系數(shù)低。

9、采用上述進一步的有益效果為：由于本方案中有效吸收tec制冷器所存在的±75um厚度公差，以確保eml芯片與光纖陣列纖芯在高度方向的誤差較小，所以透鏡下方的紫外膠厚度公差小，可靠性更高，使得耦合效率提升以及良率提升；

10、由于墊板的導熱系數(shù)比鎢銅導熱系數(shù)低，此時，墊板可以作為隔熱板，減小基座與光纖陣列之間的熱傳導，當400g?dr4光引擎處于高溫工作時，將使得eml芯片、透鏡、光纖陣列均位于tec制冷器的冷面，三者溫差較小，溫度導致的形變小，光路更穩(wěn)定；當400g?dr4光引擎處于低溫工作時，將使得eml芯片、透鏡、光纖陣列均位于tec制冷器的熱面，三者溫差也較小，同樣溫度導致的形變也小，光路也更穩(wěn)定。

11、進一步，墊板的材質為石英。

12、采用上述進一步的有益效果為：石英導熱系數(shù)很低，僅為～1w/mk，可以很好的當作隔熱板。

13、進一步，上陶瓷基板靠近墊板的一端向墊板延伸預定距離后與墊板的側面相粘接。

14、進一步，上陶瓷基板與墊板相粘接的一端貼著墊板的側面向下彎折，且彎折的長度不超過下陶瓷基板的下表面。

15、采用上述進一步的有益效果為：上陶瓷基板通過向下彎折可以增大其與墊板的接觸面積，確保兩者連接的穩(wěn)定性。

16、進一步，軟導熱膏的熱系數(shù)大于10w/mk。

技術特征：

1.一種400g?dr4光引擎，包括：材質為鎢銅的基座(1)以及置于基座(1)上的pcb板(2)，所述pcb板(2)上在對應基座(1)的部分區(qū)域開設貫穿其上、下表面的通孔(210)，其特征在于，所述通孔(210)內布置比pcb板(2)上表面低的tec制冷器(3)以及墊板(4)，所述墊板(4)與基座(1)上表面相固定，所述tec制冷器(3)中上陶瓷基板(310)與墊板(4)的側面相固定，所述上陶瓷基板(310)的上表面與所述墊板(4)的上表面平齊，所述tec制冷器(3)中下陶瓷基板(320)的下表面與基座(1)的上表面之間預留比tec制冷器(3)厚度公差大的間隙，該間隙內填充軟導熱膏(5)；所述墊板(4)上固定光纖陣列(6)，所述tec制冷器(3)與pcb板(2)金絲鍵合，所述上陶瓷基板(310)上固定多個與pcb板(2)金絲鍵合的陶瓷熱沉(7)，每個陶瓷熱沉(7)上固定與光纖陣列(6)相耦合的eml芯片(8)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種400g?dr4光引擎，其特征在于，所述tec制冷器(3)中下陶瓷基板(320)的下表面與基座(1)的上表面之間所預留的間隙為300um。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種400g?dr4光引擎，其特征在于，所述通孔(210)內在每個eml芯片(8)與光纖陣列(6)之間沿光傳播方向依次耦合一個透鏡(9)以及一個光隔離器(10)，所述透鏡(9)采用紫外膠與上陶瓷基板(310)相固定，所述光隔離器(10)固定在光纖陣列(6)的光口側，所述墊板(4)的導熱系數(shù)比鎢銅導熱系數(shù)低。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種400g?dr4光引擎，其特征在于，所述墊板(4)的材質為石英。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種400g?dr4光引擎，其特征在于，所述上陶瓷基板(310)靠近墊板(4)的一端向墊板(4)延伸預定距離后與墊板(4)的側面相粘接。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種400g?dr4光引擎，其特征在于，所述上陶瓷基板(310)與墊板(4)相粘接的一端貼著墊板(4)的側面向下彎折，且彎折的長度不超過下陶瓷基板(320)的下表面。

7.根據(jù)權利要求1～6任一項所述的一種400g?dr4光引擎，其特征在于，所述軟導熱膏(5)的熱系數(shù)大于10w/mk。

技術總結
本技術涉及一種400G?DR4光引擎，材質為鎢銅的基座，PCB板上的通孔內布置比PCB板上表面低的TEC制冷器以及墊板，墊板與基座上表面相固定，TEC制冷器中上陶瓷基板與墊板的側面相固定，TEC制冷器中下陶瓷基板的下表面與基座的上表面之間預留比TEC制冷器厚度公差大的間隙，該間隙內填充軟導熱膏；墊板上固定光纖陣列，上陶瓷基板上固定多個與PCB板金絲鍵合的陶瓷熱沉，每個陶瓷熱沉上固定與光纖陣列相耦合的EML芯片。有益效果為：可以有效吸收TEC制冷器±75um厚度公差，有效提升EML芯片與光纖陣列的耦合效率以及大幅度提升良率，陶瓷熱沉與PCB板之間的高頻金絲長度變短，高頻性能提升。

技術研發(fā)人員：方文銀,彭開盛
受保護的技術使用者：武漢鈞恒科技有限公司
技術研發(fā)日：20240725
技術公布日：2025/4/28