關(guān)鍵詞：光通信、光有源器件、封裝、耦合、卓立漢光產(chǎn)品
摘  要：本文對光有源器件的分類、封裝類型、結(jié)構(gòu)和電性能做出簡要介紹，并對對光有源器件生產(chǎn)過程中，卓立漢光可提供的工裝方案、設(shè)備改進(jìn)等方面做說明。
引  子：
         光通信器件分為光有源器件和光無源器件，本文就光有源器件的分類、封裝類型、結(jié)構(gòu)和電性能做出簡要介紹，并對對光有源器件生產(chǎn)過程中，卓立漢光可提供的工裝方案、設(shè)備改進(jìn)等方面做說明。
         光無源器件的相關(guān)文章，請參照：卓立漢光產(chǎn)品在光通信行業(yè)中的應(yīng)用——光無源器件篇。

1、有源光器件的分類
        在光通信系統(tǒng)中，一般把能夠?qū)崿F(xiàn)光電（O/E）轉(zhuǎn)換或者電光（E/O）轉(zhuǎn)換的器件叫做有源光電子器件，其種類非常繁多。根據(jù)不同的用途和封裝形式，常用的 光電子器件可以分為以下幾類：光發(fā)送器件(LED、FP/DFB/DBR-LD、VCSEL-LD、EML)；光接收器件(PIN-PD、APD- PD)；光發(fā)送模塊、光接收模塊和光收發(fā)一體模塊。
        光發(fā)送器件一般是在封裝管殼內(nèi)部集成了激光二極管(LD Chip)、背光檢測管(PIN Chip)、熱敏電阻、TEC致冷器以及光學(xué)準(zhǔn)直機(jī)構(gòu)等元件。而實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的功能，至少包含一個激光二極管。光發(fā)送模塊則是在光發(fā)送器件的基礎(chǔ)上增加 了一些外圍電路，如激光器驅(qū)動電路、自動功率控制電路等，比發(fā)光器件集成度更高，使用更方便。
        光接收器件一般是在封裝管殼內(nèi)集成了探測器芯片(PIN Chip或APD Chip)、前置放大器(TIA)以及熱敏電阻等元件。實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的功能，至少包含一個光探測器芯片。光接收模塊則是在光接收器件的基礎(chǔ)上增加了放大 電路、數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路等外圍電路，使用起來同樣更加方便。
        把光發(fā)送模塊和光接收模塊再進(jìn)一步集成到同一個器件內(nèi)便形成了光收發(fā)一體模塊。它的集成度更高、使用也更加方便，目前廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信和光傳輸?shù)阮I(lǐng)域。

2、有源光器件的封裝結(jié)構(gòu)
       前面提到，有源光器件的種類繁多且其封裝形式也是多種多樣，這樣到目前為止，盡管各個廠家使用的封裝形式、管殼外形尺寸等相差較大，但大體上可以分為同軸 型（TO-CAN、帶尾纖的封裝）和蝶形封裝，如圖2.1所示。而對于光收發(fā)一體模塊，其封裝形式則較為規(guī)范，主要有1×9、小封裝（SFF）以及支持熱 插拔的SFP、SFP+、XFP、 GBIC等封裝。

                                                                    

                                                                                              圖2.1  光通信系統(tǒng)常用的兩種封裝類型的有源光器件
2.1光發(fā)送器件的封裝結(jié)構(gòu)
        光發(fā)送器件的封裝主要分為兩種類型：同軸型封裝（coaxial type package）和蝶形封裝（butterfly type package）。同軸型封裝一般不帶制冷器，而蝶形封裝根據(jù)需要可以帶制冷器也可以不帶制冷器。
2.11TO-CAN類型光發(fā)送器件的封裝結(jié)構(gòu)
        常見的光發(fā)送器件的封裝結(jié)構(gòu)為同軸TO-CAN的封裝形式。其子部件一般有兩種結(jié)構(gòu)，一種是激光二極管、光電探測器等有源部分都安裝在密封的底座里面，同 一封裝里面可以只含有一個有源光器件，也可以與其它的元部件集成在一起。FP/DFB/DBR-LD TO-CAN就是*常見的一種，如圖2.2所示；VCSEL-LD TO-CAN也是*常見的一種，有類似的封裝結(jié)構(gòu)。它管帽上有透鏡或玻璃窗，管腳一般采用“金屬－玻璃”密封。這種以TO-CAN形式封裝的部件一般用于 更高一級的裝配，例如可以加上適當(dāng)?shù)墓饴窚?zhǔn)直機(jī)構(gòu)和外圍驅(qū)動電路構(gòu)成光發(fā)送或接收模塊以及收發(fā)一體模塊。
                                          
                                                                                             圖2.2  FP/DFB/DBR-LD TO-CAN封裝外形和結(jié)構(gòu)圖

2.12 帶尾纖的同軸型光發(fā)送器件的封裝結(jié)構(gòu)
        帶尾纖同軸型封裝光發(fā)送器件的典型外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.3所示，從圖中可知，同軸型光發(fā)送器件主要由TO-CAN、耦合部分、接口部分等組成。其中 TO-CAN是主要部件，它的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和外形如圖2.2所示，從圖中可見激光器管芯和背光檢測管粘接在熱沉上，通過鍵合的方法與外部實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，并且TO- CAN一定要密閉封裝。耦合部分一般都是透鏡，透鏡可以直接裝在TO-CAN上，也可以不裝在TO-CAN上，而裝在圖2.3中所示的位置。接口部分可以 是帶尾纖和連接器的尾纖型，也可以是帶連接器而不帶尾纖的插拔型（根據(jù)具體的應(yīng)用來選擇）。尾纖的固定一般采用環(huán)氧樹脂粘接或者采用激光焊接，另外可以使 用單透鏡結(jié)構(gòu)或者直接在光纖端面制作透鏡的方法來提高耦合效率。
                                                                

                                                                                      圖2.3 帶尾纖的同軸型激光器外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
2.13 蝶形光發(fā)送器件的封裝結(jié)構(gòu)
        蝶形封裝因其外形而得名，這種封裝形式一直被光通信系統(tǒng)所采用。根據(jù)應(yīng)用條件不同，蝶形封裝可以帶制冷器也可以不帶。通常在長距光通信系統(tǒng)中，由于對光源 的穩(wěn)定性和可靠性要求較高，因此需要對激光器管芯溫度進(jìn)行控制而加制冷器，對于一些可靠性要求較低的數(shù)據(jù)通信或短距應(yīng)用的激光器就可以不加制冷器。圖 2.4是蝶形封裝的常見結(jié)構(gòu)，它在一個金屬封裝的管殼內(nèi)集成了半導(dǎo)體激光器、集成調(diào)制器、背光檢測管、制冷器、熱敏電阻等部件，然后通過一定的光學(xué)系統(tǒng)將 激光器發(fā)出的光信號耦合至光纖。一般光路上有兩個透鏡，*透鏡用于準(zhǔn)直，第二透鏡進(jìn)行聚焦，當(dāng)然也可以使用錐形光纖或者在尾部制作了透鏡的光纖進(jìn)行耦 合。光纖的耦合可以在殼體外部完成也可以采用伸入殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如圖2.5所示。
                                                      
                                                                                          圖2.4  帶制冷器的蝶形封裝光發(fā)送器件外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

                                                                 圖2.5 兩種不同耦合方式的蝶形封裝光發(fā)送器件結(jié)構(gòu)圖

        在 光通信行業(yè)中，除了常用的直接調(diào)制激光器(例如：FP/DFB/DBR/VCSEL-LD)，還有一種外調(diào)制器激光器(常用的為EML,電吸收調(diào)制激光 器)。外調(diào)制技術(shù)速率高、光功率大、消光比高并易于啁啾控制，在高速、大容量和長距離光纖通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。電光強(qiáng)度外調(diào)制器主要有 LiNbO3調(diào)制器、半導(dǎo)體電吸收調(diào)制器和聚合物調(diào)制器。EML的結(jié)構(gòu)和碟形封裝形式如下圖所示。
 

                           圖2.6 DFB激光器和EA調(diào)制器集成的EML的蝶形封裝光發(fā)送器件結(jié)構(gòu)圖

        近年來，光放大器作為光有源器件的新秀得到了迅速發(fā)展，應(yīng)用較多的為半導(dǎo)體光放大器(SOA)、摻鉺光纖放大器（EDFA），是一種對信號光放大的一種有 源光器件。摻餌光纖放大器的誕生是光纖通信領(lǐng)域革命性的突破，它使長距離、大容量、高速率的光纖通信成為可能，是DWDM系統(tǒng)及未來高速系統(tǒng)、全光網(wǎng)絡(luò)不 可缺少的重要器件。正在研究并很有應(yīng)用前景的是拉曼光纖激光放大器(RFA)。SOA通常也采用蝶形封裝的形式,如下圖所示為英國CIP公司生產(chǎn)的 SOA。
                                                               
                                                                       圖2.7 半導(dǎo)體光放大器(SOA)的蝶形封裝光發(fā)送器件結(jié)構(gòu)圖

2.2光接收器件的封裝結(jié)構(gòu)
      與光發(fā)送器件一樣，光接收器件的封裝類型也主要是同軸型和蝶形兩種。
2.2.1TO-CAN同軸型光接收器件的封裝結(jié)構(gòu)
       和LD TO-CAN的封裝形式類似，PIN/APD TO-CAN也采用“金屬-玻璃”密封結(jié)構(gòu)，如下圖所示。
                                                                     
                                                                                 圖2.8 PIN/APD TO-CAN封裝外形圖

2.2.2帶尾纖的同軸型光接收器件的封裝結(jié)構(gòu)
        帶尾纖的同軸型封裝光接收器件的典型外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.9所示，從圖中可知，同軸型光接收器件主要由TO-CAN、耦合部分、接口部分等組成。TO-CAN是主要部件，里面集成了探測器（PIN或者APD）
                                   
                                                                   圖2.9  帶尾纖的同軸型光接收器件外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

和 前置放大器，通過鍵合的方法與外部實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，并且一定要密閉封裝。然后它和金屬外殼、透鏡、尾纖等組件通過焊接或粘接的方法固定在一起。耦合部分一般都是 透鏡，透鏡可以直接裝在TO-CAN上，也可以不裝在TO-CAN上。接口部分可以是帶尾纖和連接器的尾纖型，也可以是帶連接器而不帶尾纖的插拔型（根據(jù) 具體的應(yīng)用來選擇）。尾纖的固定一般采用環(huán)氧樹脂粘接或者采用激光焊接，另外可以使用單透鏡結(jié)構(gòu)或者直接在光纖端面制作透鏡的方法來提高耦合效率。

2.2.3蝶形光接收器件的封裝結(jié)構(gòu)
        蝶形封裝光接收器件的典型外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.8所示，它主要有兩種結(jié)構(gòu)。一種是使用同軸型封裝的探測器加上相應(yīng)的放大電路等構(gòu)成，如圖2.8中右下角 所示，這種結(jié)構(gòu)對管殼的密封性要求不高；另外一種就是將探測器以及放大電路等組件做在同一個殼體中實(shí)現(xiàn)，如圖2.9中右上角所示，這種結(jié)構(gòu)要求管殼是全密 閉封裝。

                                  
                                                                                            圖2.10 蝶形封裝光接收器件外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2.3光收發(fā)一體模塊的封裝結(jié)構(gòu)
        光收發(fā)一體模塊就是將光發(fā)送和光接收兩部分集成在同一個封裝內(nèi)部構(gòu)成的一種新型光電子器件，它具有體積小、成本低、可靠性高以及較好的性能等優(yōu)點(diǎn)。它一般 由發(fā)送和接收兩部分構(gòu)成，發(fā)送部分輸入一定碼率的電信號（155M、622M、2.5G、10G等）經(jīng)內(nèi)部驅(qū)動芯片處理后，驅(qū)動半導(dǎo)體激光器（LD）或發(fā) 光二極管（LED）發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號，并且其內(nèi)部帶有光功率自動控制電路，使輸出的光功率保持穩(wěn)定。在接收部分，一定碼率的光信號輸入模塊后由 光探測二極管轉(zhuǎn)換成電信號，然后經(jīng)前置放大器處理后輸出相應(yīng)碼率的電信號，輸出的電信號一般為PECL電平，同時在輸入光功率小于一定值后會輸出一個無光 告警信號。
        光收發(fā)一體模塊封裝有著比較規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，目前主要有以下一些形式：1×9 footprint、2×9 footprint、GBIC（Gigabit Interface Converter）Transceiver、SFF（Small Form Factor）以及SFP（Small Form Factor Pluggable）。其中1X9和2X9兩種封裝為大封裝，小封裝的有2X5和2X10 SFF兩種。光接口有SC、MTRJ、LC等形式。

2.3.1 1×9和2×9大封裝光收發(fā)一體模塊
　    大封裝的有1×9和2×9兩種封裝，2×9的前一排9個管腳與1X9的完全兼容，另外9個管腳有激光器功率和偏置監(jiān)控以及時鐘恢復(fù)等功能（2×9封裝雖然 帶偏置和功率監(jiān)控以及時鐘恢復(fù)，但由于無國際標(biāo)準(zhǔn)支持，為非主流產(chǎn)品，使用較少，生產(chǎn)廠家也少，且目前部分廠家已停產(chǎn)）。
                                            
                                                                                      圖2.11 1×9 SC收發(fā)一體模塊外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　 　光接口一般采用無尾纖SC接頭，但也有少量廠家生產(chǎn)ST接口和帶尾纖的FC、SC接頭。模塊內(nèi)部主要由兩大部分組成：發(fā)送部分和接收部分。發(fā)送部分由同 軸型激光器（它的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和封裝參見2.1.1節(jié)）、驅(qū)動電路、控制電路等幾部分構(gòu)成，有些模塊還具有發(fā)送使能、檢測輸出以及自動溫度補(bǔ)償?shù)�；接收部分�?要由PIN-FET前放組件（它的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和封裝參見2.2.1節(jié)）和主放電路兩部分組成，并具有無光告警；模塊內(nèi)部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖2.11所示，圖中左 邊是大封裝模塊的典型外形圖，右邊是兩個不同廠家模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（1×9封裝和2×9封裝模塊的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一樣）。

2.3.2GBIC（Gigabit Interface Converter）光收發(fā)一體模塊
    由于部分系統(tǒng)需要在運(yùn)行中更換光模塊，為了不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，出現(xiàn)了不需關(guān)掉系統(tǒng)電源而直接插拔的光模塊。目前支持熱插拔的光模塊主要有 GBIC（Gigabit Interface Converter）和SFP（Small Form Factor Plugable）兩種。圖2.12是GBIC光收發(fā)一體模塊的典型外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，從圖中可知，GBIC模塊和1×9以及2×9大封裝的模塊在光接口 類型、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外形尺寸等方面都相同。GBIC模塊的光接口類型也是SC型，外形也是大尺寸，內(nèi)部也是包含發(fā)送和接收兩部分。它們不同之處在于GBIC 模塊的電接口采用的是卡邊沿型電連接器（20-pin SCA 連接器），以滿足模塊熱插拔時的上下電順序，另外，模塊內(nèi)部還有一個EEPROM用來保存模塊的信息。
                                                           
                                                                                              圖2.12  GBIC收發(fā)一體模塊外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2.3.3 SFF（Small Form Factor）小封裝光收發(fā)一體模塊
        SFF小封裝光收發(fā)一體模塊外形尺寸只有1×9大封裝的一半，有2X5和2X10兩種封裝形式。2X10的器件前面2X5個管腳與2X5封裝的器件完全兼 容，其余2X5個管腳有激光器功率和偏置監(jiān)控等功能。小封裝光收發(fā)模塊的光接口形式有多種，如MTRJ、LC、MU、VF－45、E3000等。圖 2.13是SFF型2×10封裝LC型光接口收發(fā)一體模塊典型外形和內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖，從圖中可知它由接收光學(xué)子裝配（結(jié)構(gòu)參見同軸型光接收器）、發(fā)送光學(xué) 子裝配（結(jié)構(gòu)參見同軸型光發(fā)送器）、光接口、內(nèi)部電路板、等部分組成。MTRJ光接口的2×5封裝SFF模塊和LC型的SFF模塊只有光接口部分不同，其 它部分都一樣，如圖2.13所示。
                                                              
                                                                          圖2.13  SFF型2×10封裝LC光接口收發(fā)一體模塊外形和內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖

                                                         
                                                                             圖2.14  SFF型2×5封裝MTRJ光接口收發(fā)一體模塊外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2.3.4 SFP（Small Form Factor Pluggable）小型可插拔式光收發(fā)一體模塊
                                                           
                                                                                圖2.15 SFP封裝LC型光接口收發(fā)一體模塊外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

        SFP為支持熱插拔的小型光收發(fā)一體模塊，光接口類型主要有LC和MTRJ兩種，其體積是1×9大封裝的一半，因此單板上可以獲得更高的集成度。SFP收 發(fā)一體模塊采用的是卡邊沿型電連接器以滿足模塊熱插拔時的上下電順序。另外，模塊內(nèi)部還有一個EEPROM用來保存模塊的信息。圖2.14是SFP型封裝 LC型光接口收發(fā)一體模塊外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

2.3.5光收發(fā)模塊的子部件
        光收發(fā)一體模塊從結(jié)構(gòu)上來看主要由光學(xué)子裝配（OSA）、電路板和外殼等構(gòu)成，下面對這些子部件進(jìn)行詳細(xì)講述。
（1）光學(xué)子裝配（OSA）
        光學(xué)子裝配（OSA）包括發(fā)送光學(xué)子裝配（TOSA）和接收光學(xué)子裝配（ROSA），是收發(fā)一體模塊的主要部件。這種結(jié)構(gòu)就是將激光器或者探測器管芯直接 安裝在一個子裝配上（submount），然后再粘接到一個更大的基底上面以提供熱沉，上面可能還有熱敏電阻、透鏡等元件，這樣的單元一般稱為光學(xué)子裝配 （OSA：optical subassembly）。光學(xué)子裝配一般又分為兩種：發(fā)送光學(xué)子裝配（TOSA）和接收光學(xué)子裝配（ROSA），它主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)、光路以及TO- CAN封裝的有源部分（激光器、探測器及放大電路等）構(gòu)成，如圖2.16和2.17所示。

                                                   圖2.16  兩種接收光學(xué)子裝配的結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖


                                                             圖2.17  兩種發(fā)送光學(xué)子裝配的結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖

    圖2.18就是一個典型的發(fā)送光學(xué)子裝配實(shí)物圖。光學(xué)子裝配通常安裝在TEC制冷器上或者直接安裝在封裝殼體的底座上。
                                                          
                                                                                    圖2.18 光學(xué)子裝配（OSA）

        由于探測器的光敏面較大，對光路的對準(zhǔn)精度要求不高，所以接收光學(xué)子裝配（ROSA）的結(jié)構(gòu)要簡單些，一般為TO-CAN直接套接在一個金屬套筒（或塑料 套筒）中構(gòu)成，而且一些廠家在光接口內(nèi)部不使用陶瓷套筒；在固定方式上一般直接采用簡單的粘膠進(jìn)行固定，同時也有用激光點(diǎn)焊等其它固定方法。而發(fā)送光學(xué)子 裝配（TOSA）由于對準(zhǔn)精度要求較高，因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般為金屬結(jié)構(gòu)且光接口多使用陶瓷套筒，固定方法多采用激光點(diǎn)焊進(jìn)行固定。另外，采用何種光路結(jié)構(gòu) 還與器件的類別有關(guān)，一般單模激光器要求對準(zhǔn)精度較高，因此多采用金屬結(jié)構(gòu)且光接口多用陶瓷套筒，而多模激光器由于對準(zhǔn)精度要求不高而采用塑料結(jié)構(gòu)。
        （2）電路板
                                         
                                                                            圖2.19  光收發(fā)一體模塊內(nèi)部常見的幾種電路板

        光收發(fā)一體模塊內(nèi)部使用的電路板主要有FR-4材料的PCB板、柔性板或者在陶瓷基板上制作的電路板三種，如圖2.19所示。其中FR-4材料的PCB板 使用*多，陶瓷基板雖然高頻特性較好但價格較貴，而柔性板的加工難度要求較高，且不能多次彎折，所以這兩種使用較少。
        在電路設(shè)計上，光收發(fā)一體模塊主要采用專用集成電路構(gòu)成，也有直接在PCB板上綁定芯片的形式（COB：chip on board），如圖2.20所示。COB的生產(chǎn)過程是將集成電路芯片用含銀的環(huán)氧樹脂膠直接粘接在電路板上，并經(jīng)過引線鍵合（wire bonding），再加上適當(dāng)抗垂流性的環(huán)氧樹脂或硅烷樹脂（silicone）將COB區(qū)域密封，這樣可以省掉集成電路的封裝成本，但使用這種封裝的模 塊生產(chǎn)工藝復(fù)雜，且可靠性不高。
                                                               
                                                                             圖2.20  光收發(fā)一體模塊內(nèi)部所用的電路芯片

3 有源光器件的耦合和對準(zhǔn)
3.1 耦合方式
                                                            
                                                                                       圖3.1  激光器到光纖的耦合方式

        激光器發(fā)出的光信號進(jìn)入光纖的途徑主要有兩種方式：直接耦合、透鏡耦合，其中透鏡耦合又分為單透鏡耦合和多透鏡耦合，如圖3.1所示。利用透鏡耦合可以獲 得比直接耦合更高的耦合效率。而采用雙透鏡耦合，其主要優(yōu)勢就是可以分散公差，使得光路上的元件可以有更大的位移空間。

3.1.1直接耦合
         圖4.2是直接耦合的兩種方式，直接耦合可以使用劈形（cleaved）光纖或者錐形（tapered）光纖來實(shí)現(xiàn)。劈形光纖由裸纖直接劈開獲得，光纖端 面為平面，價格較便宜，但由于端面為平面所以反射較大，并且與激光器耦合時插入損耗也較大（一般為9-12dB）。
                                    
                                                                                        圖3.2  直接耦合的兩種方式

        錐形光纖是在光纖的末梢結(jié)合了一個透鏡，主要可以通過下面兩種方法形成：
        1．熔化并將光纖末端拉制成錐形，這一方法將使纖芯和包層均被錐形化。通常使用電弧或者將光纖伸入熔化的玻璃中去對光纖進(jìn)行加熱。通過控制工藝過程可以控制透鏡的對稱性。該方法可獲得大約2-3dB的插入損耗。
        2．腐蝕或者打磨，該方法在光纖端面形成透鏡的同時保持纖芯的直徑不發(fā)生變化。而且可以獲得其它一些剖面外形（譬如拋物面）而不僅僅是球面。這種方法能夠獲得更好的耦合效率，在與激光器耦合時插入損耗可以低至0.2-0.4dB左右。
        對于直接耦合，光纖末端一般安裝在靠近激光器的地方。因此，光纖必須延伸進(jìn)封裝內(nèi)部，此時，如果器件要求密閉封裝，還要對光纖進(jìn)行金屬化以便與管殼進(jìn)行密 封處理。此外，在直接耦合中影響光源到光纖耦合效率的主要因素是光源的發(fā)散角和光纖的數(shù)值孔徑（NA）。另外，光源的發(fā)光面尺寸、光纖端面尺寸、形狀以及 兩者間的距離等也都會影響耦合效率。

3.1.2透鏡耦合
         圖4.3是透鏡耦合的幾種方式，透鏡耦合可以是單透鏡也可以是多透鏡。當(dāng)使用單透鏡時，激光器到光纖端面的距離由透鏡前后兩面的半徑?jīng)Q定。在使用多透鏡的 情況下，光束通過*個透鏡變成平行光，然后通過第二個透鏡聚焦。在需要對反射進(jìn)行嚴(yán)格控制的時候可以將隔離器放置在光束平行后的任何一個位置（即兩個透 鏡間的任何位置）。此外，透鏡耦合可以將其中一個透鏡安裝在管殼上，這樣光纖就不必伸入管殼內(nèi)部，也就不必對光纖進(jìn)行金屬化。
                                  
                                                                                              圖3.3 透鏡耦合的幾種方式

3.2對準(zhǔn)技術(shù)
        對準(zhǔn)技術(shù)一般分為“有源對準(zhǔn)”（active alignment）和“無源對準(zhǔn)”（passive alignment）。在有源對準(zhǔn)技術(shù)中，激光器或者探測器通過外加偏壓或電流使器件處于工作狀態(tài)下進(jìn)行光軸等的對準(zhǔn)。對于無源對準(zhǔn)，有源光器件不需要工 作，而是通過某些標(biāo)記來進(jìn)行對準(zhǔn)。相比之下，無源對準(zhǔn)是一種較新的對準(zhǔn)技術(shù)，具有容易實(shí)現(xiàn)自動化、減少組裝設(shè)備和工序等優(yōu)點(diǎn)。下面是業(yè)界使用的一些對準(zhǔn)技 術(shù)的例子。

3.2.1同軸型器件的對準(zhǔn)
                                           
                                                                                                  圖3.4   同軸型器件的對準(zhǔn)及裝配流程圖

3.2.2 雙透鏡系統(tǒng)的對準(zhǔn)
                                               
                                                                                      圖3.5  蝶形封裝雙透鏡系統(tǒng)的對準(zhǔn)及裝配圖

3.2.3 直接耦合的對準(zhǔn)
                                            
                                                                                                   圖3.6  直接耦合的對準(zhǔn)及裝配圖

4 光有源器件制造、生產(chǎn)過程中卓立漢光可提供的產(chǎn)品
4.1 TO-CAN類型的同軸器件用到的產(chǎn)品
        圖4.1 為激光器LD TO-CAN和探測器PD TO-CAN，是光纖通信系統(tǒng)的核心。

                                                                          圖4.1 TO-CAN類型的同軸器件

4.1.1 LD TO-CAN發(fā)散角測試
    在LD TO-CAN發(fā)散角測試過程中，需要用到卓立產(chǎn)品有：

4.1.2 LD TO-CAN PIV測試
                                                                                      
                                                                                                             圖4.2 LD TO-CAN PIV一維測試系統(tǒng)

在LD TO-CAN PIV測試過程中，可以用到的卓立產(chǎn)品如下：

4.1.3 LD TO-CAN PIV二維測試系統(tǒng)
                                                              
                                                                                      圖4.3 LD TO-CAN PIV二維測試系統(tǒng)

在LD TO-CAN PIV二維測試系統(tǒng)中，可用到的卓立產(chǎn)品包括：

4.1.4 LD TO-CAN自動焦距測試
                                                                
                                                                               圖4.4 LD TO-CAN 自動測試系統(tǒng)

LD TO-CAN 自動測試系統(tǒng)中，能夠用到卓立產(chǎn)品有：

4.1.5 PD TO-CAN耦合測試

                                                                   
                                                                                   圖4.5 PD TO-CAN 自動耦合測試系統(tǒng)

       在PD TO-CAN耦合測試系統(tǒng)中，通常分為：手動或電動系統(tǒng)。手動耦合測試系統(tǒng)通常會用到卓立的產(chǎn)品有：

       電動耦合測試系統(tǒng)通常會用到卓立的產(chǎn)品為：

4.2 光學(xué)子裝配(OSA)制程中用到的產(chǎn)品
4.2.1塑封光學(xué)子裝配(OSA)制程中用到的卓立產(chǎn)品

                                                                                                      圖4.6 塑封光學(xué)子裝配

 

                                                                                      圖4.7 塑封器件自動耦合、點(diǎn)膠紫外光固化工序

構(gòu)建此類塑封器件自動耦合、點(diǎn)膠紫外光固化設(shè)備可能用到的卓立產(chǎn)品如下：

4.2.2 金屬封裝光學(xué)子裝配(OSA)制程中用到的卓立產(chǎn)品

                                                                                                              圖4.8 金屬封裝光學(xué)子裝配


                                                                                             圖4.9 金屬封裝器件自動耦合、焊接封裝工序


                                                                                             圖4.10 金屬封裝器件自動耦合、焊接封裝工序

構(gòu)建此類激光器自動耦合、焊接設(shè)備可能用到的卓立產(chǎn)品如下

4.3 帶尾纖和蝶形器件制程中用到的產(chǎn)品

                                                                       圖4.11 典型的帶尾纖和蝶形封裝器件

帶尾纖的器件和蝶形器件在耦合過程中可能用到的卓立產(chǎn)