Page 31 - 网络电信2023年9月刊

光 通 信

光纤的耦合。对于接收部分，FA与探测器阵列光芯片在光路上 端，BGA电引出端用于模块与外部输入输出信号的连接。全气密
需近似垂直接收，为防止光纤端面的光路反射影响信号传输质 封数字光模块的外观结构如图7所示。
量，设计42.5°光路实现FA与探测器阵列芯片之间的光耦合，
图7 全气密封数字光模块的外观结构图
如图5所示。

图5 光路耦合设计

在图7中，两路12芯的FA设计有密封结，可以和管壳上烧结
的光接口直接焊接，光发射和光接收采用彼此独立的FA,可单独
分别对位耦合，减少耦合对位时相互影响。输入输出电信号从
3.3 全气密封结构设计 底部引出，产品设计有三角防反插定位柱，四周有4个安装固定
并行多路数字光模块内部使用的光芯片、电芯片均是裸芯 孔。
片，裸芯片若暴露在空气中会因氧化而降低性能，甚至失效，
全气密封装对于数字光模块的长期可靠性至关重要。分析数字 四、试验与分析
光模块的结构可知，需要气密封设计的主要有基板与管壳之
12路收发一体全气密数字光模块的产品实物如图8所
间，管壳与盖板之间，以及尾纤与管壳之间，其中管壳与盖板 示，对产品的漏率进行了测试，最大漏率(气密性):5×10-
之间采用平行封焊实现气密封、尾纤与管壳之间先通过光纤金
9(P•m3•s-1),此外，对产品的光眼图、电眼图进行了测试，如
属化，然后与金属管壳直接焊接实现气密封，而基板与管壳之 图9所示。
间的气密封则是数字光模块气密设计的核心。现有同类数字光
模块基板一般采用PCB板材，因PCB无法与管壳焊接，一般采用 图8 12路收发一体全气密数字光模块产品实物
胶封，胶封存在长期可靠性差的问题，在一些应用领域也不允
许使用胶封。本文提出的一种并行多路数字光模块全气密封如
图6所示。

图6 全气密封数字光模块结构图

图9 数字光模块光眼图与电眼图测试结果
如图6所示，全气密封数字光模块产品结构包括上盖板、
焊环、金属环框、尾纤套管、光纤密封结、LTCC基板和下盖
板等，金属环框上预置焊环，预置后与上盖板通过平行封焊焊
接，实现模块上盖板与壳体的气密封；24路尾纤设计有光纤密
封结，光纤密封结是通过光纤金属化工艺将多芯FA光纤进行金
属化镀金并在每根光纤之间填充焊料形成的，尾纤与模块内部
的光芯片完成耦合后，密封结与尾纤套管之间填充金锡焊料，
通过金锡焊实现尾纤的气密封；芯片及阻容可贴装在LTCC基板
的上表面，基板上表面四周是金属焊环，与壳体的金属环框焊
接，实现模块底部的气密封。下盖板主要用于固定BGA电引出

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