專利名稱：具有集成的冷卻裝置的頭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光電系統(tǒng)和裝置的領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明的實施例涉及一種晶體管頭，其包括導(dǎo)致提高包括在所述晶體管頭中的各種電子裝置例如激光器的可靠性和性能的多個特征。
背景技術(shù)：
晶體管頭或晶體管外形封裝(“TO”)被廣泛地用于光電領(lǐng)域中，并且可用于各種應(yīng)用中。作為一個例子，晶體管頭有時用于保護敏感的電氣裝置，并使這種裝置和元件例如印刷電路板(PCB)電氣相連。關(guān)于它們的結(jié)構(gòu)，晶體管頭通常由圓柱形的金屬底座構(gòu)成，具有若干個基本上垂直于所述底座完全通過底座延伸的導(dǎo)電引線。在導(dǎo)電引線和底座之間的玻璃密封對于包含在TO封裝中的元件提供機械和環(huán)境保護，并使導(dǎo)電引線和底座的金屬材料電氣隔離。一般地說，一個導(dǎo)電引線是接地引線，其可以直接地和底座電氣相連。
在頭的底座的一個側(cè)部上安裝各種類型的器件，并和所述引線相連。一般地說，使用一個帽包封安裝有這種器件的底座的側(cè)部，使得形成一個室，其幫助防止污染或破壞這些器件。帽和頭的特定的特性一般和應(yīng)用以及被安裝在頭的底座上的特定器件有關(guān)。例如，在需要在頭上安裝光學(xué)器件的應(yīng)用中，帽至少是局部透明的，使得由光學(xué)器件產(chǎn)生的光信號能夠透過TO封裝。
雖然已經(jīng)證明晶體管頭是有用的，但是一般的構(gòu)型具有各種尚未解決的問題。一些問題特別和頭底座中的導(dǎo)電引線的物理構(gòu)型和配置有關(guān)。例如，多種因素導(dǎo)致不能很好地控制玻璃/金屬引線即在導(dǎo)電引線和頭底座材料之間的物理連接的電阻抗。其中的一個因素是，對于要被使用的導(dǎo)電引線的直徑，具有相當(dāng)有限的數(shù)量的可利用的選擇。此外，一般在這些結(jié)構(gòu)中使用的密封玻璃的介電值的范圍相當(dāng)小。并且關(guān)于導(dǎo)電引線的配置，在一些情況下，已經(jīng)證明控制引線相對于頭底座中的通孔的位置是相當(dāng)困難的。
在該領(lǐng)域中的其它問題涉及那些復(fù)雜的電氣的和電子的裝置，它們需要許多絕緣的電氣連接，以便正確地操作。一般地說，這種裝置以及它們的部件的屬性例如形狀和尺寸受到各種形狀因數(shù)、其它的尺寸要求以及在裝置內(nèi)的空間限制的約束。為了符合這種形狀因數(shù)、尺寸要求和空間限制，一般的頭的直徑相當(dāng)小，相應(yīng)地，可被設(shè)置在頭底座內(nèi)的引線的數(shù)量，有時被稱為輸入/輸出(I/O)密度，也相當(dāng)小。
因而，雖然頭底座的直徑，因而I/O密度，可以增加到用于確保符合相關(guān)裝置的電氣連接要求所需的程度，但是，底座直徑的增加受到形狀因數(shù)、尺寸要求和與其中要使用晶體管頭的裝置相關(guān)的空間限制的極大限制，即使沒有完全被妨礙。
和許多晶體管頭相關(guān)的問題涉及這樣的關(guān)系，即相當(dāng)少數(shù)的導(dǎo)電引線和其中使用晶體管頭的裝置的性能有關(guān)。具體地說，一些裝置例如半導(dǎo)體激光器當(dāng)其驅(qū)動阻抗和在兩端的阻抗平衡時更能有效地操作。阻抗匹配通常通過使用附加的電元件例如電阻、電容和傳輸線例如微波傳輸帶或帶狀線來實現(xiàn)。不過，除非在晶體管頭中具有足夠數(shù)量的導(dǎo)電引線可供利用，否則，不能使用這些元件。因而，在一般晶體管頭中具有的有限數(shù)量的導(dǎo)電引線對半導(dǎo)體激光器或其它裝置的性能具有直接的負(fù)面影響。
結(jié)合上述，許多妨礙使用晶體管頭例如用作阻抗匹配所需的元件的另一個方面，是在標(biāo)準(zhǔn)的頭上可利用的相當(dāng)有限的物理空間。具體地說，在頭的底座上的相當(dāng)小的空間對于可以在其中安裝的元件的數(shù)量強加了一個實際的限制。為了克服這個限制，必須代之在印刷電路板上安裝一些或全部需要使用的任何附加的元件，，其中的一些遠(yuǎn)離激光器或在晶體管頭內(nèi)包含的其它器件。不過，這種結(jié)構(gòu)不是沒有缺點，因為在晶體管頭內(nèi)有元器件的有源器件例如激光器和集成電路的性能在某種程度上和相關(guān)的電氣與電子元件的物理接近程度有關(guān)。
不過，和各種典型的晶體管頭相關(guān)的問題不僅僅限于幾何的考慮和限制。還有一些其它問題和晶體管頭內(nèi)部以及外部的元件產(chǎn)生的熱量相關(guān)。具體地說，晶體管頭及其相關(guān)的部件在操作期間可以產(chǎn)生很大的熱量。一般需要可靠而充分地除去這些熱量，以便優(yōu)化裝置的性能和使用壽命。
不過，晶體管頭通常主要例如由Kovar材料構(gòu)成，這些材料尤其不是好的熱導(dǎo)體。這種差的導(dǎo)熱性并沒有怎么減輕晶體管頭元件內(nèi)的熱積聚問題，事實上，使得這些問題惡化。下努力解決這個問題的過程中，曾經(jīng)使用各種冷卻技術(shù)和裝置，但只具有有限的成功。
作為例子，可以使用固態(tài)的熱交換器用于除去來自晶體管頭元件的一些熱量。不過，這種熱交換器的效率由于以下的事實而被折中由于例如其結(jié)構(gòu)與/或相對于要被冷卻的一次元件的物理位置的不同，這種熱交換器頻繁地經(jīng)歷由一般不打算由熱交換器冷卻的二次元件或晶體管頭結(jié)構(gòu)強加的無源熱負(fù)載。這種無源熱負(fù)載強加到熱交換器上使得減少可以有效地從需要被冷卻的一次元件有效地除去的熱量，因而折中一次元件的性能。
如上所述，熱交換器或其它冷卻裝置的物理位置對于目前在晶體管頭中使用的元件的性能具有多種影響。在熱電冷卻器(TEC)類型的熱交換器的情況下出現(xiàn)的一個具體問題和TEC具有熱結(jié)和冷結(jié)有關(guān)。具體地說，如果TEC位于足夠濕的環(huán)境中，冷結(jié)可能引起凝結(jié)。這種凝結(jié)可以在實質(zhì)上影響在晶體管頭內(nèi)的或者其它位置的元件的操作。
另一個和熱交換器相關(guān)的問題是，一般的晶體管頭的尺寸受到各種因素的限制，如前所述。因而，雖然置于熱交換器上的無源熱負(fù)載可以通過使用相對較大的熱交換器被至少部分地補償，但是由形狀因數(shù)要求以及其它的考慮而強加于晶體管頭的直徑約束和其它的約束對熱交換器的最大尺寸提出了實際的限制。
最后，即使在試圖補償無源熱負(fù)載的影響時可以使用相對大的熱交換器，但是在熱交換器例如TEC用于改進晶體管頭元件例如激光器的性能的情況下，大的熱交換器存在問題。例如，由于其相當(dāng)大的尺寸，這種熱交換器不適用于實現(xiàn)在許多應(yīng)用中所需的激光器性能的快速改變，這是因為這種大的熱交換器的溫度升高和降低都相當(dāng)慢。此外，如果然熱交換器距離激光器相對較遠(yuǎn)，則激光器或其它元件的性能將被進一步折中，這是因為熱量對于激光器或其它元件可以傳遞的速率至少部分地是在元件和熱交換器之間的距離的函數(shù)。
從上述觀點看來，需要一種具有能夠解決上述的示例的問題以及這里沒有明確指出的其它問題的特征的晶體管頭。一種示例的晶體管頭應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)相當(dāng)高的I/O密度而不增加晶體管頭的相對直徑。此外，示例的晶體管頭應(yīng)當(dāng)被構(gòu)成用于精確地控制相當(dāng)?shù)亟咏w管頭內(nèi)的有源元件例如激光器的各種元件的電阻抗和允許位置，而不妨礙可應(yīng)用的形狀因數(shù)或其它幾何和尺寸標(biāo)準(zhǔn)。最后，示例的晶體管頭應(yīng)當(dāng)包括使得能夠幫助相當(dāng)?shù)馗纳圃诰w管頭內(nèi)的頭管理能力的特征。

發(fā)明內(nèi)容
一般地說，本發(fā)明的實施例涉及一種晶體管頭，其包括用于增強包括在晶體管頭中的各種電子器件例如激光器的可靠性和性能的特征。
在一個實施例中，提供一種晶體管頭，其包括基本上圓柱形的金屬底座以及基本上沿垂直于底座的方向被設(shè)置并通過所述底座的兩側(cè)延伸的平臺。所述平臺由絕緣材料例如陶瓷構(gòu)成。所述平臺對于底座是密封的，并且在底座的每側(cè)上由平臺限定的平的表面被構(gòu)成用于接收多個電子元件。此外，所述平臺包括多個導(dǎo)電通路，它們在平臺的兩端之間延伸，使得在底座的相對側(cè)上的元件可以彼此電氣互連。在平臺的一端，提供一個和一些或全部所述導(dǎo)電通路處于電連通的連接器。
在這個示例的實施例中，一個激光器被設(shè)置在TEC的頂上，所述TEC又被安裝在所述平臺上。一個具有透明部分的杯狀物位于底座上，其和平臺以及底座協(xié)同操作，使得限定一個包圍著激光器和TEC的密封室。電源借助于激光控制系統(tǒng)被提供給TEC，所述激光控制系統(tǒng)和與激光器呈光學(xué)相連的光強度測量裝置以及與激光器呈熱連接的溫度檢測裝置通信。
在操作時，電源借助于在平臺上的連接器被提供給激光器，因而激光器通過杯子的透明部分發(fā)光。光強度測量裝置和溫度檢測裝置提供作為激光器溫度的函數(shù)的光強度的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳遞給一個用于調(diào)節(jié)提供給TEC的功率的控制電路，借以升高或降低激光器的溫度，以便滿足激光器的性能要求。
本發(fā)明的實施例的這些和其它的方面由下面的說明和所附的權(quán)利要求將會更加清楚地看出。


為了理解用于獲得本發(fā)明的上述的和其它的優(yōu)點和特征的方式、將結(jié)合本發(fā)明的特定實施例對上面簡要說明的本發(fā)明進行更具體的說明，這些實施例在附圖中示出了。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖只表示本發(fā)明的典型的實施例，因此不認(rèn)為用于限定本發(fā)明的范圍，下面將使用附圖對本發(fā)明進行更具體的更詳細(xì)的解釋和說明，其中
圖1A是表示一個頭裝置的示例的實施例的器件側(cè)的各個方面的透視圖；圖1B是表示一個頭裝置的示例的實施例的連接器側(cè)的各個方面的透視圖；圖2A是表示一個頭裝置的另一個示例的實施例的器件側(cè)的各個方面的透視圖；圖2B是表示一個頭裝置的另一個示例的實施例的連接器側(cè)的各個方面的透視圖；圖3A是表示一個頭裝置的另外的另一個示例的實施例的器件側(cè)的各個方面的透視圖；圖3B是表示一個頭裝置的另外的另一個示例的實施例的連接器側(cè)的各個方面的透視圖；圖4A是包括安裝在被設(shè)置在密封室內(nèi)的TEC上的有源器件的頭的示例的實施例的透視圖；圖4B是圖4A所示的實施例的底部透視圖；圖4C是表示圖4A，4B表示的示例的實施例的各個方面的截面圖；圖4D是沿圖4C的線4D-4D取的截面圖，表示在一個頭裝置中TEC的示例的布置的各個方面；圖4E是一個側(cè)視圖，表示頭裝置和一個印刷電路板的示例的電連接方案的各個方面；圖4F表示其中TEC被設(shè)置在密封室的外部的另一種平臺/TEC結(jié)構(gòu)的各個方面；以及圖5是表示激光控制系統(tǒng)的一個示例的實施例的各個方面的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參看附圖，其中相同的部件用相同的標(biāo)號表示。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖只是示意地表示要求保護的本發(fā)明的實施例，并不用于限制本發(fā)明的范圍，因而也不必按照比例繪制。
首先參看圖1A和1B，其表示一個頭裝置的一個目前優(yōu)選的實施例的透視圖，在總體上用標(biāo)號200表示。在所示的例子中，頭裝置200包括基本上呈圓柱形的金屬底座10。底座10包括兩個凸緣90，用于控制頭裝置200和在一個較高級的光學(xué)機械裝置上的插座(未示出)的角度或者轉(zhuǎn)動的對準(zhǔn)。底座可以由合金42構(gòu)成，其可以是鐵合金，以及冷軋鋼，或者是Vacon VCF-25合金。底座10還包括陶瓷平臺70，其垂直地通過底座延伸，如圖所示。所述陶瓷平臺對底座密封，從而對包含在TO封裝內(nèi)的元件提供機械和環(huán)境的保護。
在底座10和平臺70之間的密封由電絕緣的玻璃金屬密封構(gòu)成。另外，平臺70可以包括兩個附加的陶瓷外層，以便電氣絕緣最外部的導(dǎo)體。在這個第二種情況下，可以使用金屬銅或者焊料來密封平臺70到金屬底座上。這種方法克服了玻璃的主要缺點，即其低的強度、脆性以及低的導(dǎo)熱率。
平臺70被構(gòu)成用于容納在底座上的多個電氣元件50和100以及有源器件60。在所示的實施例中，有源器件60包括半導(dǎo)體激光器，元件50和100是電阻、電容和電感，它們用于借助于元件阻抗平衡激光器的驅(qū)動阻抗。因為對于半導(dǎo)體激光器重要的是要垂直于底座10被精確地定位，因此平臺70垂直于底座70被精確地定位。
當(dāng)有源器件60包括半導(dǎo)體激光器時，有源器件60相對于底座10的一個小的位置偏移可以引起發(fā)射的激光束的方向的大的偏移。在平臺和底座之間的精確的垂直可以通過在底座材料中包括一個垂直的基架特征來實現(xiàn)，如圖1A所示。垂直的基架容納著一個在圖1A所示的實施例中的光電二極管30。這個特征可以通過機械加工、沖壓或者直接利用底座進行金屬注入模制而成，因而提供一個穩(wěn)定的幾何上精確的表面，用于和平臺匹配。
平臺70還包括多個電氣絕緣的導(dǎo)電通路110，它們通過平臺70并因而通過底座10延伸。導(dǎo)電通路110提供位于整個平臺70上的電氣器件或元件之間的電連接。導(dǎo)電通路110在不包括半導(dǎo)體激光器60的那一側(cè)上形成一個連接器，這一側(cè)也稱為底座的“連接器側(cè)”。結(jié)合上述注意到，具有有源器件60的底座的一側(cè)有時被稱為底座的“器件側(cè)”。
由導(dǎo)電通路110形成的連接器用于使頭裝置200和第二電氣部件例如印刷電路板電氣相連(例如通過焊料連接)，或者直接地(例如通過焊料連接)，或者間接地，例如通過一個易彎曲的印刷電路實現(xiàn)所述連接。半導(dǎo)體激光器60通過導(dǎo)電通路110和電氣元件50以及100電氣相連。在一個實施例中，平臺70本身是形成有導(dǎo)電通路110的印刷電路板。
使用先進的陶瓷材料，例如包括氮化鋁和氧化鈹?shù)奶沾刹牧?，使得頭裝置200能夠基本上實現(xiàn)在封裝內(nèi)部的器件和熱量最終被傳遞到的外部世界之間的較低的熱阻。如同在下面在本發(fā)明的另一個實施例中進一步詳細(xì)說明的，一個冷卻裝置例如熱電冷卻器(TEC)，熱管或金屬散熱器可被直接地安裝在平臺上，借以在平臺上的溫度敏感器件和位于頭裝置的外部的散熱器之間提供非常短的熱通路。
如圖1A和圖1B進一步所示，頭裝置200還可以包括兩個貫穿底座10的兩側(cè)而延伸的導(dǎo)電引線40。導(dǎo)電引線40被密封到底座10上，從而對在導(dǎo)電引線40和底座10之間的TO封裝中包含的元件提供機械的和環(huán)境的保護。在導(dǎo)電引線40和底座10之間的密封例如由本領(lǐng)域已知的玻璃或其它可兼容的密封絕緣材料形成。導(dǎo)電引線40也可以用于位于底座的相對側(cè)上的器件與/或元件。
在所示的實施例中，導(dǎo)電引線40至少從不含有半導(dǎo)體激光器60的底座10的一側(cè)以這樣的方式伸出，使得頭裝置200能夠和例如位于印刷電路板上的特定的頭插座電氣相連。重要的是注意到，導(dǎo)電通路110和導(dǎo)電引線40具有相同的功能，并且可能的導(dǎo)電通路110的數(shù)量遠(yuǎn)大于導(dǎo)電引線40的可能的數(shù)量。因此，另外的實施例可能包括比所示的實施例更多的導(dǎo)電通路110。
平臺70還包括臺階和有槽的區(qū)域，其使得具有不同厚度的固定裝置和陶瓷上的金屬焊盤齊平。這使得能夠使用最短的電氣互連，例如導(dǎo)線連接，使得具有改進的電氣性能和特性。
使用光電二極管30檢測半導(dǎo)體激光器60的信號強度，并把這個信息向回傳遞給半導(dǎo)體激光器60的控制電路(見圖5)。在所示的實施例中，光電二極管可以直接地和導(dǎo)電引線40相連?；蛘?，光電二極管可被直接安裝在和激光器相同的平臺上，其相對于發(fā)光區(qū)域位于一個有槽的位置。這個有槽的位置使用光電二極管能夠捕獲由激光器發(fā)出的光的一部分，因而使得光電二極管執(zhí)行同樣的監(jiān)視功能。在另一種結(jié)構(gòu)中，如圖4C所示，具有一個有角度的小平面的監(jiān)視器光電二極管1004可被安裝在激光二極管后方的一個平面內(nèi)。有角度的小平面向上朝向檢測器的敏感區(qū)域偏轉(zhuǎn)由激光器的后部小平面發(fā)出的光。
前一節(jié)討論的監(jiān)視光電二極管的結(jié)構(gòu)使得能夠取消導(dǎo)電引線40，有助于簡化和平臺70的導(dǎo)電通路110的電連接例如導(dǎo)線連接。在另一個實施例中，通過在底座上設(shè)置一個光學(xué)元件，用于聚焦或者改變光的方向，例如反射鏡，或者通過直接形成與/或涂覆基底金屬，以便把附加的光會聚到光電二極管上，來增加光電二極管的光收集。
如圖1A進一步所示，底座10包括凸出的部分45，其被配置用于在底座10的一側(cè)上方可釋放地設(shè)置或固定一個帽(未示出)。一個帽可被置于包含半導(dǎo)體激光器60的底座10的一側(cè)上，用于保護半導(dǎo)體激光器60免受可能具有破壞性的粒子的影響。對于所示的實施例，一種透明的帽是優(yōu)選的，使得激光能夠從帽和底座10之間的的區(qū)域逸出。
接著參見圖2A，2B，其中示出了由標(biāo)號300表示的頭裝置的另一個實施例的透視圖。這個實施例表示被水平地安裝在平臺70上的光接收器360，平臺70垂直地平分頭裝置300的底座310。光接收器可以是光檢測器或任何其它的能夠接收光信號的裝置。光接收器360被扁平地安裝在平臺370上，用于檢測通過面離底座310一側(cè)的光信號。這種類型的光接收器有時被稱為“邊沿檢測”檢測器。底座310和平臺370參照圖1A，1B進行詳細(xì)說明。平臺370在底座的每一側(cè)上含有電元件350，400，用于操作光接收器360。平臺370還包括導(dǎo)電通路410，用于電連接在底座310的每一側(cè)上的器件或元件。頭裝置的這個實施例不包括導(dǎo)電引線，因此所有電連接都通過導(dǎo)電通路410實現(xiàn)。
接著參見圖3A，3B，其中示出了用標(biāo)號500表示的頭裝置的另一個實施例的透視圖。這個實施例也表示被垂直地安裝在底座510上的光接收器530。所述光接收器可以是光檢測器或者是能夠接收光信號的任何其它裝置。這是一個用于檢測來自裝置的頂部的光信號的光接收器530。底座510和平臺570參照圖1A，1B詳細(xì)說明。平臺570在底座的每一側(cè)上含有電元件550，600，用于操作光接收器530。平臺570還包括導(dǎo)電通路510，用于電連接在底座510的每一側(cè)上的器件或元件。頭裝置的這個實施例不包括導(dǎo)電引線，因此所有電連接都通過導(dǎo)電通路410實現(xiàn)。
現(xiàn)在把注意力轉(zhuǎn)移到圖4A-4D，其中示出了用標(biāo)號700表示的頭裝置的另一個實施例的各個方面。圖4A-4D所示的頭裝置的實施例在許多方面類似于圖1A-3B所示的一個或幾個實施例。因而，圖4A-4D的討論將主要集中在其中所示的一些選擇的方面。注意在本發(fā)明的一個實施例中，頭裝置700由一個晶體管頭構(gòu)成。不過，頭裝置700不僅僅限于這個示例的實施例。
如圖4A-4D所示，頭裝置700一般包括底座702，其中穿過平臺800。平臺800可以由印刷電路板構(gòu)成，或者，如這里所討論的，可以由其它的材料與/或結(jié)構(gòu)組成。平臺800被配置用于冷卻裝置900，在其上安裝有各個器件和電路。注意雖然這里其開被稱為“冷卻”裝置900，但是冷卻裝置900根據(jù)其類型和其應(yīng)用的場合，可以用于加熱與/或冷卻各種元器件。最后，被安裝到底座702上并和底座792協(xié)同操作的帽704用于限定一個密封室706，其封裝冷卻裝置900以及安裝的器件和電路。
如下面進一步詳細(xì)說明的，可以使用不同的裝置完成這里披露的冷卻裝置的功能。因而，這里披露和討論的冷卻裝置的實施例不過是一種作為傳熱裝置的示例的結(jié)構(gòu)。因而，應(yīng)當(dāng)理解，這里示出的這種結(jié)構(gòu)只是一個例子，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。而是，可以同樣使用能夠有效地實現(xiàn)這里披露的功能的的任何結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的組合。
繼續(xù)注意圖4A，4B，同時也注意圖4C，4D，進一步提供關(guān)于平臺800的各個方面的細(xì)節(jié)。在所示的實施例中，平臺800被基本上垂直于底座702設(shè)置。具體地說，底座704包括器件側(cè)702A和連接器側(cè)702B，使得平臺800的內(nèi)部部分801A被設(shè)置在底座700的器件側(cè)702A上，平臺800的外部部分801B被設(shè)置在底座702的連接器側(cè)702B上。不過，平臺800的這種結(jié)構(gòu)只是示例性的，可以使用和特定應(yīng)用的要求一致的平臺800的各種其它結(jié)構(gòu)。
在所示的實施例中，平臺800包括第一饋入裝置802，其具有包括導(dǎo)電通路806的一層或幾層804的多層結(jié)構(gòu)(見圖4A)。一般地說，導(dǎo)電通路806允許設(shè)置在平臺800上的各個元件或器件(為清楚起見被除去了)當(dāng)中進行電通信，同時還使得這種元件和器件和不是平臺800的一部分的其它元件和器件進行電通信。此外，在底座700的連接器側(cè)702B上，導(dǎo)電通路806協(xié)同操作而形成位于平臺800的外部部分810B上的連接器810。一般地說，連接器810幫助在頭裝置700和其它元件和器件，例如但不限于，印刷電路板(圖4E)之間進行電通信。在一個實施例中，連接器810包括一個邊沿連接器，但是也可以使用任何其它形式的和特定應(yīng)用的要求一致的連接器。如在下面進一步討論的，第一饋入裝置802可以包括切口811或其它的幾何特征，其使得能夠直接接近被設(shè)置在第一饋入裝置802的內(nèi)層上的一個或幾個導(dǎo)電通路806并和其進行電連接。除去第一饋入裝置802之外，平臺800還包括和第一饋入裝置802相連的第二饋入裝置812。注意在所示的實施例中，第一饋入裝置810除去導(dǎo)電通路806之外，可以由基本上反抗熱傳導(dǎo)的材料構(gòu)成，例如具有低的導(dǎo)熱率的陶瓷，例如氧化鋁。在一些情況下，低導(dǎo)熱率的陶瓷可能比高導(dǎo)熱率的陶瓷例如氮化鋁或氧化鈹更為需要，這是由于這種低導(dǎo)熱率的陶瓷具有相當(dāng)?shù)偷某杀?，并且利用這種低導(dǎo)熱率的材料，可以容易地被銅焊到例如可被用于頭裝置700的結(jié)構(gòu)中的各種金屬上。與此相反，在所示的實施例中的第二饋入裝置812由一般用作熱導(dǎo)體的材料構(gòu)成，例如金屬。各種銅鎢合金是適用于這種應(yīng)用的金屬的例子。因而，平臺800一般被構(gòu)成用于組合導(dǎo)熱元件和非導(dǎo)熱元件，從而產(chǎn)生關(guān)于其中使用平臺800的裝置的所需的效果或結(jié)果。
結(jié)合前述，還應(yīng)當(dāng)注意，陶瓷和金屬只是一些示例的材料，任何可以幫助實現(xiàn)這里披露的功能的材料或者材料的組合都可被使用。此外，本發(fā)明的其它實施例可以使用不同結(jié)構(gòu)和數(shù)量的傳導(dǎo)的和非傳導(dǎo)的饋入裝置或者具有其它所需特性的饋入裝置。因而，所示的實施例只是一些例子，邊不應(yīng)當(dāng)以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
關(guān)于第一饋入裝置802和第二饋入裝置812的結(jié)構(gòu)，它們的幾何形狀一般可根據(jù)需要設(shè)計，使得適合于特定應(yīng)用或裝置的要求。在圖4A-4D所示的示例的實施例中，第二饋入裝置812和臺階812A協(xié)同操作，臺階812A用于對冷卻裝置900提供支撐，如下面進一步詳細(xì)討論的，從而確保安裝在冷卻裝置900上的裝置位于所需的位置和方位上。如圖4D進一步表示的，例如，第二饋入裝置812限定一個半圓柱形的底部，其基本上和帽704的形狀一致，并貢獻(xiàn)于冷卻裝置900的穩(wěn)定性以及提供相當(dāng)大的傳導(dǎo)質(zhì)量，用于按照應(yīng)用幫助與冷卻裝置900和其它裝置之間的熱傳導(dǎo)。
如前所述，平臺800還用于對冷卻裝置900提供支撐?，F(xiàn)在再次把注意力集中到圖4A-4D，說明關(guān)于冷卻裝置900的各個方面的細(xì)節(jié)。具體地說，提供直接安裝在平臺800上的冷卻裝置900。在一個示例的實施例中，冷卻裝置900包括熱電冷卻器(TEC)，其操作和功用依賴于珀耳貼效應(yīng)，按照特定的應(yīng)用要求，其中施加到TEC上的電能可以引起TEC的選擇的部分產(chǎn)生熱量與/或提供致冷效果。用于TEC的示例的構(gòu)成材料包括但不限于，鉍-碲化物組合物，或者具有合適的熱電性能的其它材料。
注意TEC只表示一種示例的結(jié)構(gòu)，根據(jù)要求也可以使用滿足特定的應(yīng)用要求的各種其它類型的冷卻裝置。作為例子，當(dāng)不需要一個或幾個電子器件1000的有源溫度控制時，TEC可以由導(dǎo)熱的墊片或類似器件代替，所述有源溫度控制將在下面詳細(xì)說明。
除去提供加熱與/或冷卻功能之外，冷卻裝置900還包括副支撐902，其支撐著各種電子器件1000，例如但不限于電阻、電容和電感，以及光學(xué)器件，例如反射鏡、激光器和光接收器。因而，冷卻裝置900和電子器件1000直接地進行熱連接。
在一個示例的實施例中，電子器件1000包括激光器1002，例如半導(dǎo)體激光器，或者其它的光信號源。關(guān)于一些器件例如激光器1002，至少設(shè)置冷卻裝置900并被構(gòu)成用于確保激光器1002被保持在所需的位置和方位。例如，在本發(fā)明的一些實施例中，冷卻裝置900被這樣設(shè)置，使得激光器102的發(fā)射表面被固定在頭裝置700的縱軸A-A并和所述縱軸A-A對準(zhǔn)(圖4C)。
注意雖然這里結(jié)合冷卻裝置900來參考激光器1002的使用，應(yīng)當(dāng)理解，使用激光器102的實施例只是示例性的，可以同樣地使用附加的裝置或另外的裝置。因而，本發(fā)明的范圍不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于激光器和激光器的應(yīng)用。
在至少一些使用激光器1002的這些實施例中，光電二極管1004和熱敏電阻1006(圖4D)也被安裝到冷卻裝置900的副支撐902上或附近。一般地說，光電二極管1004和激光器1002呈光學(xué)耦合，使得光電二極管1004接收至少一部分由激光器1002發(fā)射的光，借以幫助收集關(guān)于激光器1002的光發(fā)射的光強度數(shù)據(jù)。此外，熱敏電阻1006和激光器1002呈熱耦合，因而使得能夠收集關(guān)于激光器1002的溫度數(shù)據(jù)。
在一些實施例中，光電二極管1004包括一個45度的監(jiān)視器光電二極管。使用這種類型的二極管使得相關(guān)的元件例如激光器1002和熱敏電阻1006能夠被監(jiān)視，并能夠利用導(dǎo)線連接在同一表面上。一般地說，45度的監(jiān)視器二極管被這樣設(shè)置，使得從激光器1002的背面發(fā)出的光在監(jiān)視器二極管的斜的表面上被折射，并在監(jiān)視器二極管的敏感的頂部表面上被捕獲。用這種方式，監(jiān)視器二極管能夠檢測由激光器發(fā)出的光信號的強度。
注意在這些使用激光器1002的實施例中，帽704包括一個光學(xué)透明的部分或窗口704A，由激光器1002發(fā)出的光信號通過所述窗口射出。類似地，在電子器件1000包括其它的光學(xué)器件的情況下，例如光接收器，帽704同樣包括一個窗口704A，使得光接收器能夠接收光信號。如前所述，帽704的結(jié)構(gòu)和配置一般根據(jù)需要選擇，使得滿足特定應(yīng)用的參數(shù)。
從上面關(guān)于可以和冷卻裝置900結(jié)合使用的各種電子器件1000的一般討論看來，現(xiàn)在再把注意轉(zhuǎn)移到這種電子器件1000和冷卻裝置900之間的關(guān)系上來。一般地說，冷卻裝置900可用于從一個或幾個電子器件1000例如激光器1002除去或熱量，或者對其添加熱量，以便達(dá)到所需的效果。如在這里進一步詳細(xì)說明的，根據(jù)需要，用于從一個器件例如激光器1002除去或者對其添加熱量的能力可以用于控制激光器1002的性能。
在一個示例的實施例中，根據(jù)應(yīng)用，電子器件1000的加熱和冷卻由包括TEC的冷卻裝置900來實現(xiàn)。電子器件1000以及冷卻裝置900的結(jié)構(gòu)和配置的各個方面，用于增強這個目標(biāo)。例如，電子器件1000被直接安裝到冷卻裝置900上，這使得在電子器件1000和冷卻裝置900之間具有相當(dāng)短的熱通路。一般地說，在元件之間這種相對較短的熱通路使得在這些元件之間傳遞熱量的效率相應(yīng)地增加。當(dāng)所涉及的器件的操作和性能對于熱量和溫度變化極為敏感時，例如激光器，這個結(jié)果尤其有用。此外，和不是這種情況時相比，相當(dāng)短的熱通路還使得能夠更快地實現(xiàn)熱傳遞，這個示例的結(jié)構(gòu)可用于有效地和可靠地維持激光器1002或其它器件的溫度。
至少一些實施例的另一個方面涉及冷卻裝置900的不僅相對于電子器件1000而且相對于其它元器件的位置，以及頭裝置700的結(jié)構(gòu)。具體地說，因為冷卻裝置900被這樣設(shè)置，使得對冷卻裝置900的熱傳遞的潛力，不管是輻射的、傳導(dǎo)的，或者是對流的，受到相當(dāng)?shù)南拗疲伤銎渌徒Y(jié)構(gòu)強加到冷卻裝置900上的無源熱負(fù)載載相當(dāng)小。注意，如這里預(yù)期的，“無源熱負(fù)載”一般指的是由這樣的一些結(jié)構(gòu)和器件傳遞給冷卻裝置900的熱量，所述結(jié)構(gòu)和器件不是冷卻裝置900要對其施加熱與/或冷影響的器件。因而，在這個示例的實施例中，“無源”熱負(fù)載指的是除去由電子器件1000施加的那些熱負(fù)載之外的被強加于冷卻裝置900上的所有的熱負(fù)載。
由于冷卻裝置900的位置的原因而引起其經(jīng)歷的熱負(fù)載的相對減少具有不同的隱含的意義。例如，減少的熱負(fù)載意味著，和不是這種情況相比，可以使用相對較小的冷卻裝置900。這是一個希望的結(jié)果，尤其是在其中空間受限制的例如頭裝置的應(yīng)用中。作為另一個例子，相對較小的冷卻裝置900，至少其中冷卻裝置900包括TEC時，說明用于操作冷卻裝置900所需的電功率的數(shù)量相對較小。
關(guān)于冷卻裝置900的位置的另一個考慮和在密封室706內(nèi)設(shè)置的激光器1002以及其它電子元件1000的性能有關(guān)。具體地說，冷卻裝置900例如包括“冷”連接的TEC在密封室706內(nèi)的布置基本上阻止了由冷連接引起的凝結(jié)的發(fā)生和引起對頭裝置700的其它元件和器件的破壞，如果冷卻裝置900被設(shè)置在密封室706的外部，則可能發(fā)生所述的凝結(jié)和破壞。
除去借助于設(shè)置冷卻裝置900可以實現(xiàn)的熱傳遞效果以及在冷卻裝置900和安裝在冷卻裝置900的副支撐上的電子器件之間的相當(dāng)短的熱通路之外，借助于對冷卻裝置900的幾何形狀的不同的改進，可以實現(xiàn)熱傳遞效果。結(jié)合前述，一般的情況是，借助于增加冷卻裝置900的尺寸，可以大大增加冷卻裝置900處理熱量的能力。
在這方面，應(yīng)當(dāng)注意，在許多應(yīng)用中的情況是，底座702的直徑通常受到約束，以便適合于某個預(yù)定的形狀因數(shù)或者尺寸要求，并且所述形狀因數(shù)和尺寸要求相應(yīng)地對于冷卻裝置900的幾何以及尺寸配置具有某些含義。
例如，置于底座702上的直徑要求可用于限制冷卻裝置900的總的高度和寬度(例如見圖4D)。不過，與此相反，頭裝置700的總長度一般沒有這樣的嚴(yán)格限制。因而，冷卻裝置900的某些方面例如其長度，可以按照需要被調(diào)節(jié)，以便適合于特定應(yīng)用的要求。例如，在TEC的情況下，所述尺寸的增加被轉(zhuǎn)換成可以由冷卻裝置900處理的熱量的有關(guān)的增加。如前所述，所述熱量處理可以包括從一個或幾個電子元件1000例如激光器1002除去熱量與/或?qū)ζ鋫鬟f熱量。
此外，冷卻裝置900的各種尺寸和幾何形狀可被改變，以便實現(xiàn)其它的熱效果。例如，在冷卻裝置900包括TEC的情況下，相對較小的冷卻裝置900將允許安裝在其上的電子器件1000的溫度相對較快的改變。在電子器件1000包括激光器的情況下，這種能力是特別需要的，因為其有助于通過溫度調(diào)節(jié)這個媒介來控制激光器的性能。
現(xiàn)在考慮冷卻裝置900的功率要求，當(dāng)其至少包括TEC和電子器件1000時，上面已經(jīng)提及，這些裝置的操作一般依賴于電功率的供應(yīng)。一般地說，TEC必須和平臺800電氣相連，使得從電源(未示出)傳遞給平臺800的用于操作TEC的功率可被指定給TEC。此外，借助于平臺800向電子器件提供功率，因而，電子器件1000必須和平臺800的一個或幾個導(dǎo)電通路806相連。
上述的電連接和結(jié)構(gòu)可以用許多不同的方式實施。示例的連接方案的各個方面如圖4A，4B和4E所示。首先參看圖4B，冷卻裝置900的副支撐902的下側(cè)借助于連接器816和設(shè)置在第一饋入裝置802上的導(dǎo)電元件814相連，所述連接器816例如但不限于是導(dǎo)線連接。所述導(dǎo)電元件814可以和選擇的導(dǎo)電通路806(見圖4A)與/或連接器810電氣相連，它們最終和電源(未示出)相連。
接著參見圖4A，其中提供了關(guān)于設(shè)置在副支撐902上的電子元件1000的電連接的各個方面的細(xì)節(jié)。如前所述并如圖4A所示，平臺800的一些實施例包括一個或幾個切口811或其它幾何特征，這些特征使得能夠把電子元件1000例如激光器1002直接連接到被設(shè)置在平臺800的第一饋入裝置802內(nèi)的一個或幾個導(dǎo)電通路上。這種連接例如可以借助于連接器818例如連接導(dǎo)線或其它合適的結(jié)構(gòu)或裝置來實現(xiàn)。除去上述的連接之外，如圖4E所示，至少本發(fā)明的一些實施例還包括柔性電路820或類似裝置，它們用于電氣互連頭裝置700的平臺800和其它裝置，例如印刷電路板。
現(xiàn)在參看圖4A-4D，其中提供了關(guān)于頭裝置700的各個操作方面的細(xì)節(jié)。一般地說，借助于連接器810、導(dǎo)電通路806、以及連接器818把電源提供到激光器1002與/或其它的電氣元件1000。作為響應(yīng)，激光器1002發(fā)射光信號。由于激光器1002與其它電子元件1000的操作而產(chǎn)生的熱量由冷卻裝置連續(xù)地除去，至少在頭裝置700中使用激光器1002的情況下，所述冷卻裝置包括TEC，所述熱量被傳遞到其上安裝有冷卻裝置900的第二饋入裝置812。最后，第二饋入裝置812把從冷卻裝置900接收的熱量傳遞到頭裝置700的外部。
因為冷卻裝置900被設(shè)置在密封室706內(nèi)，在包括TEC的冷卻裝置900上的冷結(jié)不會產(chǎn)生任何不希望的凝結(jié)，所述凝結(jié)可能損壞頭裝置700的其它的元件或器件。此外，基本上消除了在冷卻裝置900上的無源熱負(fù)載，所述冷卻裝置900和在電子元件1000例如激光器1002以及冷卻裝置900之間限定的相當(dāng)短的熱通路耦連，進一步增強了從所述電子元件除去熱量的效率，因而允許使用相對較小的冷卻裝置900。并且，如上所述，相對小的尺寸的冷卻裝置900意味著用于操作冷卻裝置900所需的功率被相對地減少。還有一些本發(fā)明的實施例的其它的操作方面在下面討論激光控制系統(tǒng)時詳細(xì)說明。
雖然如前面結(jié)合圖4A-4D說明的，某些效果可以通過把冷卻裝置900設(shè)置在密封室706內(nèi)來實現(xiàn)，然而在某些情況下需要把冷卻裝置設(shè)置在密封室的外部。這種結(jié)構(gòu)的示例的實施例的一些方面如圖4F所示，圖中頭裝置的另一個實施例用標(biāo)號1100表示。因為在圖4F所示的頭裝置的實施例在許多方面和上面討論的頭裝置的一個或幾個實施例類似，圖4F的討論將主要針對其中所示的頭裝置1100的某些選擇的方面。
和其它實施例類似，頭裝置1100包括具有器件側(cè)1102A和連接器側(cè)1102B的底座1102，一個平臺1200基本上垂直地穿過所述底座。平臺1200包括內(nèi)部部分1202A和外部部分1202B。一個或幾個電子器件1300和平臺1200的內(nèi)部部分1202A相連，使得基本上被包封在由帽1106和底座1102限定的密封室1104內(nèi)。在電子器件1300包括光學(xué)器件例如激光器的情況下，帽1106還可以包括一個光學(xué)透明的部分或窗口1106A，從而使得光信號能夠由設(shè)置在密封室1104內(nèi)的一個或幾個電子器件發(fā)送與/或接收。
繼續(xù)參看圖4F，平臺1200還包括第一饋入裝置1204，其上安裝有電子器件1300，第一饋入裝置和第二饋入裝置1206相連，第二饋入裝置包括內(nèi)部部分1206A和外部部分1206B。第二饋入裝置1206的外部部分1206B又和冷卻裝置1400呈熱連接。在所示的實施例中，冷卻裝置1400包括TEC。不過，也可以使用其它類型的冷卻裝置。
在操作時，由電子器件1300產(chǎn)生的熱量一般通過傳導(dǎo)被傳遞到第二饋入裝置1206。這個熱量然后通過冷卻裝置1400被從饋入裝置1206中除去，在一些實施例中，冷卻裝置包括TEC。如其它實施例的情況一樣，如果需要，也可以使用TEC來增加電子器件1300的熱量。
在這樣定位和設(shè)置的情況下，冷卻裝置1400不僅能夠?qū)崿F(xiàn)各種熱效果，例如對位于密封室1104的內(nèi)部或外部的電子器件1300除去或增加熱量，而且還能進行操作而處理無源熱負(fù)載，所述無源熱負(fù)載是由頭裝置1500的各種元件例如結(jié)構(gòu)元件施加的，可以是傳導(dǎo)、對流與/或輻射型的熱負(fù)載。如在其它實施例的討論中所述，一些變量，例如但不限于，平臺1200和冷卻裝置1400的幾何形狀、布置和構(gòu)成材料可以根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，以便滿足特定應(yīng)用的要求。
如上所述，冷卻裝置的至少一些實施例可被有用地用于激光器控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)在參看圖5，其中示出了用標(biāo)號2000表示的激光器控制系統(tǒng)的一個示例的實施例的各個方面。
如圖5所示，激光器控制系統(tǒng)2000包括溫度檢測裝置2002，例如熱敏電阻，其和激光器2004例如半導(dǎo)體激光器熱連接。激光器控制系統(tǒng)2000還包括光強度檢測裝置2006，例如光電二極管，其在光學(xué)上和激光器2004耦連。此外，TEC2008和激光器2004呈熱連接。在至少一個實施例中，所述熱連接是通過把激光器2004直接安裝在TEC2008的副支撐上實現(xiàn)的。經(jīng)過激光器控制系統(tǒng)2000還包括一個控制電路2010，其被配置用于接收來自溫度檢測裝置2002和光強度檢測裝置2006的輸入，并用于對和TEC2008通信的電源2012發(fā)出相應(yīng)的控制信號。
一般地說，激光器控制系統(tǒng)2000的操作按照下述進行。具體地說，由激光器2004發(fā)出的光信號的強度由光強度檢測裝置2006進行直接或間接的檢測。然后，光強度檢測裝置2006定期地向控制電路2010發(fā)出相應(yīng)的信號。在至少一些實施例中，激光器2004的溫度可以由TEC2008調(diào)節(jié)，從而達(dá)到波長穩(wěn)定。這可以借助于控制電路2010和電源2012來實現(xiàn)。
此外，溫度檢測裝置2002被定位和配置用于測量激光器2004的溫度，并向控制電路2010定期地發(fā)送相應(yīng)的信號。根據(jù)從溫度檢測裝置2002和光強度檢測裝置2006接收的輸入，控制電路2010能夠借助于電源2012和TEC2008改變激光器2004的溫度。
具體地說，TEC2008可被配置用于增加與/或除去來自激光器2004的熱量，因而，激光器控制系統(tǒng)2000根據(jù)特定應(yīng)用的需要或要求能夠改變與/或維持激光器2004的溫度。因而控制電路2010和TEC2008協(xié)同操作用于控制熱流相對于激光器2004的方向和數(shù)量。用這種方式，可以按照需要調(diào)節(jié)由激光器2004發(fā)出的信號的各個操作參數(shù)。
這就是說，激光器控制系統(tǒng)2000的實施例不僅能夠維持有源器件例如激光器2004的溫度在一個臨界值以下，在所述臨界值，激光器2004的性能開始變劣，并且可靠性成為問題，而且激光器控制系統(tǒng)2000的實施例還能夠獨立于環(huán)境溫度條件控制有源器件例如激光器2004的溫度為給定值，使得實現(xiàn)某些目標(biāo)，例如在激光器2004的操作的情況下，用于實現(xiàn)波長穩(wěn)定。
不脫離本發(fā)明的構(gòu)思或基本特征，本發(fā)明可應(yīng)用其它的特定形式來實施。所述的實施例在所有方面都被認(rèn)為只是說明性的而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定而不由上面的說明限定。所有落在權(quán)利要求的等價的意義和范圍內(nèi)的改變都被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種頭裝置，包括(a)底座，其基本上由金屬材料構(gòu)成，并具有器件側(cè)和連接器側(cè)；(b)平臺，其通過底座的器件側(cè)和連接器側(cè)延伸，并相對于底座處于一個預(yù)定的方向，所述平臺具有鄰近底座的器件側(cè)的內(nèi)部部分和鄰近底座的連接器側(cè)的外部部分，并且所述平臺包括基本上通過所述平臺延伸的至少一個導(dǎo)電通路；以及(c)冷卻裝置，其直接地和所述平臺的內(nèi)部部分相連。
2.如權(quán)利要求1所述的頭裝置，其中所述平臺包括第一饋入裝置，其具有使得其是導(dǎo)熱的熱性能，以及第二饋入裝置，其具有使得其是不導(dǎo)熱的熱性能。
3.如權(quán)利要求1所述的頭裝置，其特征在于，所述冷卻裝置包括熱電冷卻器。
4.如權(quán)利要求1所述的頭裝置，還包括一個帽，其和所述底座協(xié)同操作，用于限定一個基本上包封所述平臺的內(nèi)部部分和所述冷卻裝置的密封室。
5.如權(quán)利要求1所述的頭裝置，還包括被直接安裝在所述冷卻裝置上的電子器件。
6.如權(quán)利要求1所述的頭裝置，還包括被直接安裝在所述冷卻裝置上的光學(xué)裝置，所述光學(xué)裝置從由光發(fā)送裝置和光接收裝置構(gòu)成的組中選擇。
7.如權(quán)利要求1所述的頭裝置，其特征在于，所述平臺還包括位于所述平臺的外部并至少間接地和所述至少一個導(dǎo)電通路相連的連接器。
8.一種光電子系統(tǒng)，包括(a)頭裝置，包括(i)底座，其基本上由金屬材料構(gòu)成，并具有器件側(cè)和連接器側(cè)；(ii)平臺，其通過底座的器件側(cè)和連接器側(cè)延伸，并相對于底座處于一個預(yù)定的方向，所述平臺具有鄰近底座的器件側(cè)的內(nèi)部部分和鄰近底座的連接器側(cè)的外部部分，并且所述平臺包括基本上通過所述平臺延伸的至少一個導(dǎo)電通路；以及(iii)冷卻裝置，其直接地和所述平臺的內(nèi)部部分相連；以及(iv)被直接地安裝在所述冷卻裝置上的激光器；(b)和所述激光器呈光耦合的光強度測量裝置；(a)和所述激光器呈熱耦合的溫度檢測裝置；(b)和所述溫度檢測裝置、光強度測量裝置以及冷卻裝置通信的控制電路；以及(c)和所述控制電路以及所述冷卻裝置呈電通信的電源
9.如權(quán)利要求8所述的光-電子系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻裝置包括熱電冷卻器。
10.如權(quán)利要求8所述的光-電子系統(tǒng)，其特征在于，所述激光器包括半導(dǎo)體激光器。
11.如權(quán)利要求8所述的光-電子系統(tǒng)，其特征在于，光強度測量裝置和溫度檢測裝置中的至少一個被直接安裝在所述冷卻裝置上。
12.如權(quán)利要求8所述的光-電子系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述平臺處于預(yù)定的方位時，所述平臺基本上垂直于所述底座。
13.如權(quán)利要求8所述的光-電子系統(tǒng)，其特征在于，所述平臺由金屬材料和陶瓷材料制成。
14.一種晶體管頭裝置，包括由金屬材料制成的底座，其中所述底座具有裝置側(cè)和元件側(cè)；以及平臺，其通過所述底座的裝置側(cè)和元件側(cè)垂直地延伸，其中所述平臺還包括基本上通過所述平臺延伸的至少一個導(dǎo)電通路。
15.如權(quán)利要求14所述的晶體管頭裝置，其特征在于，所述晶體管頭裝置還包括至少一個通過底座的裝置側(cè)和元件側(cè)延伸的引線，其中所述至少一個引線對于所述底座是密封的。
16.如權(quán)利要求14所述的晶體管頭裝置，其特征在于，所述晶體管頭裝置還包括在底座的裝置側(cè)上密封的一個帽。
17.如權(quán)利要求14所述的晶體管頭裝置，其特征在于，所述平臺由絕緣材料制成。
18.如權(quán)利要求17所述的晶體管頭裝置，其特征在于，所述絕緣材料是陶瓷。
19.如權(quán)利要求14所述的晶體管頭裝置，還包括安裝在所述平臺上的激光器。
20.如權(quán)利要求19所述的晶體管頭裝置，還包括用于監(jiān)視所述激光器的光檢測器。
21.如權(quán)利要求14所述的晶體管頭裝置，其特征在于，所述平臺還包括用于在底座的裝置側(cè)和元件側(cè)之間進行阻抗匹配的電氣元件。
22.如權(quán)利要求14所述的晶體管頭裝置，其特征在于，所述平臺還包括直接安裝在底座上的監(jiān)視器光電二極管。
23.如權(quán)利要求22所述的晶體管頭裝置，其特征在于，所述平臺還包括被直接安裝在所述底座上的用于聚焦或者用于改變光的方向的光學(xué)元件，用于增加所述監(jiān)視器光電二極管的光收集。
24.如權(quán)利要求14所述的晶體管頭裝置，其特征在于，所述平臺還包括直接和所述平臺的外部部分相連的冷卻裝置。
全文摘要
一種頭裝置(700)包括底座(702)和通過底座(702)延伸并基本上垂直于所述底座的平臺(800)。平臺(800)包括用于連接底座(702)的每一側(cè)上的電氣元件的導(dǎo)電通路(806)，所述導(dǎo)電通路協(xié)同操作從而在平臺(800)的第一端的連接器(900)。一個激光器(1002)被安裝在和平臺(800)的第二端直接相連的熱電冷卻器(900)的頂部。所述激光器(1002)和熱電冷卻器(900)被包封在一個由底座(702)、平臺(800)、和一個與底座(702)相連的帽協(xié)同操作限定的密封室內(nèi)。一個在光學(xué)上和激光器(1002)耦連的光電二極管(1004)以及在熱學(xué)上和激光器(1002)耦連的熱敏電阻和所述熱電冷卻器(900)以及控制電路協(xié)同操作，用于幫助控制激光器(1002)的性能。
文檔編號H01S5/024GK1647334SQ03808386
公開日2005年7月27日 申請日期2003年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月14日
發(fā)明者P·K·羅森伯格, G·加雷塔, S·施亞費諾, J·斯圖爾特, R·J·霍夫梅斯特 申請人:菲尼薩公司