多通道光接收組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多通道光接收組件，包括入射準(zhǔn)直透鏡，入射準(zhǔn)直透鏡的出射端設(shè)有內(nèi)反射器，內(nèi)反射器的第一端面上部分區(qū)域鍍有反射膜，另一部分鍍有增透膜，與第一端面相對的第二端面上設(shè)有二塊以上的濾波片，多塊濾波片分別對不同波長的光束過濾，濾波片外設(shè)有出射準(zhǔn)直透鏡，出射準(zhǔn)直透鏡外設(shè)有光探測芯片，其中，出射準(zhǔn)直器外設(shè)有反射鏡，光探測芯片位于反射鏡的反射光路上，光探測芯片具有通光面，通光面上設(shè)有通光孔，通光孔的軸線與出射準(zhǔn)直器的軸線垂直，且通光面朝向反射鏡，光探測芯片的焊盤位于通光面相對的端面上。本發(fā)明提供的多通道光接收組件結(jié)構(gòu)簡單，且光探測芯片的焊盤位于多通道光接收組件的上端面，方便光探測芯片的焊接。
【專利說明】多通道光接收組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于光纖通信系統(tǒng)的光學(xué)器件，具體地說，是涉及一種多通道光接收組件。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在的光接收組件(Receiver Optical Subassembly, ROSA)的帶寬上限通常為25Gbps左右，其用于接收光纖所傳輸?shù)墓馐?，并對光束進(jìn)行檢測?，F(xiàn)有的部分光接收組件具有一個(gè)光探測芯片，用于接收光纖輸出的光束并對光束進(jìn)行探測。然而，現(xiàn)有的光接收組件通常只能接收一路光信號(hào)并對一路光信號(hào)進(jìn)行探測，導(dǎo)致光接收組件的帶寬受限。
[0003]因此，人們考慮使用波分復(fù)用技術(shù)將一根光纖所傳輸?shù)墓馐鵀V波，使用多塊濾波片將不同波長的光束濾波、分波并分別對濾波后的光束進(jìn)行檢測，這種光接收組件為多通道光接收組件。如圖1所示，多通道光接收組件接收入射光纖10出射的光束，多通道光接收組件具有入射準(zhǔn)直透鏡11、內(nèi)反射器13以及四塊濾波片16、17、18、19，還設(shè)有四塊出射準(zhǔn)直透鏡21、22、23、24以及四個(gè)光探測芯片26、27、28、29。
[0004]入射光纖10出射的光束為包含有四種波長的光束，如包含波長為λ 1、λ 2、λ 3、λ 4的光束。入射準(zhǔn)直透鏡11接收入射光纖10出射的光束，并對光束進(jìn)行準(zhǔn)直，光束入射到入射準(zhǔn)直透鏡11后形成光柱，光柱為無數(shù)束平行的光束。此外，入射準(zhǔn)直透鏡11不會(huì)對光束進(jìn)行濾波，因此每一束出射的光束均包含波長為λ 1、λ 2、λ 3、λ 4的光束。
[0005]入射準(zhǔn)直透鏡11的外側(cè)設(shè)有內(nèi)反射器13，內(nèi)反射器13包括一對相對的端面，分別是靠近光入射準(zhǔn)直透鏡11的第一端面14以及與第一端面14相對設(shè)置的第二端面15，第一端面14與第二端面15平行布置。并且，第一端面14與入射準(zhǔn)直透鏡11的軸線形成一個(gè)銳角的夾角。內(nèi)反射器13的第一端面14上一部分區(qū)域鍍有反射膜，并且另一部分區(qū)域上鍍有增透膜，第二端面15外設(shè)有四塊濾波片16、17`、18、19。
[0006]光束從內(nèi)反射器13的第一端面14鍍有增透膜的區(qū)域入射后，入射到第二端面15的第一塊濾波片16上，濾波片16對波長為λ I的光束進(jìn)行濾波，即波長為λ I的光束可以穿過濾波片16，其他波長的光束被反射到內(nèi)反射器13的第一端面14鍍有反射膜的區(qū)域上。
[0007]如圖2所示，光束L13入射到內(nèi)反射器13后形成光束L14，波長為λ I的光束穿過濾波片16后形成光束L15,其他波長的光束為L16被濾波片16反射到內(nèi)反射器13的第一端面14上。由于內(nèi)反射器13的第一端面14上鍍有反射膜，光束L16在第一端面14上發(fā)生反射形成光束L17，光束L17入射到第二塊濾波片17上時(shí)，波長為λ 2的光束L18穿過濾波片17，其他波長的光束，即波長為λ 3、λ 4的光束L19被反射到內(nèi)反射器13的第一端面14上。
[0008]光束L19被內(nèi)反射器13的第一端面14反射后形成光束L20并入射到第三濾波片18上，波長為λ 3的光束L21穿過濾波片18，波長為λ 4的光束L22被濾波片18反射回第一端面14上。光束L22在第一端面14上反射后形成光束L23，波長為λ 4的光束L23穿過濾波片19形成光束L24。因此從濾波片16、17、18、19出射的光束1^15、1^18、1^21、1^24分別是波長為λ 1、λ 2、λ 3、λ 4的光束。
[0009]濾波片16、17、18、19的外側(cè)設(shè)有四塊出射準(zhǔn)直透鏡21、22、23、24，四塊出射準(zhǔn)直透鏡21、22、23、24分別與四塊濾波片16、17、18、19——對應(yīng)，從濾波片16、17、18、19出射的光束L15、L18、L2UL24分別入射到出射準(zhǔn)直透鏡21、22、23、24中。
[0010]從圖1可見，穿過每一塊濾波片16、17、18、19的光束為平行光束，穿過同一塊濾波片的平行光束在出射準(zhǔn)直透鏡21、22、23、24上對應(yīng)地合成匯聚光束。
[0011]在每一塊出射準(zhǔn)直透鏡21、22、23、24外分別設(shè)有一個(gè)光探測芯片26、27、28、29，每一個(gè)光探測芯片26、27、28、29對應(yīng)地接收出射準(zhǔn)直透鏡21、22、23、24出射的光束，并對接收到光束進(jìn)行檢測。并且，四個(gè)光探測芯片26、27、28、29位于出射準(zhǔn)直透鏡21、22、23、24的外側(cè)，且四個(gè)光探測芯片26、27、28、29均位于內(nèi)反射器13的同一側(cè)外。
[0012]每一個(gè)光探測芯片26、27、28、29均具有一個(gè)透光面以及與透光面相對布置的焊盤，現(xiàn)有的多通道光接收組件中，光探測芯片26、27、28、29的透光面均朝向出射準(zhǔn)直透鏡21、22、23、24，因此焊盤位于與入射準(zhǔn)直透鏡11相對的表面上。
[0013]由于多通道光接收組件的光探測芯片26、27、28、29需要焊接到其他器件上，或者需要通過金線連接，并且多通道光接收組件往往是平放在通訊設(shè)備內(nèi)，這樣，在焊盤上進(jìn)行焊接操作時(shí)十分不便，焊接難度大，且影響焊接的效果。
[0014]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的主要目的是提供一種方便光探測芯片焊接的多通道光接收組件。
[0015]本發(fā)明的另一目的是提供一種入射光束與光探測芯片的相對位置可調(diào)的多通道光接收組件。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的多通道光接收組件包括入射準(zhǔn)直透鏡，入射準(zhǔn)直透鏡的出射端設(shè)有內(nèi)反射器，內(nèi)反射器的第一端面上鍍有反射膜，與第一端面相對的內(nèi)反射器的第二端面上設(shè)有二塊以上的濾波片，多塊濾波片分別對不同波長的光束過濾，濾波片外設(shè)有出射準(zhǔn)直透鏡，出射準(zhǔn)直透鏡外設(shè)有光探測芯片，其中，出射準(zhǔn)直器外設(shè)有反射鏡，光探測芯片位于反射鏡的反射光路上，光探測芯片具有通光面，通光面上設(shè)有通光孔，通光孔的軸線與出射準(zhǔn)直器的軸線垂直，且通光面朝向反射鏡，光探測芯片的焊盤位于通光面相對的端面上。
[0017]由上述方案可見，從入射光纖入射的光束經(jīng)入射準(zhǔn)直透鏡入射到內(nèi)反射器上，經(jīng)過內(nèi)反射的多次反射并經(jīng)過多塊濾波片的濾波，分成波長不同的光束被多個(gè)光探測芯片接收。并且，出射準(zhǔn)直透鏡與光探測芯片之間設(shè)置反射鏡，改變出射光束的傳播方向，且將光探測芯片的通光孔的軸線設(shè)置成與出射準(zhǔn)直器的軸線垂直，焊盤則位于多通道光接收組件的上端面，有利于在焊盤上進(jìn)行焊接操作。
[0018]一個(gè)優(yōu)選的方案是，入射準(zhǔn)直透鏡的出射端與內(nèi)反射器的第一端面之間設(shè)有光束偏移塊。
[0019]由此可見，從入射準(zhǔn)直透鏡出射的光束經(jīng)過光束偏移塊后入射到內(nèi)反射器，通過調(diào)節(jié)光束偏移塊的傾斜角度可以調(diào)節(jié)光束入射到內(nèi)反射器的位置，入射準(zhǔn)直透鏡與出射準(zhǔn)直透鏡的位置可以靈活布置，從而滿足不同類型的多通道光接收組件的要求。
[0020]進(jìn)一步的方案是，光束偏移塊位于內(nèi)反射器的第一端面的一端外側(cè)。
[0021]可見，將光束偏移塊設(shè)置在內(nèi)反射器左端或右端，有利于充分利用內(nèi)反射器的整個(gè)第一端面進(jìn)行光束的反射，減小多通道光接收組件的體積。
[0022]更進(jìn)一步的方案是，出射準(zhǔn)直透鏡的數(shù)量與濾波片的數(shù)量相等，且每一出射準(zhǔn)直透鏡位于對應(yīng)的濾波片外。
[0023]由此可見，每一塊出射準(zhǔn)直透鏡對一路特定波長的光束進(jìn)行準(zhǔn)直，確保不同波長的光束精確地入射到對應(yīng)的光探測芯片上。
[0024]更進(jìn)一步的方案是，反射鏡的數(shù)量為一塊，從多塊出射準(zhǔn)直透鏡出射的光束均入射至反射鏡上。
[0025]可見，多通道光接收組件僅設(shè)置一塊反射鏡并接收多塊出射準(zhǔn)直透鏡出射的光束，降低多通道光接收組件所使用的器件的數(shù)量，也降低其組裝難度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是現(xiàn)有一種多通道光接收組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是現(xiàn)有多通道光接收組件的一個(gè)光路的光路圖。
[0028]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的俯視圖。
[0030]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的側(cè)視圖。
[0031]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中光電探測器的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中光電探測器另一視角的結(jié)構(gòu)圖。
[0033]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本發(fā)明的多通道光接收組件為高速密集波分復(fù)用光接收組件，用在高速光接收組件上，用于接收光束并對光束分束后對每一束光束進(jìn)行檢測。
[0035]參見圖3與圖4，本實(shí)施例的多通道光接收組件接收入射光纖30出射的光束，多通道光接收組件具有入射準(zhǔn)直透鏡31、光束偏移塊32、內(nèi)反射器35以及四塊濾波片41、42、43、44，還設(shè)有四塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48，四塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48的出射端設(shè)有反射鏡50，反射鏡50的上方設(shè)有四個(gè)光探測芯片61、62、63、64。
[0036]從入射光纖30出射的光束為包含有四種波長的光束,如包含波長為λ 1、λ 2、λ 3、λ 4的光束。入射準(zhǔn)直透鏡31接收入射光纖30出射的光束，并對光束進(jìn)行準(zhǔn)直，光束入射到入射準(zhǔn)直透鏡31后形成平行光束。此外，入射準(zhǔn)直透鏡31不會(huì)對光束進(jìn)行濾波，因此出射的平行光束均包含波長為λ 1、λ 2、λ 3、λ 4的光束。
[0037]準(zhǔn)直以后的光束平行地入射到光束偏移塊32中，本實(shí)施例的光束偏移塊32為矩形，其具有一對平行的端面33、34，端面33為入射端面，光束從端面33入射，端面34為出射端面，光束從端面34出射。光束偏移塊32為透光的棱鏡，利用光的折射原理使從入射準(zhǔn)直透鏡31出射的光束平行地發(fā)生偏移。
[0038]從圖4可見，光束偏移塊32的端面33與入射準(zhǔn)直透鏡31的軸線形成一個(gè)銳角的角度。優(yōu)選地，光束偏移塊32的傾斜角度可以調(diào)節(jié)，即光束偏移塊32的端面33與入射準(zhǔn)直透鏡31的軸線所形成的夾角的角度可以調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)光束的偏移距離。
[0039]例如，光束L30入射到光束偏移塊32的入射端面33后發(fā)生折射形成光束L31，光束L31在光束偏移塊32內(nèi)傳播并從出射端面34出射，出射時(shí)形成光束L32。根據(jù)折射原理，光束L30與光束L32相互平行，只是發(fā)生偏移，因此光束偏移塊32對入射光束L30進(jìn)行了平行偏移。并且，通過調(diào)節(jié)光束偏移塊32與入射準(zhǔn)直透鏡31的軸線所形成的夾角的角度，可以調(diào)節(jié)光束L30與光束L32之間的距離。
[0040]光束偏移塊32的端面34外設(shè)有內(nèi)反射器35，內(nèi)反射器35包括一對相對的端面，分別是靠近光束偏移塊32的第一端面36以及與第一端面36相對設(shè)置的第二端面37，第一端面36與第二端面37平行布置。并且，第一端面36與入射準(zhǔn)直透鏡31的軸線也是形成一個(gè)銳角的夾角。從多通道光接收組件的封裝位置看，光束偏移塊32位于內(nèi)反射器35的第一端面36的右端外側(cè)。
[0041]內(nèi)反射器35的第一端面36上鍍有反射膜，第二端面37外設(shè)有四塊濾波片41、42、43、44，優(yōu)選地，四塊濾波片41、42、43、44在第二端面37外依次排列布置，且相鄰的兩塊濾波片鄰接，充分利用第二端面37的面積。
[0042]光束從內(nèi)反射器35的第一端面36入射后，入射到第二端面37的第一塊濾波片41上，濾波片41對波長為λ I的光束進(jìn)行濾波，即波長為λ I的光束可以穿過濾波片41，其他波長的光束被反射到內(nèi)反射器35的第一端面36上。包含有波長為λ 2、λ 3、λ 4的光束在第一端面36上發(fā)生反射，入射到第二端面外的第二塊濾波片42上，波長為λ 2的光束穿過第二塊濾波片42。如此類推，波長為λ 3的光束穿過第三塊濾波片43、波長為λ 4的光束穿過第四塊濾波片44。
[0043]濾波片41、42、43、44的外側(cè)設(shè)有四塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48，四塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48分別與四塊濾波片41、42、43、44——對應(yīng)，從濾波片41、42、43、44出射的光束分別入射到出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48中。優(yōu)選地，四塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48的軸線相互平行，且每一塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48的軸線均平行于入射準(zhǔn)直透鏡31的軸線。
[0044]穿過每一塊濾波片41、42、43、44的光束為平行光束，穿過同一塊濾波片的平行光束在出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48上對應(yīng)地合成匯聚光束。
[0045]在每一塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48外分別設(shè)有一個(gè)光探測芯片61、62、63、64，每一個(gè)光探測芯片61、62、63、64對應(yīng)地接收出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48出射的光束，并對接收到光束進(jìn)行檢測。
[0046]在出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48與光探測芯片61、62、63、64之間設(shè)有反射鏡50，反射鏡50具有一個(gè)反射面51。從圖5可見，反射面51與出射準(zhǔn)直透鏡48的軸線成45°的夾角，因此，從出射準(zhǔn)直透鏡48出射的光束L35入射到反射面51后形成的反射光束L36與光束L35垂直。
[0047]本實(shí)施例中，反射鏡50的寬度較長，其寬度大于四塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48的寬度總和，因此從四塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48出射的光束均入射到反射鏡50的反射面51上。這樣，可以節(jié)省使用反射鏡50的數(shù)量，也方便多通道光接收組件的組裝難度。
[0048]本實(shí)施例中，四個(gè)光探測芯片61、62、63、64位于反射鏡50的上方，即每一個(gè)光探測芯片61、62、63、64均位于反射鏡50的反射光路上?？梢?，四個(gè)光探測芯片61、62、63、64均位于內(nèi)反射器35的同一側(cè)外。這樣，組裝多通道光接收組件時(shí)，可以將四個(gè)光探測芯片61、62、63、64封裝在多通道光接收組件的同一側(cè)，減小多通道光接收組件的體積。[0049]參見圖6與圖7，光探測芯片61下端面為通光面71，通光面71朝向反射鏡50設(shè)置，且通光面71上設(shè)有一個(gè)圓形的通光孔72，通光孔72的軸線垂直于出射準(zhǔn)直透鏡45的軸線。與通光面71相對的端面為光探測芯片61的上端面74，上端面74上設(shè)有多個(gè)焊盤73，封裝光探測芯片61時(shí)，可以在焊盤73上進(jìn)行焊接，如使用金線焊接在光探測芯片61的焊盤73上。光探測芯片61內(nèi)設(shè)有光敏器件，用于對光束的功率等進(jìn)行探測。
[0050]經(jīng)反射鏡50的反射面51反射的光束經(jīng)光探測芯片61的通光孔72入射到光探測芯片61的內(nèi)部，并被光敏器件所接收，光敏器件將檢測信號(hào)經(jīng)焊盤73輸出。由于多通道光接收組件封裝后平躺布置，因此光探測芯片61的焊盤73位于多通道光接收組件的上端，焊接的操作簡單、方便，降低多通道光接收組件的加工難度。
[0051]并且，由于出射準(zhǔn)直透鏡31與內(nèi)反射器35之間設(shè)有光束偏移塊32，通過調(diào)節(jié)光束偏移塊32的傾斜角度，可以改變光束的平移距離，入射準(zhǔn)直透鏡31與多塊出射準(zhǔn)直透鏡45、46、47、48的距離可以相應(yīng)地調(diào)節(jié)，滿足不同類型的多通道光接收組件的要求。
[0052]當(dāng)然，上述方案僅是本發(fā)明優(yōu)選的上述方式，實(shí)際應(yīng)用時(shí)還可以有更多的改變，例如，光束偏移塊設(shè)置在靠近內(nèi)反射器第一端面的左端或者右端；或者，出射準(zhǔn)直透鏡外設(shè)置多塊反射鏡，每一塊反射鏡分別對應(yīng)于一塊出射準(zhǔn)直透鏡，多個(gè)光探測芯片分別設(shè)置在每一塊反射鏡的反射光路上；又或者，相鄰的兩塊濾波片并不鄰接，而是存在間隙，這些改變均可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0053]最后需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，如位于內(nèi)反射器第二端面外的濾波片數(shù)量的改變、光束偏移塊傾斜角度的改變、內(nèi)反射器的第一端面與入射準(zhǔn)直透鏡軸線之間夾角的改變等變化也應(yīng)該包括在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.多通道光接收組件，包括 入射準(zhǔn)直透鏡，所述入射準(zhǔn)直透鏡的出射端設(shè)有內(nèi)反射器，所述內(nèi)反射器的第一端面上鍍有反射膜，與所述第一端面相對的所述內(nèi)反射器的第二端面上設(shè)有二塊以上的濾波片，多塊所述濾波片分別對不同波長的光束過濾，所述濾波片外設(shè)有出射準(zhǔn)直透鏡，所述出射準(zhǔn)直透鏡外設(shè)有光探測芯片； 其特征在于: 所述出射準(zhǔn)直器外設(shè)有反射鏡，所述光探測芯片位于所述反射鏡的反射光路上，所述光探測芯片具有通光面，所述通光面上設(shè)有通光孔，所述通光孔的軸線與所述出射準(zhǔn)直器的軸線垂直，且所述通光面朝向所述反射鏡，所述光探測芯片的焊盤位于所述通光面相對的端面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多通道光接收組件，其特征在于: 所述入射準(zhǔn)直透鏡的出射端與所述內(nèi)反射器的第一端面之間設(shè)有光束偏移塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多通道光接收組件，其特征在于: 所述光束偏移塊位于所述內(nèi)反射器的第一端面的一端外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的多通道光接收組件，其特征在于: 所述出射準(zhǔn)直透鏡的數(shù)量與所述濾波片的數(shù)量相等，且每一所述出射準(zhǔn)直透鏡位于對應(yīng)的所述濾波片外。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道光接收組件，其特征在于: 二個(gè)以塊的所述出射準(zhǔn)直透鏡相互平行設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道光接收組件，其特征在于: 每一所述出射準(zhǔn)直透鏡均平行于所述入射準(zhǔn)直透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道光接收組件，其特征在于: 所述光探測芯片的數(shù)量與所述出射準(zhǔn)直透鏡的數(shù)量相等，且每一所述光探測芯片位于對應(yīng)的所述出射準(zhǔn)直透鏡外。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多通道光接收組件，其特征在于: 所述反射鏡的數(shù)量為一塊，從多塊所述出射準(zhǔn)直透鏡出射的光束均入射至所述反射鏡上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多通道光接收組件，其特征在于: 所述反射鏡的數(shù)量與所述出射準(zhǔn)直透鏡的數(shù)量相等，每一所述出射準(zhǔn)直透鏡出射的光束入射至對應(yīng)的所述反射鏡上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的多通道光接收組件，其特征在于: 相鄰的二個(gè)所述濾波片在所述內(nèi)反射的第二端面外鄰接。
【文檔編號(hào)】G02B6/43GK103823281SQ201410068800
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】呂海峰, 傅紹偉, 程進(jìn), 劉曉遠(yuǎn), 伍林, 龔聲福 申請人:珠海保稅區(qū)光聯(lián)通訊技術(shù)有限公司