一種光學(xué)次組件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)次組件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)次組件(Optical Subassembly或0SA)是光通訊中重要組成部分，通常用于光通訊中接收或發(fā)送光信號。當(dāng)光學(xué)次組件(OSA)管芯為光發(fā)射芯片時，我們稱此OSA為TOSA(transmitter Optical Subassembly，即光發(fā)射次組件)，當(dāng)然我們也可以把TOSA單純的當(dāng)做一個發(fā)光源來使用，此時可以不給管芯發(fā)出的光加以調(diào)制。當(dāng)管芯為光接收芯片時，我們稱此OSA為R0SA(Receiver Optical Subassembly，即光接收次組件)。當(dāng)然還有其他類型的0SA，例如BOSA(單纖雙向組件，其同時含有一個光發(fā)射管芯和光接收管芯)，Triplexer(單纖三向組件，其同時含有一個光發(fā)射管芯和兩個光接收管芯)等等。一個典型的光學(xué)次組件OSA(見圖1)由以下幾個部分組成:金屬管座153、管芯152(光發(fā)射或接收芯片)、金屬管帽151、球透鏡160、光學(xué)次組件殼體110以及光纖接口組件120。在OSA工作的時候，光纖接口組件120會被插入光纖連接器插針130(ferruIe) 0
[0003]光學(xué)次組件中往往需要一個或者多個透鏡特別是球透鏡來起到光線匯聚的作用。有些時候，透鏡直接封接在二極管的管帽上，有些時候，二極管的管帽需要做成平窗的形式，這時就需要在光學(xué)次組件殼體內(nèi)部封接透鏡，當(dāng)封接的透鏡為球透鏡且又需要球透鏡鍍膜時，由于其位置在殼體內(nèi)部比較深，不可能將球透鏡帶著殼體一起鍍膜，所以需要球透鏡先單獨鍍膜，然后封接到殼體內(nèi)部。傳統(tǒng)的做法(見圖2)是先把直徑為d的裸小球160放到專用的夾具300中，由上下兩片夾具300把小球160固定住，然后把其放入鍍膜機腔室中進行鍍膜。由圖2可以看出，球透鏡上表面163和球透鏡下表面164可以被鍍上膜，但同時也存在一個未鍍區(qū)域165。鍍膜小球使用之前，會在球透鏡上表面163的頂點處做一個油性標(biāo)記點166。鍍膜小球使用的時候，把鍍膜小球放入殼體中，確保油性標(biāo)記點166和光學(xué)次組件的中軸線重合，然后封接鍍膜小球?qū)⑵涔潭ㄔ跉んw110中，最后用酒精等有機溶劑把鍍膜小球的油性標(biāo)記點166擦除。這種做法存在以下一系列缺點:
[0004]1、圖2展示了鍍膜模具夾持一個小球的示意圖，通過上下夾具300閉合，通過直徑為d2的小孔來固定直徑為d的小球。實際上一個模具上往往會有數(shù)百個孔用來夾持?jǐn)?shù)百個小球，這就需要每個小孔的直徑d2的公差非常小，才能確保大部分小球被固定的比較緊實。由于夾具300固定的部分小球可能不夠緊實，造成在取放夾具的過程中，在給小球做標(biāo)記點之前，小球已經(jīng)產(chǎn)生成了旋轉(zhuǎn)，標(biāo)記點也有可能和鍍膜上表面的頂點不重合。由于球透鏡是一個曲面鍍膜而非平面鍍膜，所以頂點處的鍍膜是鍍膜效果最好的區(qū)域，而且位于殼體中軸線處的光線能量最為集中，因而鍍膜上表面的頂點和中軸線的重合程度嚴(yán)重影響光薄膜對光線的增透效果或者衰減效果。由于夾具300固定的部分小球可能過于緊實，這又使得夾具對小球造成圈狀劃傷，當(dāng)小球被高溫封接到殼體的過程中，這些劃傷會造成小球的炸裂。
[0005]2、小球放入殼體中時，需要人工在顯微鏡下進行擺正，使得油性標(biāo)記點和殼體的中軸線重合。由于小球直徑d非常小(直徑d—般為I?3mm)這一操作非常消耗工時，使得大規(guī)模量產(chǎn)比較困難。
[0006]3、小球放入殼體擺正后，在其被徹底封接固定住之前，還是有可能在封接夾具的取放過程中造成標(biāo)記點和殼體中軸線不重合。
[0007]4、小球被徹底封接固定在殼體之內(nèi)后，由于油性標(biāo)記點遇到了高溫碳化、板結(jié)等情況，清除時比較難以清理掉，且鍍的膜層往往比較薄，以增透膜為例，膜厚往往小于400納米，清理油性標(biāo)記的時候也往往可能對所鍍薄膜造成損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種光學(xué)次組件及其制備方法，設(shè)計合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有良好的推廣價值。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0010]—種光學(xué)次組件，包括殼體，所述殼體的一端設(shè)置有光電二極管，所述殼體的另一端設(shè)置有光纖接口組件，所述光纖接口組件連接有光纖連接器插針，所述殼體內(nèi)設(shè)置有球透鏡，還設(shè)置有翼狀結(jié)構(gòu)件，所述翼狀結(jié)構(gòu)件與球透鏡為一體成型結(jié)構(gòu)或者分體結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選地，所述翼狀結(jié)構(gòu)件通過模壓成型機或者光學(xué)冷加工的方法和球透鏡壓制或切削成一體成型結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，所述翼狀結(jié)構(gòu)件與球透鏡為分體結(jié)構(gòu)時，所述翼狀結(jié)構(gòu)件通過粘結(jié)劑和球透鏡封接在一起。
[0013]優(yōu)選地，所述光電二極管由管帽、管芯和管座組成。
[0014]優(yōu)選地，所述殼體由金屬或者塑料制成。
[0015]優(yōu)選地，所述殼體與光纖接口組件為分體結(jié)構(gòu)或者一體成型結(jié)構(gòu)。
[0016]優(yōu)選地，所述球透鏡由玻璃或者透光的塑料制成。
[0017]優(yōu)選地，所述球透鏡通過壓配或者粘合的方式封接在殼體內(nèi)。
[0018]優(yōu)選地，所述光學(xué)次組件為包括光發(fā)射次組件、光接收次組件、單纖雙向組件和單纖三向組件在內(nèi)的任意一種。
[0019]此外，本發(fā)明還提到一種光學(xué)次組件的制備方法，采用如上所述的一種光學(xué)次組件，按照如下步驟進行:
[0020]步驟I:判斷翼狀結(jié)構(gòu)件與球透鏡是否為一體成型結(jié)構(gòu)；
[0021 ]若:判斷結(jié)果是判斷翼狀結(jié)構(gòu)件與球透鏡為一體成型結(jié)構(gòu)，則執(zhí)行步驟2;
[0022]或判斷結(jié)果是判斷翼狀結(jié)構(gòu)件與球透鏡為分體結(jié)構(gòu)，則執(zhí)行步驟3;
[0023]步驟2:將球透鏡放入模壓成型機中，通過模壓成型機的上下模具在高溫?zé)o氧環(huán)境下將翼狀結(jié)構(gòu)件和球透鏡壓制成一體成型結(jié)構(gòu);或者通過光學(xué)冷加工的方法將翼狀結(jié)構(gòu)件和球透鏡切削成一體成型結(jié)構(gòu)；
[0024]步驟3:將球透鏡放入翼狀結(jié)構(gòu)件中，通過粘結(jié)劑將球透鏡和翼狀結(jié)構(gòu)件封接在一起；
[0025]步驟4:將上述步驟2或步驟3中帶翼狀結(jié)構(gòu)件的球透鏡放入鍍膜機的鍍膜夾具中，通過固定翼狀結(jié)構(gòu)件的方法把球透鏡固定住，然后根據(jù)需要在鍍膜機中給球透鏡的上下兩面鍍上增透膜或者衰減膜或者其它種類的薄膜；
[0026]步驟5:采用粘結(jié)劑或者壓配的方法將鍍好膜的球透鏡固定至所述光學(xué)次組件的殼體內(nèi)；
[0027]步驟6:將光電二極管封接至所述光學(xué)次組件的殼體上；
[0028]步驟7:判斷光纖接口組件和所述光學(xué)次組件的殼體是否為一體成型結(jié)構(gòu)；
[0029]若:判斷結(jié)果是光纖接口組件和所述光學(xué)次組件的殼體不為一體成型結(jié)構(gòu)，則執(zhí)行步驟8 ；
[0030]或判斷結(jié)果是光纖接口組件和所述光學(xué)次組件的殼體為一體成型結(jié)構(gòu)，則執(zhí)行步驟9;
[0031 ]步驟8:將光纖接口組件封接至所述光學(xué)次組件的殼體上；
[0032]步驟9:對所述光學(xué)次組件進行最終的光電測試，外觀檢查，然后包裝。
[0033]本發(fā)明所帶來的有益技術(shù)效果:
[0034]本發(fā)明提出了一種光學(xué)次組件及其制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，一種光學(xué)次組件及其制備方法，具有以下優(yōu)點:
[0035](I)鍍膜容易，通過固定翼狀結(jié)構(gòu)件把小球固定在鍍膜夾具中來鍍膜，大大降低了鍍膜夾具的公差，使得鍍膜容易且無論球透鏡是否旋轉(zhuǎn)，都確保所鍍膜位于其上下兩面的頂點；
[0036](2)組裝容易，不需要人工在顯微鏡下進行擺正，僅僅需要封接或者壓配在殼體中，通過固定翼狀結(jié)構(gòu)件把小球固定在殼體中，確保了殼體中軸線和球透鏡的上下頂點重合，球透鏡的上下頂點也是鍍膜最好的區(qū)域；
[0037](3)膜層不容易損傷，因為不需要在球透鏡上做油性標(biāo)記，所以球透鏡在殼體內(nèi)固定完畢后，不需要擦洗，所以膜層不容易損傷。
【附圖說明】
[0038]圖1是傳統(tǒng)型光學(xué)次組件的示意圖。
[0039]圖2是傳統(tǒng)型光學(xué)次組件中球透鏡鍍膜的示意圖。
[0040]圖3是本發(fā)明第一實施例中光學(xué)次組件的示意圖。
[0041 ]圖4是第一實施例中光學(xué)次組件中球透鏡鍍膜的示意圖。
[0042]圖5是本發(fā)明第二實施例中光學(xué)次組件的示意圖。
[0043]圖6是第二實施例中光學(xué)次組件中球透鏡鍍膜的示意圖。
[0044]其中，100-光學(xué)次組件；110-殼體;120-光纖接口組件；130-光纖連接器插針；150-光電二極管；151-管帽；152-管芯；153-管座；160-球透鏡；161-翼狀結(jié)構(gòu)件；162-粘結(jié)劑；163-球透鏡上表面;164-球透鏡下表面;165-未鍍區(qū)域;166-油性標(biāo)記點;300-鍍膜夾具。
【具體實施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖以及【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明:
[0046]實施例1:
[0047]圖3是本發(fā)明第一實施例中光學(xué)次組件100的示意圖。
[0048]本發(fā)明中的光學(xué)次組件100主要用于在光通訊中光信號的發(fā)射與接收。
[0049]本公開的光學(xué)次組件OSA可以包括但不限于光發(fā)射次組件(TOSA)、光接收次組件(ROSA)、單纖雙向組件(BOSA)