一種帶有雙透鏡結(jié)構(gòu)的高耦合度光組件的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種帶有雙透鏡結(jié)構(gòu)的高耦合度光組件。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)目前公知的組件構(gòu)造可知，一般的光組件是將芯片與光學元件進行同軸封裝，即T0封裝(Transistor-Outline)，TO封裝與光纖進行耦合，利用金屬部件，通過激光焊接或膠粘，將T0封裝與光纖固定在一起，做成光組件。在這種組件中存在以下缺點:
[0003](1)對于直徑1.5毫米的BK7玻璃球透鏡的T0封裝，激光器芯片發(fā)射的光線耦合到光纖中，即發(fā)射耦合，耦合效率低，一般效率低于15% ;
[0004](2)可以使用非球透鏡來提高發(fā)射耦合效率，但非球透鏡價格昂貴，導致產(chǎn)品的成本顯者提尚;
[0005](3)光纖傳輸過來的光線，聚焦到探測器芯片的光敏面，即接收耦合，最小光斑直徑達到50微米，非常不利于耦合；
[0006](4) T0封裝結(jié)構(gòu)復雜，成本高，自動化生產(chǎn)的難度大、投資成本也很高；
[0007](5)芯片與光學元件之間的位置由T0管座、T0管帽及襯底的尺寸決定，實時調(diào)節(jié)難度大，導致耦合效率的進一步降低、耦合工藝難度增加。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種性能可靠、耦合效率高且成本低、便于生產(chǎn)的帶有雙透鏡結(jié)構(gòu)的高耦合度光組件。
[0009]本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種帶有雙透鏡結(jié)構(gòu)的高耦合度光組件，其包括用于收/發(fā)光線的有源元件和用于為有源元件傳導收/發(fā)光線的光纖，其特征在于:所述有源元件和光纖之間依次設置有元件端透鏡和光纖端透鏡。
[0011]進一步的，所述元件端透鏡和光纖端透鏡為球透鏡、非球透鏡或平凸透鏡。
[0012]進一步的，所述有源元件為發(fā)光元件或光敏元件。
[0013]進一步的，在元件端透鏡和光纖端透鏡之間加入一組或多組濾光片，所述濾光片包括用于對一定波長的光線進行折射或反射的第一濾光片和/或用于對特定波長以外的光線進行攔截的第二濾光片。
[0014]進一步的，本實用新型還包括用于卡接光纖的光接口，所述光接口包括尾纖式光接口或插拔式光接口，所述光纖通過光接口與其前端的光纖端透鏡同軸或偏軸設置。
[0015]進一步的，本實用新型還包括元件端透鏡座-和光纖端透鏡座-;所述元件端透鏡和光纖端透鏡分別設置在元件端透鏡座-和光纖端透鏡座-中，所述元件端透鏡座-和光纖端透鏡座-內(nèi)均設有容置槽，所述容置槽適于容置元件端透鏡和光纖端透鏡。
[0016]進一步的，本實用新型還包括用于放置有源元件的基座，所述基座與元件端透鏡座-構(gòu)成密閉空間，所述有源元件位于所述密閉空間中。
[0017]進一步的，所述基座與元件端透鏡座-之間通過填料連接固定。
[0018]進一步的，所述填料為膠、焊料或焊膏。
[0019]進一步的，所述尾纖式光接口包括尾膠套、包裹在尾膠套內(nèi)的尾纖插芯筒、包裹在尾纖插芯筒里的跳線插芯和包裹在跳線插芯中的光纖；所述尾纖插芯筒為一面設有縱向開口的豎直圓筒。
[0020]本實用新型的有益效果如下:
[0021](1)當本實用新型中的有源元件為發(fā)光元件時，發(fā)光元件、元件端透鏡、光纖端透鏡和光纖組成發(fā)射光組件，其耦合效率由原來單個透鏡時的15%提高到了雙透鏡時的35%，耦合效率顯著提升，提升了產(chǎn)品性能，降低了對原材料的要求，由于耦合效率的提高，達到某一個特定功率需要的電流相應減小，從而降低了能耗；從光學仿真的結(jié)果來看，由于使用對稱結(jié)構(gòu)，對位置的變動沒有以前的產(chǎn)品那么敏感，提升了可靠性；在耦合工藝中，耦合效率的增大，出現(xiàn)可探測光功率的面積擴大多倍，利于找到耦合初始點，從而提高生產(chǎn)效率，在以前的產(chǎn)品中，需要花費相當時間找到耦合初始點。
[0022]當本實用新型中的有源元件為光敏元件時，光敏元件、元件端透鏡、光纖端透鏡和光纖組成接收光組件，匯聚到光敏元件的光敏面上的光斑直徑由50微米左右減小到10微米左右，有利于光敏面的接收，且對光敏面的對準位置要求大大降低，從而使得生產(chǎn)制造光組件的難度大大降低，大大提升了可靠性，提升生產(chǎn)效率。
[0023](2)對位置偏差的冗余增加，不僅提升了可靠性，而且對原材料的加工公差放寬，從而加工費顯著降低，由于金屬件類原材料的主要成本在加工費上，因而大大降低了原材料成本。
[0024](3)本實用新型通過為元件端透鏡和光纖端透鏡對應設置元件端透鏡座和光纖端透鏡座，使得元件端透鏡和光纖端透鏡的固定更加穩(wěn)固；本實用新型中的光纖通過不同種類的光接口與光纖端透鏡對準，既可以增強其安裝的靈活多變性，又可以固定確保光纖與光纖端透鏡同軸對準；本實用新型中有源元件放置在基座上，通過基座與元件端透鏡組合成密閉空間，節(jié)省了材料，縮小了體積，且通過填料這種開始為粘稠狀風干后黏結(jié)固定的材料對基座和元件端透鏡進行粘合，使得有源元件到元件端透鏡距離、光線位置可調(diào)，給以后校準和使用帶來極大便利。
【附圖說明】
[0025]附圖1為本實用新型在單纖時的光傳輸原理示意圖。
[0026]附圖2為本實用新型在多纖時的光傳輸原理示意圖。
[0027]附圖3為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖4為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]附圖5為本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖6為本實用新型實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]其中，1元件端透鏡、2光纖端透鏡、3有源元件、4尾纖光接口、5-1元件端透鏡座、5-2光纖端透鏡座、6基座、7管腳、8尾膠套、9尾纖插芯筒、10縱向開口、11跳線插芯、12光纖、13插拔式光接口、14填料、15第一濾光片、16第二濾光片、17分光筒座、18傳輸?shù)墓饩€。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖1~6對本實用新型作進一步說明。
[0033]參照圖3，實施例1包括用于收/發(fā)光線的有源元件3和用于為有源元件3傳導收/發(fā)光線的光纖12，所述有源元件3和光纖12之間依次設置有元件端透鏡1和光纖端透鏡2，所述元件端透鏡1和光纖端透鏡2的光軸重合。
[0034]所述元件端透鏡1和光纖端透鏡2為球透鏡、非球透鏡或平凸透鏡。
[0035]所述有源元件為發(fā)光元件或光敏元件。
[0036]本實施例1還包括用于卡接光纖12的尾纖式光接口 4，所述光纖12通過尾纖式光接口 4與其前端的光纖端透鏡2同軸或偏軸設置。
[0037]本實施例1還包括元件端透鏡座5-1和光纖端透鏡座5-2 ;所述元件端透鏡1和光纖端透鏡2分別設置在元件端透鏡座5-1和光纖端透鏡座5-2中，所述元件端透鏡座5-1和光纖端透鏡座5-2內(nèi)均設有容置槽，所述容置槽適于容置元件端透鏡1和光纖端透鏡2。
[0038]本實施例1還包括用于放置有源元件3的基座6，所述基座6與元件端透鏡座5-1構(gòu)成密閉空間，所述有源元件3位于所述密閉空間中，所述有源元件3通過管腳7接出基座
6ο
[0039]所述基座6與元件端透鏡座5-1之間通過填料14連接固定。
[0040]所述填料14為膠、焊料或焊膏。
[0041]所述尾纖式光接口 4包括尾膠套8、包裹在尾膠套8內(nèi)的尾纖插芯筒9、包裹在尾纖插芯筒9里的跳線插芯11和包裹在跳線插芯11中的光纖12 ;所述尾纖插芯筒9為一面設有縱向開口 10的豎直圓筒。
[0042]參照圖4，實施例2包括用于收/發(fā)光線的有源元件3和用于為有源元件3傳導收/發(fā)光線的光纖12，所述有源元件3和光纖12之間依次設置有元件端透鏡1和光纖端透鏡2 ;所述元件端透鏡1和光纖端透鏡2的光軸重合。
[0043]所述元件端透鏡1和光纖端透鏡2為球透鏡、非球透鏡或平凸透鏡。
[0044]所述有源元件為發(fā)光元件或光敏元件。
[0045]本實施例2還包括用于卡接光纖12的插拔式光接口 13，所述光纖12通過插拔式光接口 13與其前端的光纖端透鏡2同軸或偏軸設置。
[0046]本實施例2還包括元件端透鏡座5-1和光纖端透鏡座5-2 ;所述元件端透鏡1和光纖端透鏡2分別設置在元件端透鏡座5-1和光纖端透鏡座5-2中，所述元件端透鏡座5-1和光纖端透鏡座5-2內(nèi)均設有容置槽，所述容置槽適于容置元件端透鏡1和光纖端透鏡2。
[0047]本實施例2還包括用于放置有源元件3的基座6，所述基座6與元件端透鏡座5_1構(gòu)成密閉空間，所述有源元件3位于所述密閉空間中，所述有源元件3通過管腳7接出基座
6ο
[0048]所述基座6與元件端透鏡座5-1之間通過填料14連接固定。
[0049]所述填料14為膠、焊料或焊膏。
[0050]參照圖5，實施例3包括用于收/發(fā)光線的有源元件3和用于為有源元件3傳導收/發(fā)光線的光纖12，其特征在于:所述有源元件3和光纖12之間依次設置有元件端透鏡1和光纖端透鏡2，所述兀件端透鏡1和光纖端透鏡2的光軸重合。
[0051]所述元件端透鏡1和光纖端透鏡2為球透鏡、非球透鏡或平凸透鏡。
[0052]所述有源元件3為發(fā)光元件或光敏元件。
[0053]本實施例3還包括用于卡接光纖12的尾纖式光接口 4，所述光纖12通過尾纖式光接口 4與其前端的光纖端透