專利名稱：光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊(OSA，Transceiver OpticalSub-Assembly)的檢測及組裝方法，更具體地說，涉及一種在組裝功能組件時利用一影像檢測器將其取樣鏡頭對準(zhǔn)外殼體的光纖孔，使取樣鏡頭焦點(diǎn)調(diào)成與光纖耦合面共平面，并直接藉功能組件的光束穿過透鏡而呈現(xiàn)于光纖耦合面的光點(diǎn)作為檢測對象，以對功能組件進(jìn)行無光纖式對準(zhǔn)對位的檢測及組裝方法。
背景技術(shù)：
在光電傳輸中，光纖發(fā)射器的光學(xué)次模塊(OSA，Transceiver OpticalSub-Assembly)，隨功能組件的不同而可分為發(fā)射器光學(xué)次模塊TOSA(Transceiver Optical Sub-Assembly)和接收器光學(xué)次模塊ROSA(ReceiverOptical Sub-Assembly)，其中，TOSA用于提供功能組件到光纖，如半導(dǎo)體激光至光纖或發(fā)光二極管到光纖，使電訊號(Electrical Signal)轉(zhuǎn)換成光并經(jīng)透鏡聚焦在光纖內(nèi)再傳輸。
光學(xué)次模塊(OSA，Optical Sub-Assembly)經(jīng)研發(fā)至今，已有多種不同的制作方法，其中利用透明熱塑型材料并藉塑料射出成型技術(shù)的制作方法因成本較低而已成為主流，包括美國專利US 5,631,991，[PLASTIC OPTICALSUBASSEMBLLES FOR LIGHT TRANSFER BETWEEN AN OPTICAL FIBER AND ANOPTOELECTRIC CONVERTER AND THE FABRICATION OF SUCH PLASTIC OPTICALSUBASSMBLLIES]；或US 6,432,733 B1[METHOD FOR PRODUCING AN OPTICALMODULE]，以及圖1中所示的US 6,302,596 B1[SMALL FORM FACTOR OPTOELECTRICTRANSCEIVERS]，然而上述傳統(tǒng)技術(shù)在制造時存在有下列問題及缺點(diǎn)1.光學(xué)次模塊A1的外殼體A2為一體射出成型的一件式結(jié)構(gòu)體，其一端設(shè)有供組裝光纖用20的孔A3，另一端設(shè)有供組裝功能組件30用的孔A4，介于孔A3與孔A4之間設(shè)有一透鏡A5，該透鏡A5可與外殼體A2一體成型，如圖1所示，也可不一體成型，如US 5,631,991或US 6,432,733 B1中所示；由于外殼體A2的成型模具的開設(shè)難度較高，也較難以控制其射出成型體的成型品質(zhì)，尤其是圖1中所示的透鏡A5的透鏡面A6(光射出面)的品質(zhì)，從而影響光學(xué)次模塊A1的成品品質(zhì)，使成品合格率降低，同時增加校準(zhǔn)或組裝作業(yè)的麻煩，相對地增加了成本。
2.光學(xué)次模塊A1的傳統(tǒng)檢測及組裝方式一般是藉光纖耦合效率來調(diào)校功能組件的位置，即當(dāng)功能組件組裝于外殼體上時，光纖20已套設(shè)在孔A3內(nèi)，再由光纖利用檢測儀器藉光纖耦合效率來調(diào)校功能組件的位置，以進(jìn)行對準(zhǔn)對位調(diào)校作業(yè)，此時即使是依規(guī)格需要來調(diào)整功能組件的激光束經(jīng)透鏡A5后的聚焦點(diǎn)大小及位置，并耦合至已組裝在孔A3內(nèi)的光纖端，而完成合乎規(guī)格的成品(參考國際電信協(xié)會TIA/EIA-455-203有關(guān)Launched power distributionmeasurement procedure for graded-index multi-mode fiber transmitters的規(guī)格說明)；然而該傳統(tǒng)調(diào)校檢測作業(yè)乃是利用檢測儀器配合已組裝的光纖端，藉光纖耦合效率來調(diào)校功能組件的位置，并非直接藉光束的大小與位置以最佳化光纖傳輸頻寬，因此，該方式難以達(dá)到有效而精確的檢測，易影響光學(xué)次模塊A1的成品品質(zhì)。
3.更何況上述藉光纖耦合效率來調(diào)校功能組件位置的檢測方式，潛在有很多影響檢測結(jié)果的變因，如光纖品質(zhì)都有一定公差存在，而功能組件的品質(zhì)也不固定(如激光二極管的發(fā)射功率就是非恒定維持不變的)，易造成TOSA成品檢測品質(zhì)的誤差，試舉例說明以傳統(tǒng)方式檢測合格的成品是完全建立在進(jìn)行功能組件對準(zhǔn)對位作業(yè)當(dāng)時所用的功能組件的發(fā)射功率或所用的光纖的品質(zhì)規(guī)格，因此以傳統(tǒng)方式檢測合格的成品，其合格品質(zhì)有可能只對當(dāng)時所用的功能組件或光纖有效，若在不同時間不同地點(diǎn)使用，即使用者改插其他光纖，則因前、后使用的光纖有誤差范圍，可能會有品質(zhì)不良的情況發(fā)生，從而導(dǎo)致成品品質(zhì)無法確實(shí)掌握，使合格率無法提高，成本相對提高。
針對上述第1項(xiàng)中外殼體A2為一體射出成型一件式結(jié)構(gòu)體的缺點(diǎn)，本發(fā)明的創(chuàng)作人已作了改良，將外殼體設(shè)計(jì)成兩件式的結(jié)構(gòu)體，如圖2和圖3所示，該光學(xué)次模塊的外殼體由一第一外殼體B1與一第二外殼體B2兩件殼體組成，第一外殼體B1的一端設(shè)有供連結(jié)光纖B4用的孔B3，第二外殼體B2的對應(yīng)端設(shè)有供連結(jié)功能組件B6用的孔B5，該外殼體呈兩件式的結(jié)構(gòu)體已申請臺灣專利，申請?zhí)枮?2200404，但無論外殼體是一件式結(jié)構(gòu)還是兩件式結(jié)構(gòu)，在制造上仍面臨有上述第2和第3項(xiàng)中的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種能夠有效解決上述問題的光纖收發(fā)器光學(xué)次模塊(Transceiver Optical Sub-Assembly)的檢測及組裝方法。
本發(fā)明中的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法是在將功能組件套設(shè)于外殼體的孔內(nèi)并進(jìn)行組裝作業(yè)時，利用影像檢測器使其取樣鏡頭的焦點(diǎn)調(diào)整成與光纖耦合面共平面，并直接利用功能組件所發(fā)出激光束穿過透鏡而呈現(xiàn)于耦合面的光點(diǎn)作為檢測對象，以進(jìn)行功能組件的對準(zhǔn)對位。
本發(fā)明中的檢測及組裝方法由于在功能組件組裝時，直接針對激光束成像在光纖耦合面上的光點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)檢測工作，因此可避免傳統(tǒng)技術(shù)所產(chǎn)生的缺點(diǎn)，有效提高成品合格率，簡化成品的檢測作業(yè)，而有利于批量生產(chǎn)。
本發(fā)明中的檢測及組裝方法由于直接利用光纖耦合面上激光束呈現(xiàn)的光點(diǎn)作為檢測對象，以進(jìn)行校準(zhǔn)檢測工作，因此可針對多模光纖耦合點(diǎn)不一定在光纖芯(Core)中心點(diǎn)的規(guī)格需要，而最佳化耦合光纖模態(tài)的分布，減少模態(tài)色散，最佳化多模光纖的傳輸頻寬達(dá)成最佳檢測品質(zhì)。
本發(fā)明中的檢測及組裝方法由于直接針對光纖耦合面上激光束呈現(xiàn)的光點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)檢測工作，因此可適用于各種型態(tài)的功能組件，包括面射型激光束(VCSEL，Vertical Cavity Surface Emitted Laser)或邊射型激光束(SideEmitted Laser)，且包括含蓋(cap)的TO-Can封裝激光二極管或無蓋激光二極管SMT type(bare chip LD)均可適用，而且該光纖發(fā)射器可為雙向式(bi-direction)或雙工式(duplex)收發(fā)器的發(fā)射模塊。


下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明中的具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是傳統(tǒng)外殼體呈一件式的光學(xué)次模塊的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖2是本發(fā)明中外殼體呈二件式的光學(xué)次模塊的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖3是圖2中所示光學(xué)次模塊的組合示意圖；圖4A是本發(fā)明中外殼體呈一件式的光學(xué)次模塊在組裝功能組件時的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖4B是圖4A中所示光學(xué)次模塊利用本發(fā)明中方法進(jìn)行檢測時的示意圖；圖5A是本發(fā)明中外殼體呈二件式的光學(xué)次模塊在組裝功能組件時的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖5B是圖5A中光學(xué)次模塊利用本發(fā)明中方法進(jìn)行檢測時的示意圖；圖6是本發(fā)明中外殼體呈一件式且功能組件為無蓋(can)激光二極管SMTTYPE的光學(xué)次模塊的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖4A、圖4B、所示，針對一件式結(jié)構(gòu)的外殼體，本發(fā)明中的檢測及組裝方法包括以下步驟(1)利用塑料射出成型的技術(shù)提供一外殼體(Housing)10，該外殼體10為一件式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)一件式結(jié)構(gòu)近似，如US 5,631,991、US 6,432,733B1及US 6,302,596 B1中所示的結(jié)構(gòu)。外殼體10的一端設(shè)有供組裝光纖20用的孔11，另一端設(shè)有供組裝功能組件30用的孔12，而功能組件30具有不同的組裝型態(tài)及功能，如激光或發(fā)光二極管、光檢測器，包括面射型或邊射型激光二極管，且包括含蓋(cap)的TO封裝激光二極管或無蓋激光二極管SMT type(bare chipLD)；在孔11與孔12之間設(shè)有一透鏡13，該透鏡13可與外殼體10一體成型，如圖1所示，也可不一體成型，如US 5,631,991或US 6,432,733 B1中所示；(2)先進(jìn)行功能組件30套設(shè)于外殼體10的孔12內(nèi)的組裝作業(yè)，該組裝作業(yè)中的對準(zhǔn)對位(檢測)方式是利用一影像檢測器40，使其取樣鏡頭41對準(zhǔn)外殼體10上組裝光纖用的孔11，并使取樣鏡頭41的焦點(diǎn)調(diào)整成與光纖耦合面21(即孔11內(nèi)端的擋止面Stop Face14)共平面，使功能組件30上激光束穿過透鏡13而呈現(xiàn)于光纖耦合面21(即光纖20的擋止面14)的光點(diǎn)作為檢測對象，以進(jìn)行功能組件30在外殼體10內(nèi)的對準(zhǔn)對位，進(jìn)而組裝完成。
如圖2、圖3、圖5A和圖5B所示，下面針對兩件式結(jié)構(gòu)的外殼體，本發(fā)明中的檢測及組裝方法包括以下步驟(1)利用塑料射出成型技術(shù)提供一外殼體50，該外殼體50為兩件式結(jié)構(gòu)，由一第一外殼體51及一第二外殼體52組成，其中，第一外殼體51的一端設(shè)有供連結(jié)光纖20用的孔53，第二外殼體52的對應(yīng)端設(shè)有供連結(jié)功能組件30用孔54，在孔53與孔54之間設(shè)有一透鏡55，該透鏡55可與第二外殼體51一體成型，也可不一體成型；第一外殼體51與第二外殼體52在組合后，光纖20的耦合面21即是光纖20在孔53內(nèi)的擋止面56，該擋止面56為第二外殼體52與第一外殼體51組合時的貼合面；由于第一外殼體51與第二外殼體52均是利用塑料射出成型技術(shù)制造成型的精密結(jié)構(gòu)，兩者間的配合關(guān)系已經(jīng)精密設(shè)定，因此可簡易套接組裝成一體；(2)先進(jìn)行功能組件30套設(shè)于第二外殼體52的孔54內(nèi)的組裝作業(yè)，如圖5A和圖5B所示，在組裝作業(yè)中的對準(zhǔn)對位方式是利用一影像檢測器40，使其取樣鏡頭41的焦點(diǎn)調(diào)整成與光纖耦合面21(即光纖20的擋止面56)共平面，使功能組件30上激光束穿過透鏡55而呈現(xiàn)于光纖耦合面21(即擋止面56)的光點(diǎn)作為檢測對象，以進(jìn)行功能組件30在第二外殼體52內(nèi)的對準(zhǔn)對位，進(jìn)而組裝完成；(3)再將上述已組裝有功能組件30的第二外殼體52與第一外殼體51組合成一體。
藉由上述檢測及組裝方法，使本發(fā)明的組裝制程不同于傳統(tǒng)方式，特別是本發(fā)明不再藉光纖的耦合效率作為檢測對象來調(diào)校功能組件在外殼體內(nèi)的組裝位置，而改進(jìn)為在未組裝光纖的狀況下，直接由透鏡的光束射出端處利用一影像檢測器并使其取樣鏡頭的焦點(diǎn)調(diào)整成與光纖耦合面在同一平面上，使可利用功能組件的激光束穿過透鏡而呈現(xiàn)于光纖耦合面的光點(diǎn)作為檢測對象，來調(diào)校功能組件在外殼體內(nèi)的位置，以進(jìn)行功能組件在外殼體內(nèi)的對準(zhǔn)對位，因此本發(fā)明中的檢測及組裝方法具的下列功效1.不論外殼體為一件式結(jié)構(gòu)體還兩件式結(jié)構(gòu)體，或是以塑料外殼體取代功能組件的金屬外殼體結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中的檢測及組裝方法均可適用。
2.本發(fā)明直接利用光纖耦合面上激光束經(jīng)過透鏡后呈現(xiàn)于光纖耦合面的光點(diǎn)作為檢測對象，并進(jìn)行校準(zhǔn)檢測工作，從而可有效降低功能組件或光纖的品質(zhì)誤差對成品品質(zhì)的不良影響，提高成品合格率。
3.針對高速傳輸(如10G Ethernet)及多模光纖(Multi-mode Fiber)或塑料光纖(plastic optical fiber，POF)的技術(shù)領(lǐng)域，以光纖耦合面上的激光束光點(diǎn)作為檢測對象，可依需要準(zhǔn)確調(diào)校影像的最佳位置，藉以可最佳化耦合光纖模態(tài)的分布，減少模態(tài)色散，而最佳化多模光纖的傳輸頻寬。
4.不論功能組件為面射型激光束(VCSEL，Vertical Cavity SurfaceEmitted Laser)或邊射型激光束(Side Emitted Laser)，本發(fā)明中的檢測及組裝方法均可適用，增加功能組件的應(yīng)用范圍。
5.不論功能組件為平玻璃、斜玻璃、球玻璃、或無蓋(cap)激光二極管SMT type(bare chip LD)，如圖6所示，均可適用。
綜上所述，本發(fā)明中的制作方法的確能藉所揭露的技術(shù)而達(dá)到所預(yù)期的功效。
另外，以上雖然對本發(fā)明中的較佳實(shí)施例作了說明，但并不能作為本發(fā)明的保護(hù)范圍，即對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說應(yīng)該明白，在不脫離本發(fā)明的設(shè)計(jì)精神下可以對其作出等效的變化與修飾，因此，凡是在不脫離本發(fā)明的設(shè)計(jì)精神下所作出的等效變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，該檢測及組裝方法中的光學(xué)次模塊提供功能組件到光纖，使電訊號轉(zhuǎn)換成光并經(jīng)透鏡聚焦在光纖內(nèi)再傳輸，該光學(xué)次模塊包括有一外殼體，外殼體的一端設(shè)有一供組裝光纖用的孔，另一端設(shè)有另一供組裝功能組件用的孔，在兩孔之間設(shè)有一透鏡，其特征在于在將功能組件套設(shè)于外殼體的孔內(nèi)并進(jìn)行組裝作業(yè)時，利用一影像檢測器使其取樣鏡頭的焦點(diǎn)調(diào)整成與光纖耦合面共平面，并利用功能組件上激光束穿過透鏡而呈現(xiàn)于耦合面的光點(diǎn)作為檢測對象，藉調(diào)校功能組件而調(diào)整光點(diǎn)在光纖耦合面上的大小及位置，使功能組件在外殼體內(nèi)先對準(zhǔn)對位后再組裝固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述外殼體為一體成型的一件式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述外殼體為兩件式結(jié)構(gòu)，其包括有一第一外殼體及一第二外殼體，在第一外殼體的一端設(shè)有一供連結(jié)光纖用的孔，在第二外殼體的對應(yīng)端設(shè)有另一供連結(jié)功能組件用的孔，在兩端孔之間設(shè)有一透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述功能組件為激光二極管或發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述功能組件為面射型激光束或邊射型激光束。
6.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述透鏡與外殼體一體成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述透鏡與外殼體不一體成型，且組裝在外殼體內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述透鏡與第二外殼體一體成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述透鏡與第二外殼體不一體成型，且組裝在第二外殼體內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述光纖包括單模光纖(single-mode fiber)、多模光纖、或塑料光纖。
11.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，其特征在于所述光纖發(fā)射器為雙向式或雙工式收發(fā)器的發(fā)射模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖發(fā)射器光學(xué)次模塊的檢測及組裝方法，該檢測及組裝方法中的光學(xué)次模塊包括有一外殼體，在外殼體的前后端設(shè)有貫穿的分別用于組裝功能組件與光纖的孔，在光纖與功能組件之間設(shè)有一透鏡。該檢測及組裝方法在組裝功能組件時，利用一影像檢測器使其取樣鏡頭的焦點(diǎn)調(diào)成與光纖耦合面共平面，直接利用功能組件所發(fā)射的激光束穿過透鏡而呈現(xiàn)于耦合面的光點(diǎn)作為檢測對象，以進(jìn)行功能組件插置在外殼體內(nèi)的對準(zhǔn)對位。由于在光纖耦合面上直接進(jìn)行激光束的光點(diǎn)呈像校準(zhǔn)檢測，因此可避免傳統(tǒng)技術(shù)在套置光纖后藉光纖耦合效率來調(diào)校功能組件位置的缺點(diǎn)，并可最佳化光纖，尤其是多模光纖的傳輸頻寬。
文檔編號H04B10/12GK1549465SQ0312349
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者鄧兆展, 朱翊麟 申請人:一品光學(xué)工業(yè)股份有限公司