專(zhuān)利名稱(chēng)：具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)次模塊的結(jié)構(gòu)，特別是一種具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，可抑制背反射雜光并將光束導(dǎo)入光波導(dǎo)的核芯層。
背景技術(shù)：
光學(xué)次模塊是將光訊號(hào)與電訊號(hào)兩者之間作轉(zhuǎn)換，如光訊號(hào)轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)或?qū)㈦娪嵦?hào)轉(zhuǎn)換成光訊號(hào)；而光學(xué)次模塊的眾多應(yīng)用的其中一項(xiàng)重要應(yīng)用為光收發(fā)器(optical transceiver)。光收發(fā)器則是光纖通訊系統(tǒng)中十分重要的元件，光收發(fā)器可將語(yǔ)音或數(shù)據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻電訊號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻光訊號(hào)，然后通過(guò)單模光纖或多模光纖傳遞至遠(yuǎn)程，再經(jīng)由另一個(gè)光收發(fā)器將高頻光訊號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻電訊號(hào)以提供給語(yǔ)音或數(shù)據(jù)系統(tǒng)，如此便完成訊號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸。其中一種常用的光學(xué)次模塊是將光源所發(fā)出的光束導(dǎo)入光波導(dǎo)(如光纖)中，茲敘述如下。
公知的光源與光波導(dǎo)的間的光耦合結(jié)構(gòu)如圖1所示，由光源11，耦光組件組12與光波導(dǎo)13組成。光束自光源11射出后由一耦光組件組12收集，轉(zhuǎn)換成與光波導(dǎo)相近的場(chǎng)型，而后傳遞至光波導(dǎo)13的端面，進(jìn)而耦合至波導(dǎo)核芯中，使得光訊號(hào)得以在核芯中前進(jìn)。
上述公知的光源11，從實(shí)際應(yīng)用角度考慮，可以是半導(dǎo)體雷射或發(fā)光二極管；；光波導(dǎo)13可以是光纖或平面型積體光學(xué)波導(dǎo)；而耦光組件組12可以是球面透鏡、非球面透鏡、折射率漸變透鏡、柱狀透鏡、或是以上透鏡的組合。由于這些耦光組件12具有較大的體積，并不利于光電模塊輕薄化的需求，且三件式的組合(光源、耦光組件組、光波導(dǎo))會(huì)增加封裝時(shí)的成本與困難度。故此，如圖2所示，另一改良型結(jié)構(gòu)，有光源21、核芯層23、被覆層24及工作距離25，其中透鏡22直接與光波導(dǎo)20結(jié)合，以縮小組件體積。
以光纖波導(dǎo)為例，改良型的設(shè)計(jì)演變繁多，圖3列舉幾種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)。其中圖3(b)、圖(c)和圖(d)直接在光纖波導(dǎo)上形成耦光透鏡，不需另外銜接另一光學(xué)組件，最為經(jīng)濟(jì)。而圖3(a)、圖3(e)和圖3(f)的設(shè)計(jì)則需要額外的微小光學(xué)組件。但不論哪種設(shè)計(jì)，其工作距離25都很短，約為10μm左右，故組裝上困難。另外，此一極小的工作距離容易產(chǎn)生相對(duì)較大的透鏡端面反射光，故易造成光源的不穩(wěn)定。
為了增長(zhǎng)工作距離25與降低背反射雜光效應(yīng)，亦有發(fā)明者，如圖4(a)所示，組件有光源41、發(fā)散角42、波導(dǎo)I43的口徑431、波導(dǎo)II的核芯層44及被覆層45，在原先波導(dǎo)前端引進(jìn)另一個(gè)口徑較大的波導(dǎo)I43，通過(guò)這一緩沖波導(dǎo)以增加其工作距離46。圖4(b)所示為上述理念的代表結(jié)構(gòu)，其中大口徑波導(dǎo)43是利用高溫?zé)釘U(kuò)散的方式產(chǎn)生。光束在其中漸近傳播，最后導(dǎo)入原先口徑較小的核芯層。其缺點(diǎn)為產(chǎn)生此一波導(dǎo)所需的時(shí)間很久，約1-2小時(shí)，視所需口徑而定，且與光纖的特性相關(guān)，故并不是一種十分經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的方式。
在上述技術(shù)中所提及的光耦合方式均無(wú)法有效避免背反射光對(duì)光源，如半導(dǎo)體雷射光源所造成的干擾問(wèn)題，因此需要以特殊的方式以達(dá)成抑制背反射雜光的效果。圖5所示為一背反射光對(duì)光源(如半導(dǎo)體雷射光源)造成背反射雜光的示意圖，其組件分別是光纖波導(dǎo)的核芯層531及被覆層532。由光源51發(fā)出的光束511在自由空間傳播一段距離52后抵達(dá)光纖端面53，由于端面的效應(yīng)，入射光束511自光纖端面53產(chǎn)生一沿同一機(jī)械中心軸的反射光束512。此背反射雜光光束512將對(duì)半導(dǎo)體雷射光源51造成模態(tài)跳躍與輸出功率不穩(wěn)定等干擾問(wèn)題，進(jìn)而影響光收發(fā)器的傳輸特性。
為解決此問(wèn)題，過(guò)去公知的避免背反射雜光的方式如下，<1>利用具有角度的光纖，如圖6所示，其組件是工作距離62、斜角光纖63、光纖波導(dǎo)的核芯層631及被覆層632，由于斜角光纖63的斜角使入射光束611與反射光束612將沿不同機(jī)械中心軸行進(jìn)，因此不會(huì)對(duì)光源61造成干擾問(wèn)題，也不會(huì)影響光收發(fā)器的傳輸特性。<2>如圖7所示，其組件是光源71及入射光束711，于耦光組件組中加入光隔絕器72，利用其物理上的單一方向性以達(dá)到對(duì)背反射光束712阻絕的效果。<3>如圖8(1a)所示，組件是反射光束8112、工作距離812、光波導(dǎo)813的核芯層8131及被覆層8132，將光源811傾斜使入射光束8111以斜角入射至光波導(dǎo)813中。其中第<1>、<2>項(xiàng)使用的組件成本太高，且制作程序繁復(fù)，并非一有競(jìng)爭(zhēng)力的設(shè)計(jì)。而第<3>項(xiàng)的設(shè)計(jì)將造成光源機(jī)械中心軸與光波導(dǎo)中心軸815的偏移量814過(guò)大，通常因?yàn)闄C(jī)械上的限制與同心度問(wèn)題，使其無(wú)法順利組裝于光收發(fā)模塊的卡槽內(nèi)。再者，由于偏移量814的產(chǎn)生，將會(huì)增加光次模塊在封裝過(guò)程時(shí)的耦光時(shí)間。此一問(wèn)題可由圖8(1b)、圖8(1c)及圖8(1d)來(lái)陳述，各個(gè)組件分別是光源811、入射光束8114、傾斜的入射光束8115、光波導(dǎo)813、小的搜尋半徑816、大的搜尋半徑817、耦光組件組818、及機(jī)械中心軸819；由圖8(1b)及圖8(1c)中可知，如果光源不傾斜且沒(méi)有偏移量因素，在耦光時(shí)所需搜尋的區(qū)域約為半徑816的小圓。而相反的，由圖8(1b)及圖8(1d)可知，如果光源傾斜且考慮偏移問(wèn)題，耦光所需搜尋的區(qū)域約為半徑817的大圓，其中偏移量814約等于大的搜尋半徑817，這當(dāng)然會(huì)大大增加耦光過(guò)程所需花費(fèi)的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，克服現(xiàn)有技術(shù)中的背反射雜光對(duì)光源造成的干擾問(wèn)題、中心軸偏移量過(guò)大造成機(jī)構(gòu)同心度問(wèn)題、及耦光時(shí)效的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，包括一光源，發(fā)射光束；一光波導(dǎo)，接收光源的光束，使該核芯層再將光束繼續(xù)向前傳送；以及一耦光模塊，由至少一個(gè)可透光組件構(gòu)成，此耦光模塊置于光源與光波導(dǎo)中間，使光束穿過(guò)該耦光模塊而有效地耦合至該光波導(dǎo)核芯層中，并且有抑制背反射雜光的功能。
所述光源為一半導(dǎo)體組件。
所述半導(dǎo)體組件為半導(dǎo)體雷射二極管或半導(dǎo)體發(fā)光二極管。
所述的光源所發(fā)出的光束垂直或傾斜入射至耦光模塊。
所述光源選自晶粒形式及既晶粒封裝形式中的一種。
所述光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)可選自同軸插拔式光學(xué)次模塊形式、牽引式或豬尾型形式、蝶型光學(xué)次模塊形式、矩型光學(xué)次模塊形式中的一種。
所述耦光模塊還包括金屬、塑料及陶瓷組件。
所述可透光組件由可使波長(zhǎng)介于0.2μm-2.0μm的光束穿透的任一材質(zhì)制成。
所述可透光組件為一個(gè)平板透鏡，此平板透鏡傾斜一個(gè)角度且置于光源與光波導(dǎo)之間。
所述可透光組件為一個(gè)棱鏡透鏡，此棱鏡在面向光源處具有削角且置于光源與光波導(dǎo)之間。
所述的透鏡的表面具有抗反射鍍膜，為抑制透鏡表面產(chǎn)生的反射光以促使無(wú)反射光或極少量反射光返回光源。
所述的透鏡的表面為一曲面，以增加抑制背反射雜光的能力。
所述光源與光波導(dǎo)中間置放多個(gè)可透光組件，且相鄰的兩個(gè)可透光組件的傾角方向相反，將光束平直的導(dǎo)入光波導(dǎo)中且降低背反射雜光。
所述的多個(gè)可透光組件中至少一個(gè)可透光組件的表面具有抗反射鍍膜。
所述的多個(gè)可透光組件中至少一個(gè)可透光組件的表面為一曲面，以增加抑制背反射雜光的能力。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明的光學(xué)次模塊可有效地避免背反射光對(duì)光源造成的干擾問(wèn)題，提升光收發(fā)器的傳輸特性，并可修正光學(xué)次模塊在組裝過(guò)程因中心軸位置偏移而產(chǎn)生的同心度問(wèn)題，大幅降低光收發(fā)器組裝上的困難。
(2)由于本發(fā)明的光學(xué)次模塊的耦光組件具有增長(zhǎng)工作距離的功能，從而使得在制作光學(xué)次模塊上更加容易，因此可有效降低其生產(chǎn)成本。


圖1為公知的光源與光波導(dǎo)間的耦合結(jié)構(gòu)；圖2為公知的用于精簡(jiǎn)光耦合組件體積的改良型結(jié)構(gòu)；
圖3(b)、圖3(c)和圖3(d)為幾種公知的基于原先光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的改良型設(shè)計(jì)；圖3(a)、圖3(e)和圖3(f)為幾種公知的在光波導(dǎo)本體上再銜接微小光學(xué)組件的設(shè)計(jì)；圖4(a)為公知的用于增加工作距離的改良型光耦合結(jié)構(gòu)；圖4(b)為以熱擴(kuò)散法形成的大口徑緩沖光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
圖5為背反射光對(duì)半導(dǎo)體雷射光源造成背反射雜光的示意圖；圖6為公知的用有角度光纖避免背反射雜光的結(jié)構(gòu)；圖7為公知的用光隔絕器避免背反射雜光的結(jié)構(gòu)；圖8(1a)為使用傾斜光源來(lái)避免背反射雜光的結(jié)構(gòu)；圖8(1b)為使用傾斜光源與未傾斜光源的結(jié)構(gòu)時(shí)光源與耦光搜尋區(qū)域半徑相對(duì)關(guān)系的示意圖；圖8(1c)為使用未傾斜光源的結(jié)構(gòu)在耦光時(shí)，光源、耦光元組件、光波導(dǎo)、機(jī)械中心軸與耦光搜尋區(qū)域半徑相對(duì)關(guān)系的示意圖；圖8(1d)為使用傾斜光源的結(jié)構(gòu)在耦光時(shí)，光源、耦光元組件、光波導(dǎo)、機(jī)械中心軸與耦光搜尋區(qū)域半徑相對(duì)關(guān)系的示意圖；圖8(2a)為本發(fā)明的使用一平板透鏡作為耦光組件來(lái)抑制背反射雜光的結(jié)構(gòu)；圖8(2b)為本發(fā)明的使用一削角棱鏡作為耦光組件來(lái)抑制背反射雜光的另一結(jié)構(gòu)；圖8(2c)為使用兩個(gè)平板透鏡組合而成的透鏡組作為耦光組件來(lái)抑制背反射雜光的另一結(jié)構(gòu)。
圖8(3a)為在平板透鏡的入射面與反射面鍍上抗反射膜抑制背反射雜光的示意圖；圖8(3b)為在棱鏡的入射面與反射面鍍上抗反射膜抑制背反射雜光的示意圖；及圖9為三種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的光功率L-驅(qū)動(dòng)電流I的光電特性曲線。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過(guò)在光源與光波導(dǎo)之間加入一適當(dāng)設(shè)計(jì)的耦光模塊，可將欲耦合的光源發(fā)出的光束先行傳播至耦光模塊上，再經(jīng)由耦光模塊的偏折后，使光束匯聚于光波導(dǎo)的核芯層中，進(jìn)而完成光耦合的機(jī)制。此耦光模塊系由透鏡組(至少一個(gè)可透光組件)、金屬、塑料、陶瓷組件所構(gòu)成。
光源選自晶粒(chip)形式及既晶粒封裝形式(TO(Transmissionoptics)CAN形式)中的一種。
具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊架構(gòu)，可選自同軸插拔式光學(xué)次模塊(co-axial receptacle OSA)形式，牽引式或豬尾型(pigtail OSA)形式，蝶型光學(xué)次模塊(Butterfly OSA)形式，矩型光學(xué)次模塊(DualIn-line Package(DIP)OSA)形式中的一種。
在各圖中與下文中所提及的透鏡均是指某種可透光的組件，并非限制其形狀及涵蓋范圍。
本發(fā)明如圖8(2a)所示，組件包括反射光束82lb、第二反射光束821d、工作距離822、光波導(dǎo)的被覆層8232及機(jī)械中心軸824；，其主體部分稱(chēng)為″可抑制雜散光的平板透鏡光耦合次模塊″，包含一個(gè)光源821，如半導(dǎo)體雷射光源，一個(gè)平板透鏡825a與一個(gè)光波導(dǎo)823。此平板透鏡825a的折射率大小為n、傾斜角8253大小為θ、長(zhǎng)度8251為L(zhǎng)，而厚度8252為T(mén)。其中θ的范圍介于零度至玖拾度之間，厚度8252的范圍介于0.1厘米至數(shù)十厘米之間，視光源821的發(fā)散角大小而定。平板透鏡的粗糙度與平行度可由機(jī)械拋光及精密研磨方式控制。在光學(xué)透鏡產(chǎn)業(yè)，此技術(shù)已很成熟，此處并不詳加陳述。特別要提及的是光波導(dǎo)與光源的中心軸偏移量(814)的控制主要是由平板透鏡的折射率n及平板透鏡的斜角θ(8253)來(lái)決定。適當(dāng)?shù)恼凵渎省⑿苯桥c厚度選擇可以達(dá)到完全同心的效果。因此，本發(fā)明的改良型光耦合機(jī)制是基于原有的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，不需額外復(fù)雜的光學(xué)組件，故可充分簡(jiǎn)化過(guò)程，縮小組件體積。
有關(guān)上述發(fā)明光源與光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理說(shuō)明如下如圖8(2a)所示，由光源821所發(fā)出的光束821a于自由空間傳播一段距離后抵達(dá)平板透鏡825a的端面，由于平板透鏡折射率n與斜角8253θ的效應(yīng)，光束821a在空氣與平板透鏡825a的接口上需滿足斯涅爾定律(Snell’s Law)，故光束821a通過(guò)傾斜的平板透鏡825a時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射與折射效應(yīng)，反射光束821b因?yàn)樾苯切?yīng)故其不會(huì)反射回半導(dǎo)體雷射光源821，而穿透光束821c會(huì)傳遞至光波導(dǎo)的核芯層8231，進(jìn)而于核芯層8231中持續(xù)傳播，于是完成光源821與光波導(dǎo)823的耦合機(jī)制。明顯的，本發(fā)明設(shè)計(jì)同時(shí)解決了背反射雜光與機(jī)構(gòu)同心度的問(wèn)題，并可有效縮短耦光過(guò)程。
為了更有效地簡(jiǎn)化整個(gè)光學(xué)次模塊的封裝與設(shè)計(jì)上的困難，發(fā)明者亦提出了另一改良方案，如圖8(2b)所示。在本方案中，光源(如半導(dǎo)體雷射光源)不需傾斜角度；只需把原來(lái)的平板透鏡825a改為一個(gè)有削角的棱鏡825b即可。此改良方案的結(jié)構(gòu)，包含一個(gè)光源821，一個(gè)有削角的棱鏡825b，與原先的光波導(dǎo)823。此一有削角的棱鏡825b具有的折射率大小為np，削角8255大小為θp，厚度8254為T(mén)p。其中θp的范圍介于零度至玖拾度之間，厚度8254Tp的范圍介于0.1厘米至數(shù)十厘米之間，視光源821的發(fā)散角大小而定。削角棱鏡的削角8255可由機(jī)械拋光與精密研磨方式產(chǎn)生，此技術(shù)已很成熟，此處并不詳加陳述。特別要提及的是棱鏡的削角8255決定了背反射雜光的大小，亦即決定了光學(xué)次模塊光功率L-驅(qū)動(dòng)電流I光電特性的好壞。一般而言，較大的削角會(huì)有較佳的L-I光電特性，但也會(huì)有較差的耦合效率，因此兩者之間需要做一權(quán)衡。
有關(guān)上述改良方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理說(shuō)明如下如圖8(2b)所示，由光源821所發(fā)出的光束821a于自由空間傳播一段距離后抵達(dá)削角棱鏡825b表面，由于棱鏡本身折射率np與削角θp8255的效應(yīng)，光束821a在空氣與棱鏡的接口上需滿足斯涅爾定律(Snell’s Law)，故光束821a通過(guò)削角棱鏡時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射與折射效應(yīng)，反射光束821b因?yàn)橄鹘切?yīng)故其不會(huì)反射回半導(dǎo)體雷射光源，而穿透光束821c會(huì)傳遞至光波導(dǎo)的核芯層8231，進(jìn)而于核芯層8231中持續(xù)傳播，于是完成光源821與光波導(dǎo)823的耦合機(jī)制。明顯的，在光波導(dǎo)接口的反射光束821d因斯涅爾定律故亦不會(huì)直接返回半導(dǎo)體光源而產(chǎn)生干擾，故可解決背反射雜光對(duì)半導(dǎo)體光源的干擾的問(wèn)題。
為了進(jìn)一步阻絕背反射雜光、提升光學(xué)次模塊的光電特性，發(fā)明者亦提出了另一改良方案，如圖8(2c)所示。在本方案中，主要是把原來(lái)的一個(gè)平板透鏡825a改為兩個(gè)傾斜角大小約相等但傾斜方向相反的平板透鏡I825c及平板透鏡II824d所組合而成的透鏡組，即可達(dá)到進(jìn)一步減少背反射雜光且改善光源(如半導(dǎo)體雷射光源)的光電特性的效果。而且，由于兩片平板透鏡的傾斜角大小約相等但傾斜方向相反，因此具有補(bǔ)償中心軸偏移量814的效果，因此光源(如半導(dǎo)體雷射光源)并不需要特別傾斜角度。此一改良方案的結(jié)構(gòu)，包含一個(gè)光源821，兩個(gè)傾斜角大小相等但方向相反的平板透鏡825c及824d所組合而成的透鏡組，與原先的光波導(dǎo)823。此平板透鏡825c及825d具有的折射率大小分別為nI及nII，傾斜角8258和82511的大小分別為θI及θII，長(zhǎng)度8256和8259分別為L(zhǎng)I及LII，與厚度8257和82510分別為T(mén)I及TII。其中θI的范圍介于零度至玖拾度之間，θII的范圍介于負(fù)零度至負(fù)玖拾度之間，厚度TI及TII的范圍介于0.1厘米至數(shù)十厘米之間，視光源821的發(fā)散角大小而定。特別要提及的是光波導(dǎo)與半光源的同心度偏移量814控制主要是由兩個(gè)平板透鏡825c和825d的折射率nI及nII與斜角θI及θII來(lái)決定。適當(dāng)?shù)恼凵渎?、斜角與厚度選擇可以達(dá)到完全同心的效果。理論上，兩個(gè)傾斜角大小相等但方向相反的平板透鏡組即可達(dá)到完全補(bǔ)償偏移量的效果。
有關(guān)上述發(fā)明光源與光波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理說(shuō)明如下如圖8(2c)所示，由光源821所發(fā)出的光束821a于自由空間傳播一段距離后抵達(dá)平板透鏡I825c的端面，由于平板透鏡I825c折射率nI與斜角8258 θI的效應(yīng)，光束821a在空氣與平板透鏡I825c的接口上需滿足斯涅爾定律(Snell’s Law)，故光束821a通過(guò)傾斜的平板透鏡I825c時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射與折射效應(yīng)，反射光束821b因?yàn)樾苯切?yīng)故其不會(huì)反射回光源；穿透光束821c會(huì)傳遞至平板透鏡II825d，根據(jù)斯涅爾定律產(chǎn)生第二反射光束821d及第二穿透光束821e，而第二穿透光束821e會(huì)傳遞至光波導(dǎo)的核芯層8231，進(jìn)而于核芯層中持續(xù)傳播，于是完成光源與光波導(dǎo)的耦合機(jī)制。明顯的，在光波導(dǎo)接口的第三反射光束821f與在平板透鏡II825d的第二反射光束821d因斯涅爾定律故也不會(huì)直接返回光源而產(chǎn)生干擾，故可解決背反射雜光對(duì)光源(如半導(dǎo)體雷射光源)的干擾的問(wèn)題。
為了更進(jìn)一步降低背反射雜光的干擾；使其可應(yīng)用于對(duì)光電特性要求高的模擬光通訊系統(tǒng)；如光纖有線電視系統(tǒng)，本發(fā)明也提出了有效的解決方案。如圖8(3a)和圖(3b)所示，可于平板透鏡835a、835c、835d或棱鏡835b的入射面8351a、8351b、8351c、8351d與出射面8352a、8352b、8352c、8352d鍍上抗反射膜亦或把入射面8351a或8351b設(shè)計(jì)成一有曲率的曲面，以上的兩種設(shè)計(jì)亦可有效地降低背反射雜光對(duì)光源(如半導(dǎo)體雷射光源)的干擾。
上述置于耦光模塊中的可透光組件，如平板透鏡或棱鏡或透鏡組是由可讓波長(zhǎng)介于0.2μm至2.0μm的光束穿透的材料所構(gòu)成。而上述改良方案中所述的兩個(gè)平板透鏡組合而成的透鏡組中的可透光組件不限于平板透鏡，也可是棱鏡，可透光組件個(gè)數(shù)也不限于二個(gè)，組合方式也可是平板透鏡與棱鏡的各種組合。
為了驗(yàn)證本發(fā)明發(fā)明的可行性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖9所示?？梢钥闯鲆陨掀桨逋哥R設(shè)計(jì)的L-I曲線92與棱鏡設(shè)計(jì)的L-I光電特性曲線93明顯較單純未加透鏡設(shè)計(jì)所得的L-I曲線91優(yōu)越，換言之，不論是平板透鏡設(shè)計(jì)或棱鏡設(shè)計(jì)兩者皆可有效解決背反射雜光干擾，維持良好的L-I曲線的線性度。
如以上的說(shuō)明，本發(fā)明大幅降低背反射雜光量，改善光學(xué)次模塊的光電特性，可提升光收發(fā)模塊的傳輸距離；并且減少光源與光波導(dǎo)中心軸的位置偏移量，縮短耦光時(shí)程。
權(quán)利要求
1.一種具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，包括一光源，發(fā)射光束；一光波導(dǎo)，接收光源的光束，由該光波導(dǎo)的核芯層再將光束繼續(xù)向前傳送；以及一耦光模塊，由至少一個(gè)可透光組件構(gòu)成，此耦光模塊置于光源與光波導(dǎo)中間，使光束穿過(guò)該耦光模塊而有效地耦合至該光波導(dǎo)核芯層中，并且有抑制背反射雜光的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光源為一半導(dǎo)體組件。
3.如權(quán)利要求2所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體組件為半導(dǎo)體雷射二極管或半導(dǎo)體發(fā)光二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的光源所發(fā)出的光束垂直或傾斜入射至耦光模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光源選自晶粒形式及既晶粒封裝形式中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)可選自同軸插拔式光學(xué)次模塊形式、牽引式或豬尾型形式、蝶型光學(xué)次模塊形式、矩型光學(xué)次模塊形式中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述耦光模塊還包括金屬、塑料及陶瓷組件。
8.如權(quán)利要求1所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述可透光組件由可使波長(zhǎng)介于0.2μm-2.0μm的光束穿透的任一材質(zhì)制成。
9.如權(quán)利要求1所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述可透光組件為一個(gè)平板透鏡，此平板透鏡傾斜一個(gè)角度且置于光源與光波導(dǎo)之間。
10.如權(quán)利要求1所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述可透光組件為一個(gè)棱鏡透鏡，此棱鏡在面向光源處具有削角且置于光源與光波導(dǎo)之間。
11.如權(quán)利要求9或10所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的透鏡的表面具有抗反射鍍膜，為抑制透鏡表面產(chǎn)生的反射光以促使無(wú)反射光或極少量反射光返回光源。
12.如權(quán)利要求9或10所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的透鏡的表面為一曲面，以增加抑制背反射雜光的能力。
13.如權(quán)利要求1項(xiàng)所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光源與光波導(dǎo)中間置放多個(gè)可透光組件，且相鄰的兩個(gè)可透光組件的傾角方向相反，將光束平直的導(dǎo)入光波導(dǎo)中且降低背反射雜光。
14.如權(quán)利要求13所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的多個(gè)可透光組件中至少一個(gè)可透光組件的表面具有抗反射鍍膜。
15.如權(quán)利要求13項(xiàng)所述的具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的多個(gè)可透光組件中至少一個(gè)可透光組件的表面為一曲面，以增加抑制背反射雜光的能力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有抑制背反射雜光的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一光源，發(fā)射光束；一光波導(dǎo)，接收光源的光束，使該核芯層再將光束繼續(xù)向前傳送；以及一耦光模塊，由至少一個(gè)可透光組件構(gòu)成，此耦光模塊置于光源與光波導(dǎo)中間，使光束穿過(guò)該耦光模塊而有效地耦合至該光波導(dǎo)核芯層中，并且有抑制背反射雜光的功能；本發(fā)明的光學(xué)次模塊結(jié)構(gòu)可大幅改善光學(xué)次模塊本身的光電特性品質(zhì)、增加其傳輸距離、大幅降低光收發(fā)器在封裝上的困難，還可有效降低其生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)G02B6/42GK1530709SQ0312160
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2003年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者陳文宗, 楊建成, 張俊杰, 李俊德, 張志賢, 陳正大, 彭保仁 申請(qǐng)人:創(chuàng)威光電股份有限公司