專利名稱：具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)模塊，特別涉及一種具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代通訊的過程中運用光纖傳輸信息已被人們大量地采用，在安裝與維修光纖設(shè)備時會遇到大量的光纖與光學(xué)管對準(zhǔn)的問題，而目前所使用的是傳統(tǒng)的被動對準(zhǔn)方式，如butt-joint方式對準(zhǔn)光學(xué)模塊采用光學(xué)校準(zhǔn)的方法，另外，設(shè)備的激光器二極管不能脫離光學(xué)管進(jìn)行對準(zhǔn)，它們之間的距離也太短，不能放置放大透鏡，因此耦合效率就較低，一般為10dB，從而影響傳輸效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷提供一種具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊。本發(fā)明主要包括主體部件、套管、連接導(dǎo)件、光連接器、光學(xué)組件，主體部件由外殼、激光器二極管、激光驅(qū)動器集成電路、光電二極管、透鏡、引腳組成，其特征在于主體部件的外殼通過蓋板及密封圈形成一密封的密閉腔體，由金屬材料制成的底板前半部上依次裝有驅(qū)動器集成電路、激光二極管、透鏡，由陶瓷材料制成的底板后半部上設(shè)有一凸塊，凸塊上裝有光電二極管，前板上設(shè)有一孔，前板外側(cè)設(shè)有一圓環(huán)，圓環(huán)內(nèi)孔徑分大小兩部分，大孔徑區(qū)內(nèi)設(shè)有密封窗并與嵌入的光學(xué)組件的套管通過激光焊接連接，圓環(huán)另一端小孔徑區(qū)與前板外側(cè)連接，光學(xué)組件的管體嵌入固定件，固定件嵌入套管，光纖穿入管體，引腳設(shè)置在底板的后半部下面，光學(xué)組件的固定件由不銹鋼金屬制成為管狀體，和由氧化鋯陶瓷制成的管體組成緊配合，管體可分成外徑不同的兩截，細(xì)端嵌入固定件，也可制成外徑不變的管體，嵌入套管，管體的頂端為斜面，光纖穿入管體中心孔。連接導(dǎo)件為盒狀結(jié)構(gòu)，含裹在套管及固定件的外面，光模塊和光連接器之間的連接通過連接導(dǎo)件連接，連接導(dǎo)件殼體兩側(cè)設(shè)有橫T形卡口座，其表面設(shè)有螺紋，連接導(dǎo)件的頂端設(shè)有一孔，光連接器內(nèi)設(shè)有一套管，固定管嵌入套管，光連接器的頂端設(shè)有一孔，套管與孔之間設(shè)有一彈簧，光纖穿過孔及彈簧，穿入固定管，光連接器兩側(cè)設(shè)有卡口，卡口上設(shè)有螺紋，與連接導(dǎo)件的橫T形卡口座配合。本本發(fā)明的優(yōu)點是采用主動光電校準(zhǔn)形式，半導(dǎo)體發(fā)光器件的定位可以脫離光學(xué)管進(jìn)行，通過放置透鏡提高了耦合效率，主體部件放置密封的密閉腔體內(nèi)提高激光器二極管的穩(wěn)定工作性。


圖1具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊結(jié)構(gòu)示意2具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊沿IB-IB線的剖面3光學(xué)組件結(jié)構(gòu)示意4光學(xué)組件剖面5光學(xué)組件剖面6X、Y向偏離角度和耦合效率之間的關(guān)系7具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊帶連接導(dǎo)件結(jié)構(gòu)示意8具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊帶連接導(dǎo)件沿VB-VB線的剖面9連接導(dǎo)件結(jié)構(gòu)示意10具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊帶光連接器結(jié)構(gòu)示意11具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊帶光連接器沿VIB-VIB線的剖面12光連接器結(jié)構(gòu)示意圖1光模塊、10主體部件、12外殼、14激光器二極管、16激光驅(qū)動器集成電路、18光電二極管、19凸塊、20透鏡、21密封圈、22引腳、24底板、24a陶瓷材料、24b金屬材料、25密封窗、26側(cè)板、26a側(cè)板、26b前板、26c后板、27前孔、28蓋板、29圓環(huán)、30光學(xué)組件、32管體、32a管體細(xì)端、32b管體粗端、32c斜面、32d斜面、32e斜面、34固定件、36管體中心孔、37光纖、40套管、50連接導(dǎo)件、52a橫T形卡口座、52b橫T形卡口座前端、54連接導(dǎo)件的上面、56連接導(dǎo)件的下面、58a連接導(dǎo)件的前孔、58連接導(dǎo)件的前面、70光連接器、72孔、73連接艙、74套管、75彈簧、76彈性的臂、77卡口、78導(dǎo)管、79固定管
具體實施例方式參照圖1、圖2，主體部分10與套管40及光學(xué)組件30連接成一體。主體部分10包括了外殼12，激光器二極管14，激光驅(qū)動器集成電路16，光電二極管18，透鏡20，引腳22。外殼12由底板24，側(cè)板26和蓋板28組成。底板分兩部分。前半部分上依次裝有驅(qū)動器集成電路16、激光器二極管14和透鏡20。透鏡20位于底板前半部分上，處于激光器二極管14和前板26b之間。它接收激光器二極管14前面發(fā)出的光。透鏡20由玻璃球體將上下兩面切平，這樣可以更精確的固定。后半部分上設(shè)有一凸塊19，凸塊19上裝有光電探測器18。它處于后板26c和激光驅(qū)動器集成電路16之間，接收激光二極管14背向發(fā)出的光。這些部件在圖1的z軸方向中心對齊。底板24由金屬制成，有利于激光器二極管的散熱。底板的后半部分24a由陶瓷制成，引腳22和激光驅(qū)動電路16用引線相連，用于向驅(qū)動器提供控制信號。引腳22設(shè)置在底板的后半部24a下面。前板26b前面有個孔27，激光器二極管14發(fā)出的光可以穿過。圓環(huán)29位于前板26b前面，用于固定套管40。圓環(huán)29內(nèi)孔徑分大小兩部分。大孔徑區(qū)含密封窗25，這些部件都是位于前板26b正中與z軸對齊。除密封窗口25外，蓋板28通過密封圈21也是密封的。這樣整個腔體密閉，使得激光器二極管可以長時間穩(wěn)定工作。引腳22從三個方向伸出外殼，可向光模塊輸送信號，也可以取出信號。
參照圖3、圖4和圖5，光學(xué)組件30含管體32和固定件34。管體32由氧化鋯等陶瓷制得。管體32結(jié)構(gòu)如圖4，分成外徑不同的兩截。光纖37從中心孔36穿過。固定部件34用不銹鋼等金屬材料制成管狀。和非金屬管32的形狀組成緊配合。根據(jù)需要也可將非金屬管體制成如圖5中所顯示的形狀，直徑?jīng)]有變化，而且頂端為斜面32e。雖然管體是非金屬的，但它和固定部件可通過激光焊接進(jìn)行連接，而且如圖3、圖4和圖5中所示，管體32的尾部嵌入固定件34內(nèi)。套管40也是用不銹鋼等金屬制成，固定件嵌入套管40。光學(xué)組件30和主體部件10之間的各部分包括套管40、固定件34、圓環(huán)29等通過激光焊接進(jìn)行接合。光學(xué)組件30和主體部分10之間的對準(zhǔn)通過套管40實現(xiàn)。這樣，主體部分10內(nèi)的激光器二極管14和光學(xué)組件30就能進(jìn)行耦合了。通過上述部件之間位置的控制，可以從X，Y，Z方向?qū)鈱W(xué)組件30和主體部件10進(jìn)行對準(zhǔn)。Z向的對準(zhǔn)通過移動固定部件34和套管40來實現(xiàn)。X和Y方向?qū)?zhǔn)通過移動套管40和圓環(huán)29之間的位置來實現(xiàn)。先進(jìn)行Z向?qū)?zhǔn)，待對準(zhǔn)后，用激光焊接。然后對X和Y向進(jìn)行微調(diào)，調(diào)整后也進(jìn)行激光焊接。X和Y的錯位對耦合效率有影響，參見圖4，存在最優(yōu)的耦合效率。一旦位置確定，就有一個穩(wěn)定的耦合效率。
連接導(dǎo)件50呈盒狀結(jié)構(gòu)，分兩側(cè)面52，上面54，下面56，前面58，含裹在套管40及固定件34的外面，起固定相對位置的作用。尾部開放，連接導(dǎo)件50的兩側(cè)Y軸向各設(shè)有一橫T形卡口座52a，其表面設(shè)有螺紋，用于嚙合光學(xué)連接器70的卡口77，起固定支持作用(見圖12)。橫T形卡口座前端52b設(shè)有螺紋，和光連接器70的導(dǎo)管78相配合。連接導(dǎo)件50的前面設(shè)有一通過非金屬管32的孔58a。非金屬管32和橫T形卡口座52a之間的距離見圖7和圖9，它們決定了光連接器的彈簧75的彈力。
參照圖10和圖11，光模塊1和光連接器70之間的耦合通過連接導(dǎo)件50實現(xiàn)。光連接器70可用塑料制成。
參照圖10和圖12，光連接器70的連接艙73內(nèi)設(shè)有一套管74，固定管79嵌入套管74，連接艙73的頂端設(shè)有一個通過光纖的孔72，頂端孔72與套管74之間設(shè)有一個螺旋彈簧75，光纖穿過孔72及彈簧75，穿入固定管79。光連接器70兩側(cè)各設(shè)有一個有彈性的臂76，臂上有卡口77，卡口77上設(shè)有螺紋，與連接導(dǎo)件50的橫T形卡口座52a緊密配合。彈性臂76使得卡口方便的契合到卡口座上，位置固定好后，彈性臂76回復(fù)原狀，這樣就緊密地將兩部件壓緊。而且套管74和彈簧75也將這兩個部件壓緊。在導(dǎo)管78的作用下避免了非金屬管體32受到垂直于光軸方向的力。當(dāng)光連接器70和光模塊1接合后，管體32伸入套管74，含光纖的固定管79也伸入套管并固定。綜上所述，由于光模塊可以對光纖進(jìn)行X，Y，Z向的微對準(zhǔn)，(具體通過固定部件和套管40之間對準(zhǔn)焊接，圓環(huán)29和套管40在X，Y向進(jìn)行對準(zhǔn)焊接)，不再需要硅平臺對光模塊進(jìn)行被動對準(zhǔn)。
該模塊由于其激光器二極管的對準(zhǔn)采用主動形式，半導(dǎo)體發(fā)光器件的定位可以脫離光學(xué)管進(jìn)行。它們之間的距離足夠大，通過放置透鏡可以提高耦合效率。此外，激光器二極管的定位由于可和光學(xué)管分開進(jìn)行，它們之間可放置密封窗。這樣可提高激光器二極管的穩(wěn)定工作時間。
權(quán)利要求
1.一種具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊，主要包括主體部件、套管、連接導(dǎo)件、光連接器、光學(xué)組件，主體部件由外殼、激光器二極管、激光驅(qū)動器集成電路、光電二極管、透鏡、引腳組成，其特征在于主體部件的外殼通過蓋板及密封圈形成一密封的密閉腔體，由金屬材料制成的底板前半部上依次裝有驅(qū)動器集成電路、激光二極管、透鏡，由陶瓷材料制成的底板后半部上設(shè)有一凸塊，凸塊上裝有光電二極管，前板上設(shè)有一孔，前板外側(cè)設(shè)有一圓環(huán)，圓環(huán)內(nèi)孔徑分大小兩部分，大孔徑區(qū)內(nèi)設(shè)有密封窗并與嵌入的光學(xué)組件的套管通過激光焊接連接，圓環(huán)另一端小孔徑區(qū)與前板外側(cè)連接，光學(xué)組件的管體嵌入固定件，固定件嵌入套管，光纖穿入管體，引腳設(shè)置在底板的后半部下面，連接導(dǎo)件為盒狀結(jié)構(gòu)，含裹在套管及固定件的外面，光模塊和光連接器之間的連接通過連接導(dǎo)件連接，連接導(dǎo)件殼體兩側(cè)設(shè)有橫T形卡口座，其表面設(shè)有螺紋，連接導(dǎo)件的頂端設(shè)有一孔，光連接器設(shè)有一套管，固定管嵌入套管，光連接器的頂端設(shè)有一孔，套管與孔之間設(shè)有一彈簧，光纖穿過孔及彈簧，穿入固定管，光連接器兩側(cè)設(shè)有卡口，卡口上設(shè)有螺紋，與連接導(dǎo)件的橫T形卡口座配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊，其中所述的光學(xué)組件的固定件由不銹鋼金屬制成為管狀體，和由氧化鋯陶瓷制成的管體組成緊配合，管體可分成外徑不同的兩截，細(xì)端嵌入固定件，也可制成外徑不變的管體，嵌入套管，管體的頂端為斜面，光纖穿入管體中心孔。
全文摘要
具備光電校準(zhǔn)的光學(xué)模塊，主要包括主體部件、套管、連接導(dǎo)件、光連接器、光學(xué)組件，主體部件的外殼通過蓋板及密封圈形成一密封的密閉腔體，底板依次裝有驅(qū)動器集成電路、激光二極管、透鏡、光電二極管，前板外側(cè)設(shè)有一圓環(huán)，光學(xué)組件的套管嵌入圓環(huán)，光學(xué)組件的管體嵌入固定件，固定件嵌入套管，光纖穿入管體，引腳設(shè)置在底板的后半部下面，連接導(dǎo)件為盒狀結(jié)構(gòu)裹在套管及固定件的外面，連接導(dǎo)件殼體兩側(cè)設(shè)有卡口座，光連接器內(nèi)設(shè)有一套管，固定管嵌入套管，光連接器的頂端設(shè)有一彈簧，光纖穿經(jīng)孔及彈簧穿入固定管，光連接器兩側(cè)設(shè)有與連接導(dǎo)件的卡口座配合的卡口。優(yōu)點是采用主動光電校準(zhǔn)形式，半導(dǎo)體發(fā)光器件的定位可以脫離光學(xué)管進(jìn)行，通過放置透鏡提高了耦合效率，主體部件放置在密封的密閉腔體內(nèi)提高激光器二極管的穩(wěn)定工作性。
文檔編號G02B6/26GK1790077SQ200410093200
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者陳斌 申請人:上海飛恩微電子有限公司