本發(fā)明涉及光學(xué)設(shè)備，尤其涉及用于將光發(fā)射信號(hào)耦合至光纖，且方便調(diào)節(jié)分光比的光學(xué)模組。

背景技術(shù)：

中國(guó)專利cn200480006859.8揭露了一種用于光學(xué)組件的單片光學(xué)模組，所述光學(xué)模組包括：全內(nèi)反射交界表面，其使入射光束轉(zhuǎn)向通過(guò)預(yù)定的角度；至少一個(gè)由氣隙與所述光學(xué)模組之間的交界表面形成的分光器表面，所述分光器表面部分反射入射光束以提供部分反射光束并部分折射所述入射光束以提供部分折射光束；和至少一個(gè)集成表面，其提供所述單片光學(xué)模組和所述光學(xué)組件中位于所述單片光學(xué)模組外部的元件的精確對(duì)準(zhǔn)。這種設(shè)計(jì)是由光學(xué)模組上的分光器表面來(lái)提供反射光束，分光比固定難以進(jìn)行調(diào)整，不能靈活地適應(yīng)在不同應(yīng)用場(chǎng)合下的需要?？梢?jiàn)，實(shí)有必要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提出一種設(shè)有光學(xué)楔片的光學(xué)模組及具備該光學(xué)模組的光學(xué)設(shè)備，有利于分光比的靈活調(diào)節(jié)。

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題提出一種光學(xué)模組，其設(shè)置在一光發(fā)射元件和一光傳輸元件之間，用于將該光發(fā)射元件的發(fā)射光耦合到該光傳輸元件的端面；該光學(xué)模組包括：一光學(xué)基座，設(shè)有使入射到該光學(xué)基座的光偏轉(zhuǎn)一預(yù)定角度的一全反射面和用于將出射光對(duì)準(zhǔn)至該光傳輸元件的一會(huì)聚表面；其中，該光學(xué)基座上還附加有一光學(xué)楔片，該光學(xué)楔片具有一分光表面和與該分光表面相對(duì)的一出射表面，其中該分光表面與該光學(xué)基座之間形成有一第一空氣縫，該出射表面與該光學(xué)基座之間形成有一第二空氣縫；經(jīng)由該全反射面反射的入射光先在該光學(xué)基座內(nèi)行進(jìn)，穿出該光學(xué)基座后再經(jīng)由該第一空氣縫投射到該分光表面，其中一部分光在該分光表面上發(fā)生反射以提供一監(jiān)控光；而另一部分光則經(jīng)由該光學(xué)楔片偏折后先穿過(guò)該第二空氣縫，再重新進(jìn)入該光學(xué)基座并經(jīng)由該會(huì)聚表面對(duì)準(zhǔn)至該光傳輸元件。

在一些實(shí)施例中，該分光表面上鍍有一層分光膜，該分光表面與該出射表面傾斜相交成一夾角。

在一些實(shí)施例中，該光學(xué)楔片是一個(gè)獨(dú)立的六面體，該光學(xué)楔片具有分別連接于所述分光表面與所述出射表面之間的一底側(cè)面、一頂側(cè)面以及兩側(cè)面；其中，該底側(cè)面和頂側(cè)面均為矩形，且該底側(cè)面小于該頂側(cè)面；該兩側(cè)面均為梯形。

在一些實(shí)施例中，該分光表面與該出射表面的夾角的范圍為6到10度之間。

在一些實(shí)施例中，該光學(xué)楔片是向下傾斜地安裝在該光學(xué)基座上；從該光學(xué)楔片的出射表面向外射出的光相對(duì)于投射到該分光表面的光是向上偏轉(zhuǎn)一角度的。

在一些實(shí)施例中，該光學(xué)基座上設(shè)有與該光學(xué)楔片的分光表面相貼合的一第一安裝表面，該第一安裝表面是成一傾角地傾斜向下延伸而成。

在一些實(shí)施例中，該第一安裝表面的寬度恰可與該光學(xué)楔片相配合，該光學(xué)基座在該第一安裝表面的兩側(cè)還各向外凹設(shè)有一操作空間。

在一些實(shí)施例中，該光學(xué)基座的頂面向下凹設(shè)有一凹部和與該凹部連通的一空腔，該第一安裝表面構(gòu)成該凹部的底面，該空腔是向下凹陷地開(kāi)口于該第一安裝表面的中部。

在一些實(shí)施例中，所述的第一空氣縫是由該空腔所構(gòu)成，所述的第二空氣縫由該凹部所構(gòu)成。

在一些實(shí)施例中，該光學(xué)模組還包括覆蓋在該凹部上方的一蓋板，用于封閉該第二空氣縫。

在一些實(shí)施例中，該光傳輸元件是一光纖；該光學(xué)基座是一體注塑而成，其前端設(shè)置有一光纖套筒及由該光纖套筒的外周向外突設(shè)的一卡固凸緣，該光纖套筒具有與所述會(huì)聚表面相對(duì)應(yīng)的一對(duì)接腔，用于對(duì)應(yīng)收容所述的光纖。

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題還提出一種光學(xué)設(shè)備，其包括如上所述的光學(xué)模組，用于裝設(shè)該光學(xué)模組的一電路板以及裝設(shè)在該電路板上與該光學(xué)模組配合使用的一光發(fā)射元件和一監(jiān)控元件，其中該監(jiān)控元件用于接收從該光學(xué)模組射出的所述監(jiān)控光，該光發(fā)射元件的發(fā)射功率是能夠根據(jù)所述監(jiān)控光的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置雙空氣縫并配合光學(xué)楔片的設(shè)計(jì)，可以很方便地通過(guò)更換不同的光學(xué)楔片來(lái)改變分光比，有利于分光比的靈活調(diào)節(jié)；另外，通過(guò)光學(xué)楔片來(lái)偏折光可以向上調(diào)整入射光在全反射面上所對(duì)應(yīng)的反射位置，有利于光學(xué)基座的微型化設(shè)計(jì)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明光學(xué)設(shè)備的較佳實(shí)施例的立體圖。

圖2是本發(fā)明光學(xué)模組的較佳實(shí)施例的仰視圖。

圖3是圖2中c-c向的剖視圖，其中蓋板被移除。

圖4是本發(fā)明光學(xué)模組的較佳實(shí)施例的光路圖。

圖5是圖3中d局部的放大示意圖。

圖6是本發(fā)明光學(xué)模組較佳實(shí)施例中光學(xué)基座與光學(xué)楔片的分解立體圖。

圖7是本發(fā)明光學(xué)模組較佳實(shí)施例中光學(xué)楔片的立體圖。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：100光學(xué)設(shè)備10光學(xué)模組20光學(xué)模組30電路板40處理電路1光學(xué)基座2光學(xué)楔片4蓋板7光源8監(jiān)控元件9光路11底面12頂面13入射透鏡14全反射面15第一空氣縫16第二空氣縫17出射透鏡18卡固凸緣19光纖套筒124第一凹部126第二凹部128空腔1262第一安裝表面1263第二安裝表面1265操作空間1281開(kāi)口151光出口161光入口199對(duì)接腔21分光表面22出射表面23底側(cè)面24頂側(cè)面25、26側(cè)面9光路90光軸91光源的發(fā)射光92經(jīng)會(huì)聚的入射光93經(jīng)全反射的入射光94傳輸光95經(jīng)分光后的折射光96經(jīng)分光后的反射光97光學(xué)楔片的出射光98會(huì)聚前的出射光99經(jīng)會(huì)聚的出射光。

具體實(shí)施方式

盡管本發(fā)明可以容易地表現(xiàn)為不同形式的實(shí)施例，但在附圖中示出并且在本說(shuō)明書中將詳細(xì)說(shuō)明的僅僅是其中一些具體實(shí)施例，同時(shí)可以理解的是本說(shuō)明書應(yīng)視為是本發(fā)明原理的示范性說(shuō)明，而并非旨在將本發(fā)明限制到在此所說(shuō)明的那樣。

由此，本說(shuō)明書中所指出的一個(gè)特征將用于說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的其中一個(gè)特征，而不是暗示本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例必須具有所說(shuō)明的特征。此外，應(yīng)當(dāng)注意的是本說(shuō)明書描述了許多特征。盡管某些特征可以組合在一起以示出可能的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但是這些特征也可用于其他的未明確說(shuō)明的組合。由此，除非另有說(shuō)明，所說(shuō)明的組合并非旨在限制。

在附圖所示的實(shí)施例中，方向的指示（諸如上、下、左、右、前和后）用于解釋本發(fā)明的各種元件的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)不是絕對(duì)的而是相對(duì)的。當(dāng)這些元件處于附圖所示的位置時(shí)，這些說(shuō)明是合適的。如果這些元件的位置的說(shuō)明發(fā)生改變時(shí)，則這些方向的指示也相應(yīng)地改變。

以下結(jié)合本說(shuō)明書的附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例予以進(jìn)一步地詳盡闡述。

參見(jiàn)圖1所示的本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備100的一較佳實(shí)施例，該光學(xué)設(shè)備100為板上芯片封裝（cob）模組結(jié)構(gòu)，其包括一光學(xué)模組10，用于實(shí)現(xiàn)光發(fā)射傳輸；一光學(xué)模組20，用于實(shí)現(xiàn)光接收傳輸；用于裝設(shè)這些光學(xué)模組10、20的一電路板30以及裝設(shè)在該電路板30上與這些光學(xué)模組10、20相配合的處理電路40。該電路板30上還裝設(shè)有與該光學(xué)模組10配合應(yīng)用的一光發(fā)射元件７和一監(jiān)控元件８（結(jié)合參見(jiàn)圖4）。該光發(fā)射元件7較佳是激光發(fā)光二極管，該監(jiān)控元件8較佳是光電二極管。該光發(fā)射元件7的發(fā)射功率是能夠根據(jù)該監(jiān)控元件8提供的監(jiān)控光的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的。

參見(jiàn)圖2、圖3、圖5和圖6，該光學(xué)模組10包括一光學(xué)基座1，附加在該光學(xué)基座1上的一光學(xué)楔片2以及覆蓋在該光學(xué)基座１頂部的一蓋板4。

該光學(xué)基座1是由透明的光學(xué)塑料一體注塑而成，其前端設(shè)有用于對(duì)接一光纖（圖未示）的一光纖套筒19及由該光纖套筒19的外周向外突設(shè)出的一卡固凸緣18。該光學(xué)基座1具有相對(duì)的一底面11和一頂面12，設(shè)于該底面11的一入射透鏡13，位于該入射透鏡13上方的一全反射面14，形成于該全反射面14前方的一出射透鏡17（其具有呈凸出弧形的會(huì)聚表面）和位于該出射透鏡17前方的一對(duì)接腔199。在本實(shí)施例中，該光纖套筒19是一體成型在該光學(xué)基座1上的，通過(guò)該卡固凸緣18可以與另一光纖部件（圖未示）牢固地對(duì)接在一起。而在其他實(shí)施例中，該光纖套筒19可以是獨(dú)立于該光學(xué)基座1的一部件。

結(jié)合參見(jiàn)圖7，該光學(xué)楔片2是一個(gè)獨(dú)立的六面體，其具有相對(duì)的一分光表面21和一出射表面22、分別連接于分光表面21與出射表面22之間的一底側(cè)面23、一頂側(cè)面24以及兩個(gè)側(cè)面25、26。該光學(xué)楔片2較佳是采用與該光學(xué)基座1不同的光學(xué)材料制成，并且具有不同的光學(xué)折射系數(shù)。該光學(xué)楔片2裝設(shè)于該光學(xué)基座1的全反射面14與出射透鏡17之間，并在該分光表面21與該光學(xué)基座1之間形成有一第一空氣縫15，該出射表面22與該光學(xué)基座1之間形成有一第二空氣縫16。

該光學(xué)基座1的頂面12在對(duì)應(yīng)于該全反射面14的部位向下凹設(shè)有一第一凹部124。該光學(xué)基座1的頂面12在對(duì)應(yīng)于該第一空氣縫15及該第二空氣縫16的部位向下凹設(shè)有一第二凹部126和與該第二凹部126連通的一空腔128。

該第二凹部126的底面包括一第一安裝表面1262和一第二安裝表面1263。該第一安裝表面1262是由后往前向下傾斜地形成在該光學(xué)基座1上，該光學(xué)楔片2對(duì)應(yīng)貼設(shè)在該第一安裝表面1262上。該第一安裝表面1262的寬度恰可與該光學(xué)楔片2相配合，該第二凹部126在該第一安裝表面1262的兩側(cè)還各設(shè)有一操作空間1265。在本實(shí)施例中，該操作空間1265是凹設(shè)于該第一安裝表面1262一側(cè)的一個(gè)半圓柱結(jié)構(gòu)。該空腔128相對(duì)該第一安裝表面1262向下凹陷。該空腔128并在該第一安裝表面1262的中部形成一開(kāi)口1281。

前述的第一空氣縫15由該空腔128構(gòu)成。前述的第二空氣縫16由該第二凹部126構(gòu)成。該第一空氣縫15的分界面151構(gòu)成一光出口，經(jīng)全反射面14偏轉(zhuǎn)后的光穿過(guò)該分界面151射入到該第一空氣縫15，也即，光傳輸?shù)慕橘|(zhì)由構(gòu)成該光學(xué)基座1的光學(xué)塑料材質(zhì)轉(zhuǎn)換為該第一空氣縫15中的空氣；其中分界面151較佳是沿一個(gè)基本上垂直向下的方向延伸（即與垂直方向大約只有2度至5度的偏離），從而有利于成型該光學(xué)基座1時(shí)進(jìn)行拔模操作以及減少對(duì)經(jīng)全反射的入射光93的反射。該第二空氣縫16的分界面161構(gòu)成一光入口，光穿過(guò)該分界面161再次入射到該光學(xué)基座1，也即，光傳輸?shù)慕橘|(zhì)由該第二空氣縫16中的空氣轉(zhuǎn)換為構(gòu)成該光學(xué)基座1的光學(xué)塑料材質(zhì)。該出射透鏡17的凸出弧形的分界面構(gòu)成一會(huì)聚表面，用于將再次入射到該光學(xué)基座1的光對(duì)準(zhǔn)一光傳輸元件（圖未示出，即插置在該對(duì)接腔199中的光纖）的端面，從而實(shí)現(xiàn)光從光發(fā)射元件７到光傳輸元件的耦合。該蓋板4（結(jié)合圖5，一并參見(jiàn)圖1）覆蓋在該第二凹部126的上方來(lái)封閉該第二空氣縫16，從而可以防止灰塵進(jìn)入其中影響光路9的傳輸。

結(jié)合參見(jiàn)圖7，該光學(xué)楔片2也是由透明的光學(xué)塑料一體注塑而成，該分光表面21與出射表面22均為矩形。該底側(cè)面23和頂側(cè)面24也均為矩形，且該底側(cè)面23的面積小于該頂側(cè)面24的面積。這兩個(gè)側(cè)面25、26均為梯形。該分光表面21與出射表面22的夾角29的范圍較佳為6到10度之間。在本實(shí)施例中，該分光表面21與出射表面22的夾角29為8.8度。

該分光表面21上可以根據(jù)分光比的需要鍍有不同的分光膜。當(dāng)該光學(xué)楔片2裝設(shè)到該光學(xué)基座1上時(shí)，該分光表面21與第一安裝表面1262相貼合，該底側(cè)面23與該第二安裝表面1263相貼合。該分光表面21的面積大于該空腔128的開(kāi)口1281的面積，從而該光學(xué)楔片2能夠通過(guò)粘膠使該分光表面21與第一安裝表面1262粘接，并使該底側(cè)面23與第二安裝表面1263粘接。該光學(xué)楔片2在該光學(xué)基座1上的安裝定位，可以借助于操作員使用一操作工具（如鑷子）在該操作空間1265內(nèi)實(shí)施。

參見(jiàn)圖2、圖3、圖4和圖5，該光學(xué)模組10的光路9大致為：光發(fā)射元件7發(fā)出的發(fā)射光91由該光學(xué)基座1的底面11向上射入該入射透鏡13進(jìn)行會(huì)聚成一入射光92；經(jīng)會(huì)聚的入射光92向上投射到該全反射面14；經(jīng)全反射的入射光93以稍向下傾斜的方向，向前行進(jìn)至該第一空氣縫15的分界面151；在第一空氣縫15中行進(jìn)的傳輸光94投射至該分光表面21時(shí)，傳輸光94的一部分經(jīng)由該分光表面21的反射，向下傾斜射出該光學(xué)基座1以提供一監(jiān)控光（即反射光96）給監(jiān)控元件8，從而可以依據(jù)監(jiān)控元件8的受光強(qiáng)度，經(jīng)由反饋控制光發(fā)射元件7的發(fā)光功率；傳輸光94與該分光表面21大致成一個(gè)30度至45度之間的夾角，傳輸光94的另一部分將在該分光表面21處發(fā)生折射，進(jìn)入該光學(xué)楔片2內(nèi)成為折射光95繼續(xù)向前行進(jìn)；折射光95與該出射表面22大致成一個(gè)60度至80度之間的夾角，折射光95將再次折射穿出該出射表面22成為一出射光97,由于該分光表面21與出射表面22傾斜相交成一夾角，從而該出射光97相對(duì)于該傳輸光94將會(huì)向上偏轉(zhuǎn)一角度，且該出射光97大致是平行于光軸90地向前射出。出射光97先在第二空氣縫16中向前行進(jìn)；再經(jīng)由第二空氣縫16的分界面161向前重新入射到該光學(xué)基座1，并以會(huì)聚前的出射光98向前行進(jìn)；最后，經(jīng)由該出射透鏡17形成經(jīng)會(huì)聚的出射光99對(duì)準(zhǔn)到光纖內(nèi)。其中，入射光93是向下稍微傾斜地穿越光軸90的，而會(huì)聚前的出射光98是平行于光軸90行進(jìn)的。會(huì)聚后的出射光99大致與光軸90平齊。

這種光學(xué)模組10的設(shè)計(jì)，可以在保持該光學(xué)基座1不變的基礎(chǔ)上，僅僅通過(guò)更換具有不同分光膜的光學(xué)楔片2，就可以很靈活地改變反射到監(jiān)控元件8上的光強(qiáng)大小，即可以改變分光比。通過(guò)監(jiān)控元件8來(lái)獲取監(jiān)控光的光強(qiáng)，可以反饋控制光發(fā)射元件７的出光功率來(lái)保證出射光99較為穩(wěn)定地輸出。另外，利用光學(xué)楔片2的折射作用以及該分光表面21與出射表面22之間的夾角29可以將稍微向下傾斜射入光學(xué)楔片2的傳輸光94調(diào)整為從光學(xué)楔片2向外水平射出的出射光98，這樣一來(lái)有利于將入射光92在光學(xué)基座1的全反射面14上對(duì)應(yīng)的反射位置向上調(diào)整，避免發(fā)生第一凹部124向下穿透光學(xué)基座1的底部的情形，從而有利于降低光學(xué)基座1的整體高度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置雙空氣縫15、16并配合光學(xué)楔片2的設(shè)計(jì)，可以很方便地通過(guò)更換具有不同分光膜的光學(xué)楔片2來(lái)改變光學(xué)設(shè)備100的分光比，有利于分光比的靈活調(diào)節(jié)；另外，通過(guò)光學(xué)楔片2來(lái)偏折光可以向上調(diào)整入射光92在全反射面14上所對(duì)應(yīng)的反射位置，有利于光學(xué)基座1的微型化設(shè)計(jì)。

上述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。