光模块及其装配方法与流程
本发明披露了一种光模块及其装配方法，尤其是光接收子器件(rosa)及其装配方法。
背景技术：
光接收子器件(rosa)是光通信装置中几种重要的子器件之一。常规rosa包含解多路复用器(demux)，用于利用滤波器将多波长光分隔为多个不同波长的光束，和透镜阵列，用于接收所述不同波长的光束并将它们继续发送至各个光探测器。常规rosa受制于demux和透镜阵列之间的低对准精度，从而常规rosa的良率也不好。
本技术背景部分仅用于提供背景技术信息。技术背景的陈述并不意味着本技术背景部分的主旨向本发明许可了现有技术，并且本技术背景的任何部分，包括本技术背景本身，都不能用于向本发明许可现有技术。
技术实现要素：
一方面，本发明提供了一种光模块，包含对准桥接器，用于支撑和/或对准光解多路复用器和透镜阵列，且使光模块在有限空间的封装或盒子中安装变得更容易。
一种依照本发明实施例的光模块包含对准桥接器，光解多路复用器和透镜阵列。对准桥接器具有第一部分和与第一部分相对的第二部分(比如，在对准桥接器上相反的位置)。光解多路复用器在对准桥接器的第一部份，包含多个滤波器，用于发送多个不同波长的光束。透镜阵列位于对准桥接器的第二部分。多个输入端口分别与滤波器对准并用于接收来自滤波器的光束。
在某些实施例中，对准桥接器的第一部分包含第一台面。第一台面可以从对准桥接器的表面伸出。
在某些实施例中，对准桥接器的第二部分包含第二台面。第二台面可以从对准桥接器的表面伸出。
在某些实施例中，第二台面具有第一有角度表面，该表面相对于对准桥接器的表面成预定角度，而透镜阵列具有第二有角度表面，基本与第二台面的第一有角度表面平行。
在某些实施例中，光模块还包含第一和第二有角度表面之间的粘胶层，用于连接，结合或粘合透镜阵列和第二台面。
在某些实施例中，粘胶层位于第一和第二有角度表面中每一个的外延，且第一和第二有角度表面之间设置有折射系数低于透镜阵列的介质。
在某些实施例中，光模块还包含反射镜(比如，全反射镜)，设置在透镜阵列的第二有角度表面上。反射镜用于将光束从滤波器继续发送或反射至透镜阵列。
在某些实施例中，对准桥接器包含一个或多个操作部，所述操作部凹进对准桥接器的基座和/或一个或多个表面或从对准桥接器的底部和/或一个或多个表面延伸出来。
在某些实施例中，光模块还包含封装，包括底部，多个与底部相连的壁，和与壁连接的盖子，其中底部和壁共同定义了容纳空间，而对准桥接器位于容纳空间中，同时光解多路复用器和透镜阵列面向封装或盒子的底部。在其他实施例中，对准桥接器具有面向封装或盒子的盖子的基座(比如，从第一和第二台面和/或操作部從基座上延展出或伸出)。
在某些实施例中，光解多路复用器(也)设置在封装或盒子上。
在某些实施例中，光模块还可包含封装或盒子的底部和光解多路复用器之间的粘胶层，用于将光解多路复用器固定或粘贴到封装或盒子的底部。
在其他实施例中，粘胶层位于封装或盒子的一个或多个壁与光解多路复用器之间，且用于将光解多路复用器固定或粘贴到封装或盒子的壁上。
在某些实施例中，透镜阵列位于封装或盒子上。
在某些实施例中，光模块还包含封装或盒子的底部与透镜阵列之间的粘胶层，用于将透镜阵列固定或粘合到封装或盒子的底部。
在其他实施例中，粘胶层位于封装或盒子的壁与透镜阵列之间，且用于将透镜阵列固定或粘合到封装或盒子的壁上。
在某些实施例中，光模块还包含封装或盒子底部上的多个光探测器。所述探测器与透镜阵列的输出端口对齐，且用于接收来自输出端口的光束。比如，各个光探测器都用于接收来自相应输出端口的特定光束。
一种根据本发明实施例装配光模块的方法包括：将光解多路复用器和透镜阵列安装，固定或粘附在对准桥接器的不同位置；根据光解多路复用器的位置调整透镜阵列的位置，这样将透镜阵列的多个输入端口与光解多路复用器的多个滤波器对齐；将对准桥接器插入封装或盒子的容纳空间，同时光解多路复用器和透镜阵列面向封装或盒子的底部；和将光解多路复用器或透镜阵列安装，固定或粘附到封装或盒子上。
在某些实施例中，所述方法还包括在将光解多路复用器或透镜阵列安装，固定或粘附到封装或盒子之前，通过封装或盒子的透明窗口将准直光引导至光解多路复用器的输入端，从而校正对准桥接器的位置。
在某些实施例中，所述方法还包括利用粘胶层将光解多路复用器安装，固定或粘附到封装或盒子的底部或壁。
在某些实施例中，所述方法还包含利用粘胶层将透镜阵列安装，固定或粘附到封装或盒子的底部或壁。
在某些实施例中，所述方法还包含利用夹具(比如，握持对准桥接器)将对准桥接器插入封装或盒子的容纳空间，同时光解多路复用器和透镜阵列面向封装或盒子的底部。在某些实施例中，所述夹具包含夹钳，而所述方法还包含利用夹钳夹持对准桥接器的操作部(比如，在把对准桥接器送入和/或将对准桥接器插入封装或盒子的容纳空间的同时)。
在某些实施例中，所说方法还包含在将对准桥接器，光解多路复用器和透镜阵列插入容纳空间后，用盖子将容纳空间密封。
光模块包括对准桥接器，用于初步地将光解多路复用器和透镜阵列耦合在一起。对准桥接器帮助确保光解多路复用器的滤波器和透镜阵列的输入端口间的准确定位。然后，安装或粘附或固定在对准桥接器上的光解多路复用器和透镜阵列可以被包装在带光探测器的封装或盒子中。通过固定光解多路复用器和透镜阵列的位置，对准桥接器使透镜阵列的输出端口与光探测器的对准变得容易。对准桥接器的操作部也让在封装或盒子的有限空间中安装光解多路复用器和透镜阵列变得便利。相应地，rosa的可制造性和良率也能得到提高。
上文已经较宽泛地概述了本发明的特点及技术优势，以便本发明随后的具体描述会得到更好的理解。本发明附加的特征和优势将在下文中叙述，并构成本发明权利要求的主题。本技术领域的人员应了解本发明的概念及特定实施例披露的内容可作为修改或设计实施与本发明目的相同的其他结构或程序的基础。本技术领域的人员应了解此类等同结构也在本发明附加权利要求的保护范围内。
附图说明
联系附图参考详细说明及权利要求可对于本发明进行更全面的理解。附图中对类似元件标准有数字标号。
图1为本发明实施例的典型光模块原理透视图。
图2为依照本发明实施例的沿a-a线的图1典型光模块原理剖视图。
图3为本发明实施例的典型光模块的原理剖视图。
图4为本发明实施例的典型光模块的原理透视图。
图5为依照本发明实施例的沿b-b线的图4典型光模块原理剖视图。
图6为流程图，图解了本发明实施例的光模块装配方法。
图7至11为本发明实施例的光模块装配方法步骤示意图。
图12为本发明实施例的典型光模块示意图。
图13为本发明实施例的典型光模块示意图。
图14为本发明实施例典型的光模块示意图。
具体实施方式
下面对本发明描述配有附图，构成了本说明书的阵列光模块和光接收子器件(rosa)，并举例说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于所述实施例。此外，下面的实施例也能恰当地合并为另外的实施例。
“一个实施例”，“某个实施例”，“典型实施例”，“某些实施例”，“其他实施例”，“另外的实施例”，等指代文中所述的本发明实施例，可包含特定特征，结构，或特性，但不是每个实施例都一定包含特定特征，结构，或特性。而且，短语“在实施例中”的重复使用不一定涉及同一实施例。
为了全面理解本发明，下面将详细描述具体步骤和结构。很明显，本发明的事实方式并局限于本技术领域人员熟知的特定资料。此外，本文不会详细描述已知的结构和步骤，以便本发明受到不必要的限制。本发明的优选实施例将得到详细的说明。但是，除了详细说明之外，本发明也在其他实施例中广泛应用。本发明的保护范围不限于实施方式，而应该以权利要求为准。
图1为本发明实施例的光模块1剖视图，而图2为依照本发明实施例的沿a-a线的图1典型光模块原理剖视图。在发明中，举例虽然采用的是光接收子器件(rosa)，但本发明的光模块并不局限于此。
如图1和2所示，光模块1包含对准桥接器10，光解多路复用器(demux)20，和透镜阵列30。对准桥接器10具有第一部分101及与第一部分相对的第二部分102。第一部分101用于支撑和/或对准光解多路复用器20，而第二部分102用于支撑和/或对准透镜阵列30。在某些实施例中，对准桥接器10包含金属或合金，但并不局限于此。例如，对准桥接器10的材料可包含镍-钴-铁合金，如
光解多路复用器20安装在对准桥接器10的第一部分101上。光解多路复用器20可用不同多种方式安装在第一部分101上。在某些实施例中，光解多路复用器20可直接与第一部分101结合，比如通过范德瓦尔斯力或等等。在某些实施例中，光解多路复用器20可间接与第一部分101结合，比如，利用粘胶层12(如图2所示)。
光解多路复用器20用于将多波长光分离成不同波长的多个光束。比如，光解多路复用器20可包含在第一边201上的输入端22，用于接收多波长光，和在与第一边201相对的第一边202上的多个滤波器24，每个滤波器都用于发送多个光束中的一个，每个光束都具有不同的波长。在某些实施例中，光解多路复用器20可包含，但不局限于，比如四个滤波器24，而四个滤波器24中每一个可传递具有四个独立波长中一个的光束，但反射四个波长中其他波长的光束。滤波器24的数量基于光解多路复用器20的通道数量。举例来说，四通道解多路复用器20包含四个滤波器24。
透镜阵列30安装在对准桥接器10的第二部分102。透镜阵列30可包含位于第一表面301上的多个输入端口32，和位于第二表面302上的多个输出端口34。输入端口32与滤波器24对齐且用于向各个光探测器输出光束(图1或图2未显示)。透镜阵列30的输入端口32的数量和输出端口34的数量与光解多路复用器20的滤波器24的数量相同。
在某些实施例中，对准桥接器10的第一部分101包含从对准桥接器10的表面10s突出的第一台面。第一台面可具有基本与表面10s平行的表面101s。光解多路复用器可设置在第一台面上。在某些实施例中，对准桥接器10的第二部分102包含从对准桥接器的表面10s突出的第二台面。第二台面可具有相对于对准桥接器10的表面10s有角度的第一有角度表面102s，而透镜阵列30具有第二有角度表面30s，基本与第二台面的第一有角度表面102s平行。光模块1还可包含位于第一有角度表面102s和第二有角度表面30s之间的另一粘胶层14。在某些实施例中，粘胶层14布置在第一有角度表面102s和第二有角度表面30s的外缘。框形粘胶层14定义了一个空间，而介质16被限制在第一有角度表面102s和第二有角度表面30s之间。介质16的折射系数低于透镜阵列30的材料。举例来说，介质16可以是或包含空气(折射率为1)，而透镜阵列30的材料可以是或包含，但不限于，玻璃(折射系数大概在1.5-1.9)。相应地，介质16和透镜阵列30之间的介面可作为反射镜38，将来自输入端口32的光引导至输出端口34。在某些实施例中，透镜阵列30还可包含一个或多个光学透镜36。在某些实施例中，光学透镜36可设置在图2所示的输出端口34上，但不局限于那里。在其他实施例中，光学透镜36可设置在输入端口32上，或输入端口32和输出端口34两者上。
对准桥接器10用于将透镜阵列30与光解多路复用器20对齐，这样透镜阵列30的输入端口32和光解多路复用器20的滤波器24就能准确对齐。在透镜阵列30和光解多路复用器20永久安装到对准桥接器10之前，透镜阵列30和光解多路复用器20位置和朝向都可进行微调来保证输入端口32和滤波器24准确对齐。
图3为本发明实施例的光模块原理剖视图。如图3所示，对比光模块1，光模块2的粘胶层14可设置在第二部分102的第一有角度表面102s和透镜阵列30的第二有角度表面30s之间。光模块2还可包含设置在第二部分102的第一有角度表面102s和透镜阵列30的第二有角度表面30s之间的反射镜38，用于将来自输入端口32的光束引导至输出端口34。举例来说，反射镜38可包含反射薄膜，比如银或铝薄膜或透镜阵列30的第二有角度表面30s上的涂层。
图4为本发明实施例的光模块透视图，而图5为依照本发明实施例的沿b-b线的图4典型光模块原理剖视图。如图4和图5所示，对比光模块1或2，光模块3的对准桥接器10还可包含从对准桥接器10的一个或多个边缘10e凹进的一个或多个操作部10r。或者，操作部10r可从对准桥接器10的一个或多个边或表面延伸出来。操作部10r宽度比对准桥接器10的无操作部窄，且用于使夹具，比如夹钳，在对光模块3进行封装时握持对准桥接器10。在某些实施例中，操作部10r在第一方向d1从对准桥接器10的两个相对边缘10e凹进，而光解多路复用器20和透镜阵列30沿第一方向d1安装或设置的。在某些实施例中，操作部10r在第二方向d2从对准桥接器10的两个相对边缘10e凹进，而所述第二方向d2基本与第一方向d1垂直。在另外的实施例中，操作部10r从对准桥接器10的四个边缘10e凹进。四个边缘10e就构成正方形或矩形。
图6为根据本发明实施例装配光模块方法的流程图。方法100以步骤110开始，其中光解多路复用器和透镜阵列安装在对准桥接器的不同位置。方法在步骤120继续进行，其中透镜阵列相对于光解多路复用器的位置被调整，这样透镜阵列的多个输入端口就与光解多路复用器的多个滤波器对齐(比如，包含将透镜阵列与光解多路复用器的滤波器对齐)。方法在步骤130继续进行，其中对准桥接器被插入封装或盒子的容纳空间，同时光解多路复用器和透镜阵列面向封装或盒子的底部。方法在步骤140继续进行，其中光解多路复用器和/或透镜阵列安装在封装或盒子上。
方法100仅仅是一个例子，而并不打算使本发明越过权利要求中的叙述。附加步骤可在方法100之前，期间，和之后实施，且对于方法的附加实施例，记述的某些步骤还可以替换，消除或，或按顺序改变。
图7至11为依照本发明实施例装配光模块的各步骤示意图。如图7所示，光解多路复用器20和透镜阵列30安装在对准桥接器10的不同位置。在某些实施例中，光解多路复用器20安装在带有粘胶层12的对准桥接器10的第一部分101，而透镜阵列30安装在带另一粘胶层14的对准桥接器10的第二部分102。有了对准桥接器10，在光解多路复用器20和透镜阵列30耦合到其他元件，比如光探测器和插座，光解多路复用器20和透镜阵列30的相关位置是能调整的，这样就可简化光模块的校准。
如图8所示，透镜阵列30相对于光解多路复用器20的位置是可调整的，这样透镜阵列30的输入端口32就与光解多路复用器20的滤波器24对齐。
图9所示为封装或盒子40。封装或盒子40包括底部42和连接到底部42的多个壁44。底部42和壁44一同定义了带开口的容纳空间40s。封装或盒子40用于包装光模块，保护光模块不受外力的损害，且将光模块与过分适度，氧气，灰尘等等隔绝。在某些实施例中，封装或盒子40可包含设置于壁44中其一之上的透明窗口46。透明窗口46用于允许光通过。在某些实施例中，封装或盒子40包含刚性且稳定的材料，比如陶瓷等，或由此类材料制作。透明窗口46可包含玻璃，石英或其适合的材料，所述适合的材料对光解多路复用器20和透镜阵列30的光是透明或基本透明的。在某些实施例中，没有壁的封装基板可替代封装或盒子40。
如图10所示，如光电二极管器件的多个光探测器50可安装和/或设置在封装或盒子40的底部42。光探测器50的数量与透镜阵列30的输出端口34的数量相同。在某些实施例中，处理器或放大器54可安装在邻近光探测器50的封装或盒子40的底部42。处理器或放大器54可包含通过如导线55电连接到光探测器50的处理集成电路，并用于处理或放大光探测器50检测到的信号。某些实施例可包含电路板56。在某些实施例中，电路板56的一端可在封装或盒子40里面且通过导线57电连接到处理器54，而电路板56的另一端可在封装或盒子40的外面，用于外部电连接。
其上设置有光解多路复用器20和透镜阵列30的对准桥接器10随后被插入封装或盒子40中。对准桥接器10光模块在封装或盒子40中有限容纳空间40s中的成型变得容易。在某些实施例中，粘胶层52可设置或放置在封装或盒子40的底部42或光解多路复用器20上，将光多路复用器20与封装或盒子40结合在一起。
在某些实施例中，在对准桥接器10插入封装或盒子40的容纳空间40s中期间，夹具70可用于握持对准桥接器10。举例来说，夹具70可以是夹钳或类似工具。夹钳可钳住对准桥接器10的边缘10e并能调整对准桥接器10及光解多路复用器20和透镜阵列30的位置。在某些实施例中，夹钳能钳住对准桥接器10的操作部10r。操作部10r凹进对准桥接器10的边缘10e，防止夹钳从边缘10e过分伸出并实现封装或盒子40尺寸的缩减。相应地，光模块的整体尺寸也能减小。
在某些实施例中，准直光l可通过封装或盒子40的透明窗口引导至光解多路复用器20的输入端22，校正对准桥接器10相对于光探测器50和/或封装或盒子40的位置。举例来说，在将光解多路复用器20安装到封装或盒子40的底部42前，校正能实现透镜阵列30的输出端口34位置相对于光探测器50的微调。在某些实施例中们，带准直器62的插座60暂时放置在透明窗口46的前方，提供准直光l。有了准直光l，输出端口34透镜阵列30相对于光探测器50的位置就能在对准桥接器10永久安装到或粘贴入封装或盒子40前得到准确校正。
如图11所示，在透镜阵列30的输出端口34准确与光探测器50对齐后，光解多路复用器20永久安装在封装或盒子40的底部42上，比如，通过粘胶层。在某些实施例中，盖子48设置在或固定到壁44，将封装或盒子40的容纳空间40s密封。在某些实施例中，容纳空间40s的压强小于大气压(比如，真空)，或填充有惰性气体，比如氮气，来保护封装或盒子40中元件不会暴露在含水和/或含氧的环境。
在某些实施例中，插座60和准直器62可安装到封装或盒子40的壁44，构成光模块4。插座60可通过直接安装方式安装在壁40上，比如通过激光焊接，或通过间接方式，比如粘胶层。
图12为本发明实施例的光模块5剖面示意图。如图12所示，与图11中光模块4对比，粘胶层52可设置在封装或盒子40的底部42与透镜阵列30之间。粘胶层52的配置不会影响光探测器50的探测。比如，粘胶层52可形成在透镜阵列30的第二表面302周边区域。
图13为本发明实施例的光模块6端点示意图。如图13所示，与图11所示的光模块4对比，粘胶层52可设置在封装或盒子40的壁44和光解多路复用器20的边缘或边20e之间。
图14为本发明实施例的光模块7端点示意图。如图14所示，对比图11所示的光模块4，粘胶层52可设置在封装或盒子40的壁44和透镜阵列30的边缘或边30e之间。透镜阵列30的宽度也可与对准桥接器10宽度等同(如图14中第二部分102所示)，以便透镜阵列30的边缘或边与对准桥接器10的边缘或边对齐。
在某些实施例中，光模块包含对准桥接器，用于将光解多路复用器和透镜阵列初步耦合在一起。帮助确保光解多路复用器的滤波器和透镜阵列的输入端口间的准确定位。然后，安装或粘附或固定在对准桥接器上的光解多路复用器和透镜阵列可以被包装在带光探测器的封装或盒子中。通过固定光解多路复用器和透镜阵列的位置，对准桥接器使透镜阵列的输出端口与光探测器的对准变得容易。对准桥接器的操作部也让在封装或盒子的有限空间中安装光解多路复用器和透镜阵列变得便利。相应地，rosa的可制造性和良率也能得到提高。
尽管已经对本发明及其优势做出了详细说明，但我们还是应该认为在不偏离附加权利要求所定义的本发明的精神及范围的前提下可以对本发明做各种变化，替换和改变。举例来说，许多上面所讨论的工序可在不同方法中实施且可用其他工序或其他工序的组合替换。
而且，本发明的适用范围不局限于说明书中描述的过程，机械，制造，合成物，手段，方法和步骤。本发明所属技术领域中具有通常知识者应了解，基于本发明教示及揭示程序，机械，制造，组合物，手段，或步骤，无论现在已存在或日后开发者，其与本案实施例揭示者系以实质相同的方式执行实质相同的功能，而达到实质相同的结果，亦可使用于本发明。相应地，附加的权利要求目的在于涵盖它们适用范围内的程序，机械，制造，合成物，手段，方法，或步骤。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！