一种光学耦合结构的制作方法

本发明涉及发射光器件技术领域，更具体地说，尤其涉及一种光学耦合结构。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，发射光器件已广泛应用于人们的日常生活以及工作中，针对现有的100g发射光器件，其主要包括四个通道、发射芯片、非球透镜以及带光纤的金属下套，其中每个通道为25g，在工作过程中，由发射芯片发出高斯光，高斯光经过非球透镜的耦合，汇聚至带光纤的金属下套里面。

现有的100g发射光器件在调节过程中，通过将发射芯片以及贴附的一些电芯片设置在金属盒子上，并将该金属盒子放置在一个五维调节的系统平台上；将金属下套安装上光纤，并使用另外一个五维耦合平台上对其金属下套进行夹持；将隔离器预放在光路中，通过夹持金属下套的五维耦合平台进行耦合，使耦合最大；使用三维耦合平台的吸头将非球透镜吸起，对高斯光进行耦合，耦合到最大时，将非球透镜进行固定；最后先将金属盒子设置在自动耦合焊接机上，并通过自动耦合焊接机夹持金属下套对金属盒子发射出的高斯光进行耦合，耦合到最大时，对金属下套和金属盒子的连接处进行激光焊接。

但是，现有技术中的100g发射光器件，由于采用非球透镜，其制作工艺较为复杂，成本过高；并且，在耦合过程中，使用了两个五维耦合平台和一个吸附透镜的三维耦合平台，由于五维耦合平台对精度要求极高，因此进一步增加了成本；其次，在金属下套的焊接过程中，使用自动耦合焊接机，其价格昂贵，间接的增加了100g发射光器件的成本，以及使用金属下套也在一定程度上增加了成本。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种光学耦合结构，该光学耦合结构极大程度的降低了生产成本，降低了工艺难度，并且实现了高性能的光学耦合结构。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光学耦合结构，所述光学耦合结构包括：

金属盒子；

设置在所述金属盒子表面上的裸光纤、球透镜、发射器以及驱动器；

其中，所述裸光纤、所述球透镜以及所述发射器在所述金属盒子表面依次设置；所述驱动器与所述发射器连接，用于驱动所述发射器发射出高斯光。

优选的，在上述光学耦合结构中，所述发射器为半导体二极管。

优选的，在上述光学耦合结构中，所述球透镜的直径范围为0.5mm-2mm。

优选的，在上述光学耦合结构中，所述光学耦合结构还包括：支架；

其中，所述支架设置在所述裸光纤与所述金属盒子之间，用于支撑所述裸光纤。

优选的，在上述光学耦合结构中，所述光学耦合结构还包括：环氧树脂膜层；

其中，所述环氧树脂膜层设置于所述裸光纤与所述支架之间，用于固定所述裸光纤。

优选的，在上述光学耦合结构中，所述光学耦合结构还包括：无影胶膜层；

其中，所述无影胶膜层设置与所述裸光纤与所述支架之间，用于固定所述裸光纤。

优选的，在上述光学耦合结构中，所述光学耦合结构还包括：隔离器；

其中，所述隔离器设置在所述金属盒子表面，且位于所述裸光纤与所述球透镜之间。

优选的，在上述光学耦合结构中，所述光学耦合结构还包括：减反射膜层；

其中，所述减反射膜层设置于所述球透镜的表面。

优选的，在上述光学耦合结构中，所述发射器与所述金属盒子之间通过共晶焊接的方式进行固定。

优选的，在上述光学耦合结构中，所述发射器与所述驱动器之间通过金丝焊接的方式进行电气连接。

通过上述描述可知，本发明提供的一种光学耦合结构包括：金属盒子；设置在所述金属盒子表面上的裸光纤、球透镜、发射器以及驱动器；其中，所述裸光纤、所述球透镜以及所述发射器在所述金属盒子表面依次设置；所述驱动器与所述发射器连接，用于驱动所述发射器发射出高斯光。

该光学耦合结构相比较现有技术采用了球透镜，相比较非球透镜有效的降低了成本，且球透镜的耦合容差相比较非球透镜很大，即使偏移很大也可以补偿回来；其次通过采用裸光纤进行耦合，并将裸光纤预设置在金属盒子上，相比较现有技术，减少了一个五维耦合平台以及金属下套，极大程度降低了该光学耦合结构的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光学耦合结构的基本结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种光学耦合结构的基本结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种光学耦合结构的基本结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为本发明实施例提供的一种光学耦合结构的基本结构示意图。

所述光学耦合结构包括：

金属盒子10；

设置在所述金属盒子10表面上的裸光纤11、球透镜12、发射器13以及驱动器14；

其中，所述裸光纤11、所述球透镜12以及所述发射器13在所述金属盒子10表面依次设置；所述驱动器13与所述发射器14连接，用于驱动所述发射器13发射出高斯光。

具体的，在本发明实施例中，所述发射器13优选为半导体二极管；所述驱动器14优选为一些电芯片，用于驱动所述半导体二极管发射出高斯光。

通过在金属盒子10的设定位置滴上适量的环氧树脂，使用真空吸附的软橡胶头将电芯片从防静电保护的装置中吸附出，贴合至金属盒子10上，配合高倍显微镜进行观察，直至电芯片四周均有环氧树脂溢出，最终进行烘烤处理。

使用真空吸附的钨钢吸嘴将半导体二极管芯片从防静电保护的装置中吸附出，贴合至金属盒子10上设定位置，在高温320℃的环境下进行共晶焊接。

最后通过金丝焊接的方式，将发射器13与驱动器14之间进行电气连接。

基于本发明实施例提供的光学耦合结构，采用球透镜替换非球透镜的原理进行具体阐述：

首先通过实验可知非球透镜的耦合效率为50％，球透镜的耦合效率为30％，发射器的发射功率约为7mw，依据光学耦合结构的特定型号的标准，2mw的输出功率就可以满足需求；并且球透镜的耦合过程中对于容差100um均可以进行补偿，而非球透镜的耦合容差仅仅只有20um，且所述球透镜12的直径范围优选为0.5mm-2mm之间，即在降低成本的前提下又实现了高性能的光学耦合结构。

基于本发明上述实施例，在本发明另一实施例中，参考图2，图2为本发明实施例提供的另一种光学耦合结构的基本结构示意图。所述光学耦合结构还包括：支架21；

其中，所述支架21设置在所述裸光纤11与所述金属盒子10之间，用于支撑所述裸光纤11。

具体的，所述支架21用于固定所述裸光纤11，使所述裸光纤11可以更加平整的放置；其中，设置所述支架21的具体过程为：在所述金属盒子10的设定位置设置环氧树脂膜层或者滴上适量的环氧树脂，使用真空吸附的软橡胶头把所述支架21从防静电保护的装置中吸附出，并贴合至金属盒子10上；当贴合方式采用滴入环氧树脂时，需要在高倍显微镜下观察，直至所述支架21边缘均有环氧树脂溢出即可，最终进行烘烤处理。

将裸光纤11贴合至所述支架21的具体过程为：在所述支架21的居中位置设置环氧树脂膜层或者滴上适量的环氧树脂，使用橡胶镊子将裸光纤11从防静电保护的装置中吸附出，并贴合至所述支架21的设定位置，结合高倍显微镜进行观察，所述裸光纤11是否平整的固定于所述支架上，最终进行烘烤处理；或者，将所述裸光纤11放置在所述支架21的设定位置，通过点入无影胶，通过设定光照进行固化，形成无影胶膜层，最终进行烘烤用以释放其中的应力。

由此可知，相比较现有技术而言，本发明实施例中将裸光纤11设置在金属盒子10上的支架21上，不再需要另外的五维耦合调节平台以及金属下套，并且裸光纤采用的固定方式也不再需要自动耦合焊接机，有效的降低了光学耦合结构的成本，降低工艺难度。

基于本发明上述实施例，在本发明另一实施例中，参考图3，图3为本发明实施例提供的又一种光学耦合结构的基本结构示意图。所述光学耦合结构还包括：隔离器31；

其中，所述隔离器31设置在所述金属盒子10表面，且位于所述裸光纤11与所述球透镜12之间。

具体的，一般在长距离的传输过程中，优选设置所述隔离器31；在一定距离范围内为了节约成本也可以不用设置所述隔离器。其中，所述隔离器的作用为：防止光路中由于各种原因产生后反射光对光源以及光路系统产生的不良影响。例如，在半导体激光器和光传输系统之间设置隔离器，可以在很大程度上减少反射光对光源的光谱输出功率稳定性产生的不良影响。且在高速直接调制以及直接检测光纤通信系统中，反向光会产生噪声，使系统的性能劣化，通过设置隔离器可以有效解决该问题。

因此，需要说明的是，在本发明实施例中，是否设置所述隔离器31均在本发明的保护范围内。

基于本发明上述实施例，在本发明另一实施例中，所述光学耦合结构还包括：减反射膜层；

其中，所述减反射膜层设置于所述球透镜12的表面；

或所述减反射膜层设置与所述裸光纤11朝向所述球透镜12的一端。

具体的，通过设置所述减反射膜可以有效提高光透过效率，且设置所述减反射膜可根据实际情况而定。

通过本发明上述全部实施例可知，本发明提供的一种光学耦合结构，相比较现有技术而言，极大程度的降低了生产成本，降低了工艺难度，并且实现了高性能的光学耦合结构。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。