光模块和圆方管体的制作方法

文档序号:15399021发布日期:2018-09-11 17:01阅读:216来源:国知局

本发明涉及光纤通信领域,特别涉及一种光模块和圆方管体。



背景技术:

紧凑型小型可插拔(英文:compactsmallform-factorpluggable;简称:csfp)光发射接收组件(英文:bi-directionalopticalsub-assembly;简称:bosa)是一种小型化封装的单纤双向光组件,应用于光模块(英文:opticalmodule),其结构紧凑。在实现其功能时,需要先进行镭射二极体模组(英文:laserdiodemodule)同轴型封装(英文:transistor-outlinecan;简称:to-can),通常简称to耦合。

to耦合包括激光器焊接和探测器耦合。激光器焊接指的是通过同轴封装将激光器通过封焊管体与圆方管体焊接在一起,并将圆方管体与适配器等装配在一起;探测器耦合是通过对焦耦合将探测器与经过激光器焊接的bosa半成品进行装配,通常会在探测器的to帽与圆方管体的接缝处涂覆粘胶来将探测器与圆方管体固定配合。相互固定的激光器、探测器、封焊管体、圆方管体、适配器等组成csfpbosa。其中,该圆方管体是由相互连通的圆形管体和方形管体组成的一体三通结构,方形管体的一端与圆形管体连通,另一端设置有供适配器插入的圆形管口,方形管体的一个侧面上设置有与to帽配合的圆形开口。在to耦合时,会将激光器与封焊管体配合,将探测器与圆方管体的方形管侧面的圆形开口配合。

但是,由于探测器与圆形开口在进行to耦合时,两者需要进行对位调节,以保证到达要求的耦合值,但是由于圆方管体自身结构的限制,两者的对位调节空间较小,容易出现耦合值偏小,耦合不合格的情况,影响光模块的合格率。



技术实现要素:

为了解决相关技术中to耦合的耦合值偏小,光模块的合格率较低的问题,本发明实施例提供了一种光模块和圆方管体。所述技术方案如下:

一方面,提供了一种光模块,所述光模块包括:

探测器和圆方管体,所述探测器上设置有to帽;

所述圆方管体包括:相互连通的圆形管体和方形管体,所述方形管体的一个侧面上设置有凹槽,所述凹槽的底面上设置有用于与所述to帽配合的开口,所述凹槽的顶面积大于所述开口的开口面的面积。

另一方面,提供一种圆方管体,所述圆方管体包括:

相互连通的圆形管体和方形管体,所述方形管体的一个侧面上设置有凹槽,所述凹槽的底面上设置有用于与探测器的to帽配合的开口,所述凹槽的顶面积大于所述开口的开口面的面积。

本发明实施例提供的光模块和圆方管体,由于方形管与探测器配合的开口设置在其侧面的凹槽的底面上,且开口面的面积小于凹槽的顶面积,则探测器与开口在进行to耦合时,探测器的to帽在插入开口后,凹槽内还存在一些空闲空间供探测器进行位置调节,也即是,探测器与开口的对位调节空间较大,从而提高了耦合值,减少了耦合不合格的情况,从而提高了光模块的合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种传统的光模块的结构示意图;

图2是图1所示的光模块中的圆方管体的结构示意图;

图3是本发明实施例提供的一种光模块的结构示意图;

图4是本发明实施例提供的光模块中的圆方管体的结构示意图;

图5是图2所示的圆方管体的侧视图;

图6是图4所示的圆方管体的侧视图;

图7是本发明实施例提供的一种探测器的具体结构示意图;

图8是图3所示的光模块的截面示意图;

图9是本发明实施例提供的另一种圆方管体的结构示意图;

图10是本发明实施例提供的一种圆方管体的开口形状示意图;

图11是图1所示的光模块的侧视图;

图12是图3所示的光模块的侧视图;

图13是图4中的圆方管体与探测器固定后的场景示意图;

图14是图2中的圆方管体与探测器固定后的场景示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是一种传统的光模块结构示意图,该光模块包括探测器和如图2所示的圆方管体10,该探测器上设置有to帽(图1未标示),该圆方管体10是由相互连通的圆形管体101和方形管体102组成的一体三通结构(也即是设置有三个开口的一体结构),方形管体102的一端与圆形管体101连通,另一端设置有与适配器连接的圆形管口(图2未标示),方形管体102的一个侧面上(如图2中的上侧面)设置有圆形开口1021,该圆形开口1021用于与探测器的to帽耦合。该to帽通常为球帽,用于对to帽的内部结构进行保护,该内部结构可以包括镭射二极体等,该圆形开口的直径通常大于或等于探测器的to球帽的外径。

如图1所示,探测器20与圆形开口1021在进行to耦合时,通过对焦耦合将探测器的to帽插入到该圆形开口1021中,然后通过在探测器的to帽与圆方管体的接缝处,也即图1中耦合的接缝r处,涂覆粘胶来将探测器20固定在圆方管体上。如图1所示,由于圆方管体自身结构的限制,探测器20的to帽在插入到该圆形开口1021后,上下左右的调节余量均较小,也即是,探测器20与圆形开口1021的对位调节空间较小,容易出现耦合值偏小的情况。

图3是本发明实施例提供的一种光模块的结构示意图,该光模块包括:探测器和图4所示的圆方管体30的结构示意图,该探测器上设置有to帽,如图4所示,本发明实施例提供的圆方管体30,该圆方管体30为一体三通结构,可以包括:

相互连通的圆形管体301和方形管体302,方形管体302的一个侧面上设置有凹槽3021,该凹槽3021的底面上设置有用于与to帽配合的开口3022,凹槽3021的顶面积大于开口3022的开口面的面积。该开口可以为圆形开口,其直径通常大于或等于探测器的to帽的直径。需要说明的是,to帽通常包括球帽或非球帽,本发明实施例中的to帽通常为球帽。

如图3所示,在to耦合时,会将激光器与封焊管体、圆形管口配合,将探测器的to帽与圆方管体的方形管侧面的圆形开口配合。相互固定的激光器40、探测器20、封焊管体60、圆方管体30和适配器50等组成csfpbosa。由图3可以看出,探测器20的to帽201在插入到该开口3022后,上下均存在一定的调节余量。

为了更清楚地进行说明,请参考图5和图6,图5是图2所示的圆方管体10的侧视图,图6是图4所示的圆方管体30的侧视图,从图5和图6可以看出,本发明实施例提供的圆方管体30比传统的圆方管体10多了h1的上下调节余量。

综上所述,由于方形管与探测器配合的开口设置在其侧面的凹槽的底面上,且开口面的面积小于凹槽的顶面积,则探测器与开口在进行to耦合时,探测器的to帽在插入开口后,凹槽内还存在一些空闲空间供探测器进行位置调节,也即是,探测器与该开口的对位调节空间较大,从而提高了耦合值,减少了耦合不合格的情况。

需要说明的是,探测器的响应度是反映探测器性能的一个参数,响应度越高,探测器的性能越好。本发明实施例中,探测器的to帽顶端设置有凸透镜结构,响应度通常与该凸透镜的对焦精度正相关,如图7所示,图7是本发明实施例提供的一种探测器20的具体结构示意图,探测器包括:to管座202和扣置在该to管座202上的to帽201,该to帽201可以为球帽,该to帽201顶端设置有凸透镜203,该凸透镜203的焦距为f,单位为mm(毫米)。

进一步的,如图3所示,本发明实施例提供的光模块还可以包括:

激光器40、封焊管体60和适配器50,圆形管体101一端设置有连接开口(图3未标示),该连接开口通过封焊管体60与激光器40焊接,方形管体102的一端与圆形管体101连通,另一端设置有供适配器50插入的圆形管口(图3未标示),适配器50插入方形管体102预设深度,用于分别与激光器40和探测器20传输光信号。

图8是图3所示的光模块的截面示意图,如图8所示,方形管体102内部设置有滤波片1022,适配器50插入方形管体预设深度,该预设深度通常为固定深度,相应的,光信号从滤光片到适配器的出光点的距离f2为固定距离,该距离与预设深度之和为滤光片到圆方管体插入该适配器的一端的距离。激光器40与适配器50传输的光信号的传输路径为穿过滤波片1022的直线传输路径,探测器20与适配器50传输的光信号的传输路径为由滤光片1022折射形成的九十度弯折传输路径,该直线传输路径与弯折传输路径互不干扰。凸透镜的焦距为f。

传统的光模块的截面示意图也可以如图8所示,由于光模块自身尺寸的限制,to帽201插入方形管体的深度较浅,参考图8可知,相应的,光信号从凸透镜的顶点到滤光片的距离f1较长,该距离较短。因此,传统的光模块的f<f1+f2,无法达到良好的对焦精度。

通过图5和图6可以看出,本发明实施例提供的圆方管体30比传统的圆方管体10多了h1的上下调节余量,使得探测器能向方形管体中再深入插入h1的深度,也即是,本发明实施例提供的圆方管体30中,光信号从凸透镜的顶点到滤光片的距离最大能够缩小h1的距离,由于增加了该h1的上下调节余量,使得在进行to耦合时,本发明实施例提供的探测器能够在圆方管体30相应开口处通过上下调节实现凸透镜的焦距为f=f1+f2,该f1为光信号从凸透镜的顶点到滤光片的距离。在该f=f1+f2时,适配器50的插芯的出光点刚好为凸透镜的焦点,此时凸透镜的对焦精度最准确,探测器的响应度最优。因此,本发明实施例通过增加了圆方管体与探测器进行to耦合时的调节余量,使得探测器能够在圆方管体30相应开口处通过上下调节实现凸透镜的焦距为f=f1+f2,提高了探测器的响应度。

需要说明的是,滤波片1022可以为45°滤波片,该适配器50可以为lc适配器(也即是接头为“lc”接头的光纤适配器)。该预设深度通常以保证能够有效地与激光器40和探测器20传输光信号,可以根据光模块的大小进行适应性调节,例如可以为2.7mm(毫米),本发明实施例对此不做赘述。

本发明实施例中,主要对光模块的圆方管体进行了改进,其它结构可以参考相关技术中的结构。例如,探测器的to帽除了包括to帽外,还可以包括:设置在to帽内部的镭射二极体、热沉(heatsink)和监测光电二极管(monitorphotodiode)等中的至少一种。探测器的to帽插入凹槽的底面上设置的相应开口时,探测器发射的光信号经过圆方管体内部设置的玻片(该玻片与光路呈45度角)反射至适配器处,使得探测器与适配器间可以形成90度的弯折光路。

进一步的,如图1所示,传统的圆方管体,由于探测器20的to帽与圆方管体10耦合的接缝r较窄,因此,涂覆粘胶的区域也较窄,容易出现探测器20与圆方管体10无法有效固定的现象。

而本发明实施例提供的圆方管体30,如图3所示,由于与探测器配合的开口3022位于凹槽中,探测器20的to帽201与圆方管体30耦合的接缝处还有一定的冗余空间能够涂覆较多的粘胶,从而使探测器20与圆方管体30能够有效固定。实际涂胶时,可以将整个凹槽中都涂覆粘胶,以保证探测器20与圆方管体30的固定。

实际应用中,凹槽的结构可以有多种,例如,该凹槽的侧壁可以与其底面呈一定倾角,此时该凹槽为倒圆台状槽,也即是倒置的圆台状的凹槽;该凹槽的侧壁也可以与其底面垂直,此时,该凹槽为棱柱状槽。进一步的,一方面,该凹槽的侧壁可以为封闭式侧壁,如图9所示,图9所示的圆方管体30的凹槽3021的侧壁即为封闭式侧壁;另一方面,该凹槽的侧壁也可以为非封闭式侧壁,当凹槽的侧壁为非封闭式侧壁时,可以余出更多的空闲空间用于粘胶的涂覆,例如,该凹槽的至少两个侧面是半开放式侧面,设置有凹槽的方形管体的侧面上形成有至少2个凸起结构,该至少2个凸起结构的顶面位于同一平面上,由于现有的夹具夹持圆方管体时,其与圆方管体的侧面的接触面为平面,那么该至少2个凸起结构的顶面位于同一平面上,可以使得该至少2个凸起结构的顶面与该接触面有效接触,实现夹具的夹持,无需改变现有夹具的结构。

进一步的,为了增加与夹具接触的稳定性,实际应用中,凹槽的至少三个侧面是半开放式侧面,设置有凹槽的方形管体的侧面上形成有至少3个凸起结构,该至少3个凸起结构的顶面位于同一平面上。那么该至少3个凸起结构的顶面位于同一平面上,可以使得该至少3个凸起结构的顶面与该接触面稳定接触,实现夹具的有效夹持,无需改变现有夹具的结构。

由于不共线的3个点能够确定一个稳定的平面,则如图4所示,凹槽3021的三个侧面是半开放式侧面,设置有凹槽的方形管体的侧面上形成有3个凸起结构,3个凸起结构分别为两个三角形结构3021a(也称为三棱柱结构)和一个条状结构3021b(也称为四棱柱结构)。进一步的,为了保证凹槽3021与夹具稳定接触,凹槽3021可以为轴对称的凹槽,凹槽3021的对称轴与方形管体302的轴平行。

需要说明的是,凹槽的形状和尺寸还可以根据具体情况进行调节,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等所得到的凹槽的形状和尺寸,均应包含在本发明的保护范围之内。因此,本发明实施例对此不再赘述。

由于to帽201可以为球帽,因此,与to帽201配合的开口3022可以为圆形开口,也可以为其它形状的开口,只要能够保证探测器的的to帽能够有效插入方形管302中即可,如图10所示,开口的形状为由曲线围成的封闭图形m,封闭图形覆盖预设圆形w,预设圆形w的直径与探测器的to帽外径相等,且封闭图形的第一直径r1大于第二直径r2,该第一直径r1所在方向与第二直径r2所在方向垂直,且第二直径r2大于预设圆形w的直径,该第一直径r1所在方向平行于方形管体的轴线。

如图10所示,封闭图形m可以为椭圆形,椭圆形的长轴的长为第一直径,椭圆形的短轴的长为第二直径。当开口3022为椭圆孔时,探测器在to耦合时,左右的调节距离变大,进一步解放了左右调节对探测器的to帽的干涉限制,也可以有效提高响应度。

为了更清楚地进行说明,请参考图11和图12,图11是图1所示的光模块的侧视图,图11是图3所示的光模块的侧视图,该圆方管体30的开口3022如图10所示,从图11可以看出,图11中的圆方管体10的圆形开口的直径为h2,该圆形开口的形状与上述预设圆形w相同,从图12可以看出,图12中的圆方管体30的开口的第一直径为h3,因此,本发明实施例提供的圆方管体30比传统的圆方管体10多了h3-h2的左右调节余量。该左右调节余量指的是沿平行于方形管体的轴线k的方向上移动的余量。

需要说明的是,开口的形状和尺寸还可以根据具体情况进行调节,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等所得到的开口的形状和尺寸,均应包含在本发明的保护范围之内。因此,本发明实施例对此不再赘述。

采用本发明实施例提供的圆方管体30与探测器20进行to耦合的方法也较为简单,以图3为例,假设图3中圆方管体30的开口3022为图10所示的椭圆形,在采用本发明实施例提供的圆方管体30与探测器20的to帽201进行to耦合时,可以先将探测器20的to帽201插入开口3022中,然后,上下左右进行对位调节,优选的,将光信号从凸透镜的顶点到滤光片的距离f1调整为f2=f-f1,该f2为光信号从滤光片到适配器(的插芯)的出光点的距离,在调节完成后,在探测器30的to帽201与圆方管体10耦合的接缝处涂覆粘胶,最终,涂覆粘胶后的圆方管体30与探测器20得到了有效固定,图13是图3中的圆方管体30与探测器20固定后的场景示意图。相应的,图14是图1中的圆方管体10与探测器20固定后的场景示意图,可以看出图13中粘胶覆盖的区域z1的面积明显大于图14中粘胶覆盖的区域z2的面积,也即是,本发明实施例提供的圆方管体30的结构使得更多的粘胶可以涂覆,保证了圆方管体30与探测器20的有效固定。

综上所述,本发明实施例提供的圆方管体,由于方形管体与探测器配合的开口设置在其侧面的凹槽的底面上,且开口面的面积小于凹槽的顶面积,则探测器与开口在进行to耦合时,探测器的to帽在插入开口后,凹槽内还存在一些空闲空间供探测器进行位置调节,也即是,探测器与开口的对位调节空间较大,从而提高了耦合值,减少了耦合不合格的情况。并且,本发明实施例提供的圆方管体比传统的圆方管体多了一定的上下调节余量,使得探测器能向方形管体中再深入插入一定的深度,从而提高了其响应度。进一步的,由于探测器与圆方管体耦合的接缝处还有一定的冗余空间能够涂覆较多的粘胶,从而使探测器与圆方管体能够有效固定。

本发明实施例提供一种圆方管体,该圆方管体包括:相互连通的圆形管体和方形管体,该方形管体的一个侧面上设置有凹槽,该凹槽的底面上设置有用于与探测器的to帽配合的开口,该凹槽的顶面积大于该开口的开口面的面积。该圆方管体的结构与本发明上述实施例中圆方管体30的结构相同,本发明实施例对此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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