反射透镜、激光发射器、光发射组件及光发射接收组件的制作方法

本实用新型涉及一种反射透镜、激光发射器、光发射组件及光发射接收组件。适用于光通信器件。

背景技术：

半导体激光器是光通信领域的应用最更广泛的发射光源，其具有结构小巧，寿命长、稳定性好等特点。传统接入网(GPON、EPON)中的光器件，由于波长稳定性要求低、功率预算裕量大，封装和使用过程中都不带热电制冷器。随着4G网络的大规模部署，5G网络也即将商用，对带宽的要求也越来越高。移动网络带宽需求的急速增长需要固定网络的基础带宽的支撑。因此，CWDM、 DWDM的技术开始引入到接入网及无线前传和回传领域，已扩充带宽。这对激光器的波长稳定性，啁啾、非线性提出了较高的要求，热电制冷器(TEC)被引入到器件中以获得优良的光信号。此外，由于通信波长资源有限，长波长(1600 附近)也逐渐被使用于信号传输。

长波长激光器普遍输出功率较低，这对耦合效率提出了更高的要求。传统 XMD及蝶形封装光发射组件能满足发射性能要求，但是其价格昂贵，大规模铺设成本较大。专利号为CN104810724A的实用新型专利公开了一种低成本TO封装的DFB激光器组件，激光器内部带有热电制冷器，可抑制啁啾效应。但是，由于贴片、封帽精度有限，误差叠加，激光器出光和透镜难以对中，在制作TOSA 或者BOSA时获得高的耦合效率。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种反射透镜、激光发射器、光发射组件及光发射接收组件，以解决封装难度大，耦合效率低的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种反射透镜，其特征在于：其为具有入射面、反射面和透镜面的透光体，其中透镜面上形成有聚焦透镜，从所述入射面射入该透光体的光线经其反射面反射，再经所述聚焦透镜汇聚后射出透光体。

所述入射面与所述透镜面垂直，所述反射面与入射面和透镜面之间夹角均为45°。

一种激光发射器，其特征在于：采用同轴封装结构，具有管帽和管座，管帽顶部设有平面玻璃，所述管帽与管座配合形成腔室，腔室内设有热电制冷器、温度传感器、激光器芯片、背光探测芯片和所述的反射透镜，所述反射透镜的聚焦透镜朝向管帽上的平面玻璃，所述激光器芯片对准反射透镜的入射面，温度传感器与热电制冷器的控制电路电连接。

所述热电制冷器通过金锡焊料与所述管座焊接固定；所述激光器芯片通过金锡焊料贴装于激光芯片热沉上，并通过导热胶固定于所述热电制冷器上。

所述背光探测芯片通过金锡焊料贴装于探测芯片热沉上，并通过低温焊料与所述热电制冷器焊接。

所述温度传感器通过低温焊料与所述热电制冷器焊接。

所述温度传感器采用热敏电阻。

一种光发射组件，其特征在于：具有所述的激光发射器。

一种光发射接收组件，其特征在于：具有所述的激光发射器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用反射镜和聚焦透镜结合一体的反射透镜，降低封装难度，提高耦合效率，使封帽精度与耦合效率无关，适用于批量生产，提高生产效率，增加输出功率。

本实用新型在激光器芯片的热沉下方贴装热电制冷器，可以为激光器芯片进行有效的散热；采用热电制冷器配合温度传感器可以使激光器温度控制在特定的温度下。

附图说明

图1为光发射组件的结构示意图。

图2为激光发射器的结构示意图。

图3为图2中A部的放大示意图。

图4为激光发射器的光路图。

图5为光发射接收组件的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，本实施例为一种光发射组件TOSA，包括激光发射器、套筒(holder)12、焊接套13、隔离器14和一体化插针15。

如图2、图3所示，本实施例中激光发射器采用同轴封装结构，具有管帽 10和管座1，管帽10与管座1配合形成腔室，腔室内设有热电制冷器2、热敏电阻3、激光器芯片7、背光探测芯片9和反射透镜5，热敏电阻3与热电制冷器2的控制电路电连接。

激光器芯片7通过金锡焊料贴装到激光芯片热沉6之上构成激光器COC，同样背光探测芯片9通过金锡焊料贴装在探测芯片热沉8上构成探测器COC。热电制冷器2通过金锡焊料与管座1焊接。探测器COC和热敏电阻3通过低温焊料与热电制冷器2上表面焊接；激光器COC通过导热胶与热电制冷器2固定并保证较高的导热效率。反射透镜通过反光镜基础固定于热电制冷器2。

本实施例中反射透镜5为类似三棱柱型的透光体，具有入射面501、反射面502和透镜面503，其中透镜面上形成有聚焦透镜504，入射面501、反射面502 和透镜面503分别为该类似三棱柱型的三个侧面，入射面501与透镜面503垂直，反射面502与入射面501和透镜面503之间夹角均为45°。本例中反射透镜的反射面与反射镜基座4接触相连，其透镜面朝向管帽10顶端中心，反射透镜5的入射面与激光器芯片7位置对应。

由于反射透镜5采用反射镜和聚焦透镜一体的设计，故可在管帽10顶部采用平面玻璃11完成气密封装，平面玻璃10对光束无汇聚或发散作用，降低封装封帽10机精度要求。

如图4所示，本实施例中激光器芯片7出射的光线从反射透镜的入射面501 进入透光体，并经反射透镜的反射面502反射后改变光路，再经透镜面503上的聚焦透镜504汇聚后射出透光体，从反射透镜射出的光束通过管帽10上的平面玻璃11后射出激光发射器。

本实施例中背光探测芯片9与激光器芯片7之间的成8度左右，不做精确控制，可得到最佳的背光电流，且不会引入反射光。

本实施例中采用金丝件键合的方式对管座1、热电制冷器2、热敏电阻3、激光器芯片7、背光探测芯片9进行电气连接，以减少电感、提高高频传输性能。

热敏电阻3用来探测激光芯片的工作温度，激光芯片工作温度变化会引起热敏电阻4阻值的变化，该变化通过电路传输至热电制冷器的控制电路，控制电路通过调节热电制冷器的输入电流控制激光发射器的工作温度。

实施例2：如图5所示，本实施例为一种光发射接收组件BOSA，包括四方座16、插针17、焊接套18、光接收组件19、45度滤波片20、0度滤波片和实施例1中的激光发射器。

当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的范围内，做出的变化、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。