一种超小间距光滤波器组件结构的制作方法

本实用新型涉及光纤通讯领域，特别是一种超小间距光滤波器组件结构。

背景技术：

光传输模块分为单模光传输模块与多模光传输模块，在整体产品架构上则包括光学次模块(Optical Subassembly；OSA)及电子次模块(Electrical Subassembly；ESA)两大部分。光学次模块又可细分为光发射次模块(Transmitter Optical Subassembly；TOSA)与光接收次模块(Receiver Optical Subassembly；ROSA)。

使用薄膜滤波片为关键元件组成的光接收次模块通常包含4个通道，通道的间距一般为0.75mm或者0.5mm，而更小间距的光滤波器组件难以采用传统的结构和制作方法，因为制造尺寸比0.5mm更小的微小薄膜滤波片及微小滤波片的组装的损耗和难度很大。通常的小间距滤波器组件是使用平面光波导(PLC)分路器实现，但是平面光波导的隔离度较低，器件制作工艺复杂，技术门槛较高，芯片多被外国少数企业垄断，制作成本高，更适用于高通道数的分路器，在低通道分路器则处于劣势。

光滤波器组件的间距决定电子次模块上的光电二极管阵列的间距，而光电二极管阵列的间距越大，制作难度越大，出产率更低，成本更高，需要制作更小间距的光滤波器组件以配合更小间距的电子次模块的光电二极管阵列，从而大幅降低光传输模块的成本。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种超小间距光滤波器组件结构，缩小光滤波器组件的间距，对应减小光电二极管阵列的间距，降低光传输模块的成本。

本实用新型采用的技术方案为：

一种超小间距光滤波器组件结构，包括用于输入光信号的输入光纤准直器、用于对从输入光纤准直器输入的光信号进行波分复用的波分复用组件以及用于缩小经过波分复用组件处理后的光束间距的缩距组件，所述波分复用组件包括玻璃基体，玻璃基体的前端与输入光纤准直器对应，玻璃基体的后端面设有至少四个滤波片；所述缩距组件包括用于对穿过各滤波片的光束间距进行缩小的缩束透镜、与缩束透镜对应的用于对穿过缩束透镜的光束进行聚焦和转向的转向透镜。

优选地，所述缩束透镜的两端分别设有用于缩小光束间距的前凸面和后凹面；前凸面的焦点与后凹面的焦点重合；前凸面的焦距F与后凹面的焦距f的绝对值F/f满足F/f≥2。

所述转向透镜的前端面设置有微透镜阵列，所述微透镜阵列包括至少四个用于对从经过缩束透镜的光束聚焦的微透镜。

更优选地，所述转向透镜上设有用于对穿过微透镜的光束进行转向的倾斜面。

优选地，穿过各滤波片光束的间距为D，穿过各微透镜光束的间距为d，D/d＝F/f。

优选地，所述输入光纤准直器、玻璃基体、缩束透镜以及转向透镜的中心都处于同一直线上。

优选地，所述输入光纤准直器、玻璃基体、缩束透镜以及转向透镜都安装在基板上，基板上具有安放所述玻璃基体、缩束透镜以及转向透镜的台阶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种超小间距光滤波器组件结构，利用缩束透镜对穿过滤波片后的光束进行缩距，再经转向透镜对缩距后的光束进行聚焦和偏折进入光电二极管阵列，这样缩小光滤波器组件中光束的间距，可对应减小光电二极管阵列的间距，降低光传输模块的成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种超小间距光滤波器组件结构的俯视示意图；

图2为本实用新型提供的一种超小间距光滤波器组件结构的主视示意图；

图3为本实用新型提供的一种超小间距光滤波器组件结构中缩束透镜的立体图；

图4为本实用新型提供的一种超小间距光滤波器组件结构中缩束透镜的俯视图；

图5为本实用新型提供的一种超小间距光滤波器组件结构中转向透镜一种实施方式示意图；

图6为本实用新型提供的一种超小间距光滤波器组件结构中转向透镜另一种实施方式示意图。

图7为本实用新型提供的一种超小间距光滤波器组件结构另一种优选实施方式俯视示意图；

图8为本实用新型提供的一种超小间距光滤波器组件结构另一种优选实施方式主视示意图。

具体实施方式

根据附图对本实用新型提供的优选实施方式做具体说明。

图1至图8，为本实用新型提供的一种超小间距光滤波器组件结构的优选实施方式。图1至图8中，该超小间距光滤波器组件结构包括用于输入光信号的输入光纤准直器10、用于对从输入光纤准直器10输出的光信号进行波分复用的波分复用组件20以及用于缩小经过波分复用组件处理后的光束间距的缩距组件30，经过从输入光纤准直器输入10的光束经过波分复用组件20进行波分复用，再经缩距组件30缩小经过波分复用组件处理后的光束间距，最后输出的光信号进入光电二极管阵列中，这样缩小光滤波器组件中光束之间的间距，可对应减小光电二极管阵列的间距，降低光传输模块的成本。

所述输入光纤准直器10包括玻璃管11，玻璃管11一端插有带光纤的光纤头12，玻璃管11的另一端插有供光纤的光信号穿过的输入透镜13，光纤的光信号从输入透镜13传输至波分复用组件20。

所述波分复用组件20包括玻璃基体21，玻璃基体21的前端与输入光纤准直器10对应，玻璃基体21的后端面设有至少四个滤波片22，从输入光纤准直器10输出的光信号穿过玻璃基体21，经各滤波片22按照中心波长分出不同波段形成间距为D的光束。

图1至图2中，所述缩距组件30包括用于对穿过各滤波片的光束间距进行缩小的缩束透镜31、与缩束透镜31对应的用于对穿过缩束透镜31的光束进行聚焦和转向的转向透镜32。

图3至图4中，所述缩束透镜31的两端分别设有用于缩小光束间距的前凸面311和后凹面312；前凸面311的焦点与后凹面312的焦点重合；前凸面311的焦距F与后凹面312的焦距f的比值F/f满足F/f≥2。所述前凸面311可以是球面或者非球面，所述后凹面312也可以是球面或者非球面。所述缩束透镜31的前凸面311和后凹面312都镀有抗反膜。

所述转向透镜32的前端面设置有微透镜阵列321，所述微透镜阵列321包括至少四个用于对从经过缩束透镜31的光束聚焦的微透镜3211。穿过各滤波片22光束的间距为D，穿过各微透镜3211光束的间距为d，对应地，各滤波片22中心之间间距为D，各微透镜3211中心之间的间距为d，D/d＝F/f。

所述转向透镜32上还设有用于对穿过微透镜3211的光束进行转向的倾斜面322，图1、图2和图5中，所述转向透镜32的倾斜面322是倾斜向下的倾斜面，对穿过微透镜3211的光束向下偏折进入光电二极管阵列中；图6至图8中，所述转向透镜32的倾斜面322是倾斜向上的倾斜面，对穿过微透镜3211的光束向上偏折进入光电二极管阵列中。

所述输入光纤准直器10、玻璃基体21、缩束透镜31以及转向透镜32都安装在基板40上，基板40上具有安放所述玻璃基体21、缩束透镜31以及转向透镜32的台阶41，所述输入光纤准直器10、玻璃基体21、缩束透镜31以及转向透镜32的中心都处于同一直线上。

第一种实施例：

所述前凸面311是球面，对应地，所述后凹面312也是球面。

当所述缩束透镜31中前凸面311的焦距F与后凹面312的焦距f的比值F/f＝2，其前凸面311的曲率半径R与后凹面312的曲率半径r满足：R/r＝F/f＝2；所述缩束透镜前凸面311的曲率半径R＝4mm，后凹面312的曲率半径r＝2mm，所述缩束透镜31的中心厚度为4.553mm，所述缩束透镜31的折射率(n1309nm)为1.78331。

所述缩束透镜的参数列表：

所述缩束透镜凸面和凹面镀有抗反膜，其反射率R≤0.3％@1260nm-1620nm。

穿过各滤波片22光束的间距为D，穿过各微透镜3211光束的间距为d，D/d＝F/f；当D/d＝F/f＝2，D＝0.5mm，则d＝0.25mm。

各微透镜3211的曲面为二次非球面，曲面顶点处的曲率半径为0.705mm，折射率(n1309nm)为1.78331，二次非球面系数(Conic)为-0.474。

第二种实施例：

所述前凸面311是非球面，对应地，所述后凹面312是球面。

当所述缩束透镜31中前凸面311的焦距F与后凹面312的焦距f的比值F/f＝2，其前凸面311的曲率半径R与后凹面312的曲率半径r满足：R/r＝F/f＝2；所述缩束透镜前凸面311的曲率半径R＝3mm，前凸面311的二次非球面系数(Conic)为-0.159，后凹面312的曲率半径r＝1.5mm，所述缩束透镜31的中心厚度为3.415mm，所述缩束透镜31的折射率(n1309nm)为1.78331。

缩束透镜的参数列表：

所述缩束透镜凸面和凹面镀有抗反膜，其反射率R≤0.3％@1260nm-1620nm。

穿过各滤波片22光束的间距为D，穿过各微透镜3211光束的间距为d，D/d＝F/f；当D/d＝F/f＝2，D＝0.5mm，则d＝0.25mm。

各微透镜3211的曲面为二次非球面，曲面顶点处的曲率半径为0.705mm，折射率(n1309nm)为1.78331，二次非球面系数(Conic)为-0.474。

本实用新型提供的超小间距光滤波器组件结构工作过程具体为：以复用了4个波段的光束为例进行说明，复用了4个波段的光束经过输入光纤准直器10形成准直光，经过玻璃基体21的滤波片22按中心波长分出不同波段形成间距为D的4束光束，经过缩束透镜31后，4束光束的间距缩小为d，之后经过微透镜阵列321中各微透镜3211将各光束聚焦，并通过转向透镜32使光束偏折，进入光电二极管阵列；当所述转向透镜32的倾斜面322是倾斜向下的倾斜面，对穿过微透镜3211的光束向下偏折进入光电二极管阵列中；当所述转向透镜32的倾斜面322是倾斜向上的倾斜面，穿过微透镜3211的光束向上偏折进入光电二极管阵列中。

本实用新型还提供了一种超小间距光滤波器组件结构的制作方法，具体包括以下步骤：

1)在基板40的台阶41下台面安装输入光纤准直器10；

2)在玻璃基体20的后端面安装至少四个滤波片22；

3)在基板40的台阶41上台面依次安装所述玻璃基体21、缩束透镜31以及转向透镜32，所述输入光纤准直器10、玻璃基体21、缩束透镜31以及转向透镜32的中心都处于同一直线上；所述转向透镜32的前端面设置有微透镜阵列321，所述微透镜阵列321包括至少四个用于对从经过缩束透镜31的光束聚焦的微透镜3211。

步骤3)中的所述缩束透镜31的两端分别设有用于缩小光束间距的前凸面311和后凹面312，前凸面311的焦距F与后凹面312的焦距f的比值F/f满足F/f≥2；所述缩束透镜31中前凸面311的焦点与后凹面312的焦点重合。所述缩束透镜31的前凸面311和后凹面312都镀有抗反膜。

穿过各滤波片22光束的间距为D，穿过各微透镜3211光束的间距为d，D/d＝F/f。

综上所述，本实用新型的技术方案可以充分有效的实现上述实用新型目的，且本实用新型的结构及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，能达到预期的功效及目的，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对实用新型的实施例做出多种变更或修改。因此，本实用新型包括一切在专利申请范围中所提到范围内的所有替换内容，任何在本实用新型申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。