一种波分复用/解复用光组件的制作方法_2

文档序号:9523110阅读:来源:国知局
图;
[0035]图8是本发明实施例提供的一种波分解复用光接收组件的正视结构示意图;
[0036]图9是本发明实施例提供的一种带光纤阵列头的插针组件的结构示意图;
[0037]图10是本发明实施例提供的一种带光纤阵列头的插针组件的剖面结构示意图;
[0038]图11是本发明实施例提供的一种带光纤阵列头的插针组件的截面结构示意图;
[0039]图12是本发明实施例提供的一种波分解复用光接收组件组装环境示意图;
[0040]图13是本发明实施例提供的一种波分复用/解复用光收发组件的结构示意图;
[0041]图14是本发明实施例提供的一种波分复用/解复用光收发组件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0042]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0043]为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
[0044]本发明所述的光电收发器件可应用于多信道波长(如CWDM、LWDM等)同时工作的情形,为了便于陈述,下面附图中以用于CWDM的四信道发射光组件和四信道接收光组件组成的器件为例进行说明,其中工作波长采用CWDM的常用四个波长:λρ λ2、\3和λ 4,如1271nm,1291nm,1311nm和1331nm。所述光组件包含发射光组件与接收光组件两大部分,如下将发射光组件和接收光组件分别以实施例来进行描述。另外为方便说明,对于附图的说明,存在方位词语,如上、下、前、后、左、右等词汇,是以专利文件附图为依据,视线垂直于纸面的俯视角度观察下,以阅读者的身体方位为参考。然而,本领域技术人员可以在无需创造性劳作情况下,基于本发明各实施例所公开的内容,并结合相应的附图,将本发明所阐述的电器特性应用到其他信道数量和/或其他工作波长的环境中,例如上述基于合理推理范围内的扩展方案均属于本发明的保护范围。
[0045]实施例一
[0046]如图2-4所示为本发明提供的一种波分复用光发射组件,所述光发射组件包括电接口 101、陶瓷电路板102、激光器芯片组103、背光监控芯片组104、AWG芯片105、带光纤阵列头的插针组件106、PCB电路板107和密封盖板108,其中,所述激光器芯片组103和背光监控芯片组104贴装在陶瓷电路板102上,具体的:
[0047]所述激光器芯片组103包括一个或者多个用于生成指定波长光信号的激光器芯片。
[0048]在如图2和图3所示【具体实施方式】中,所示激光器芯片组103具体为发射四个不同工作波长的激光器芯片,激光器芯片等间距分布,或非等间距分布,具体的是根据光路的特点适当调节间距。背光监控芯片组104分别在对应激光器芯片组103的左侧,间距与激光器芯片保持一致。
[0049]具体地,所述激光器芯片组103中各激光器芯片的光谱模式可以是单纵模,也可以是多纵模;使用波长可以是短波长(850nm左右),也可以是长波长(1310nm左右、1550nm左右);芯片类型有但不限于DFB芯片、FP芯片、VCSEL芯片、EML芯片。AWG芯片105和所述陶瓷电路板102固定在所述PCB电路板107上,其中,激光器芯片组103发光面和AWG芯片105的输入端口耦合。
[0050]如图4所示,所述带光纤阵列头的插针组件106包括光纤阵列(FA)头106-1、光纤106-2和适配器组件106-3,其中,所述光纤阵列头与所述AWG芯片105的输出端口耦合。
[0051]所述密封盖板108固定在所述PCB电路板107上,用于封盖所述陶瓷电路板102、激光器芯片组103、背光监控芯片组104、AWG芯片105和光纤阵列头,其中,所述密封盖板108上设置有凹槽。
[0052]其中,光纤106-2可以为一段裸光纤,也可以为中间连接部分带有保护层光纤,且连接FA头106-1和适配器组件106-3之间光纤的长度可以根据需求灵活设置;适配器组件106-3中的陶瓷插芯可以是单模插芯,也可以是多模插芯;所以光纤106-2可以是单模光纤也可以是多模光纤。
[0053]所述适配器组件106-3设置在所述密封盖板的外部,所述适配器组件106-3和所述光纤阵列头106-1之间的光纤106-2嵌在所述凹槽内,并由密封胶注满凹槽和所述光纤106-2之间的缝隙。
[0054]本发明实施例基于光口采用独特设计的带光纤阵列头的插针组件,通过光纤连接FA端口与常规适配器组件,避免了常规光口与管壳的焊接,避免激光焊接焊后偏移引起掉光等问题;另一方面,采用AWG芯片作为波分复用元件,AWG芯片的光口与插针组件的FA端口采用微间隙、空间直接耦合方式,实现了光路低损耗连接,有效提高整个光组件的耦合效率。现有技术中的气密封装成本高,且与AWG芯片耦合效率低、难度大等问题。
[0055]优选的,在如图2-3所示【具体实施方式】中,四路透镜111对应每个通道激光器芯片,位于激光器芯片的右侧。透镜组111粘贴在玻璃垫块110上。激光器芯片组103发光面、透镜组111中心线、AWG芯片105波导层以及所述带光纤阵列头的插针组件106中心均在同一条轴线上。可选的,所述激光器芯片组103所发出的光信号还可以通过直接照射到AWG芯片105的方式完成耦合。
[0056]所述发射透镜组111中四个透镜为相同的透镜,各透镜独立耦合、独立粘贴。所述透镜组111置于激光器芯片组103和AWG芯片105之间,可以为球透镜、非球透镜、娃透镜等,将激光器芯片出射发散光通过透镜整形成会聚光,进而耦合进入AWG芯片的相应波导层中,有效提高激光器芯片与AWG芯片之间的耦合效率。
[0057]在本发明实施例中,所述激光器芯片组103优选的是采用固晶胶固化,例如银胶、金锡焊料等,具有高的剪切强度、粘接力,同时固晶胶具有良好的导热性能和防水汽特性。激光器芯片组103端面采用保护性钝化膜设计,可有效防护外界环境的影响。所述背光监控芯片组104为侧面进光ro,且激光器芯片的发光条正对所述背光监控芯片光敏面。背光监控芯片采用非气密封装芯片。在本发明实施例中,优选的,所述陶瓷电路板102上设计有相应对位标记,激光器芯片组103和背光监控芯片104通过高精度贴片设备贴装在陶瓷电路板102上。
[0058]结合本发明实施例,存在一种优选的方案,所述光发射组件还包括金属底板109,具体的:
[0059]所述金属底板109上承载陶瓷电路板102和AWG芯片105,并嵌套在PCB电路板107上。其中,所述金属底板109主要起支撑上述元件和为激光器管芯散热的作用,可以为钨铜或者其他散热性能较好的合金。
[0060]优选的,所述陶瓷电路板102采用银胶、焊料焊接在所述金属底板109上,所述玻璃垫块110贴装在所述金属底板109上,采用绝缘胶或紫外胶贴装,主要用于支撑粘贴所述透镜组111。通过合适的胶层厚度设计以及固化胶的选择,可以有效提高透镜固化稳定性和长期可靠性。
[0061]所述AWG芯片107即阵列波导光栅芯片,起波分复用的作用,用于将激光器芯片组103发射的四路光信号波分复用为一路光信号,并从光口处输出。AWG芯片贴装在所述金属底板108上,通过灌胶或者抽真空等方式将AWG芯片底部与金属底板之间塞满绝缘胶,例如353ND等,或者采用银胶粘接。
[0062]优选的,如图6所示,所述光纤阵列头106-1具体包括:上玻璃盖板112-1、固化胶112-2、光纤端部112-3和下玻璃盖板112-4,其中,上玻璃盖板112-1和下玻璃盖板112-4内侧设置有V型槽,光纤端部112-3放置于所述V型槽中,并由所述固化胶112-2完成固定。其中FA端面可以根据需要研磨不同的角度,常用为6°或者8° ;组件接口类型不限于LC型、XMD型、SC型、ΜΡ0头型等。
[0063]优选的,所述上玻璃盖板112-1和下玻璃盖板112-4用于贴合所述AWG芯片105的贴合面上,在所述V型槽周边加工有一条或者多条开槽,利用槽间填充的固化胶固定所述光纤阵列头106-1和所述AWG芯片105。
[0064]LC型插针组件为例进行说明,如图5所示,所述适配器组件106-3包括金属套筒114-1、金属止口 114-2、陶瓷棒114-3、陶瓷套筒114-4和纤芯114-5,其中,金属套筒114-4与陶瓷棒114-3压配成型,陶瓷套筒114-4嵌套住陶瓷棒114-3,金属止口 114-2与金属套筒114-4压配成型。
[0065]在本发明实施例中,所述电接口 101,主要起到将所述激光器芯片组103和所述背光监控芯片组104与所述PCB板之间进行电连接的作用。主要有两种连接方式:第一种为完全金丝连接,即常规金丝键合的方式,将芯片的电极与陶瓷电路板102、PCB板107进行键合,将所述激光器芯片组
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